Корреляционный расходомер двухфазных сред

Корреляционный расходомер двухфазных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. А. Кратиров, А. Н. Казаков, А. В, К

В, Н. Николаев и Г. К. Be (72) .Авторы изобретеиия

П. Полозов, Особое конструкторское бюро техничес рнетики Ленинградского ордена Ленина политехнического института им, М. И. Калинина (54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР ДВУХФАЗНЫХ СРЕД

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться в системах автоматического контроля измерения объемного расхода двухфазных сред, например газожидкостных смесей.

Известно устройство корреляционного расходомера двухфазных сред, содержащее два первичных преобразователя, блок регулируемой задержки, множительное устройство, интегратор и экстремальный регулятор, соединенный с блоком рн ули руемеа ееиермии P j.

Недостатком этого устройства является сложность схемы, обусловленная необходжостью вкстремального регулирования и высокая погрешность измерения.

Известен корреляционный расходомер двухфазных сред, содержащий два первичных преобраэоватетя, два умножитепя, блок регулируемой задержки, соединенный с первым первичным цреобраэоват мнм, вторым умножителем и через блок постоянной задержки-с первым умножителем. а

2 вторые входы умножителей соединены с вторым первичным преобразователем, а их выходы соединены с вычитающим устройством, которое соединено с блоком рееулируемейееиержии через ииеегрзеор .1, Недостатком этого устройства является сложность схемы и высокая погрешностьь измерения.

Uemü изобретения — повыинтие точности измерения объемного расхода путем упро>дом ер а

Поставленная цель достигается тем, что в корреляционный расходомер двухфазных сред, содержащий два первичных преобразователя, блок регулируемой задержки, два умножителя, соединенных с вычитающюч устройством, которое через интегратор соедтвнено с блоком регулируемой задернаи, введены два формирователя временных интервалов, при этом

20 е выход первого II6pB3plllopo преобразователя соединен с входом второго формирователя временных интервалов, первым входом первого умнОжителя и входом

50 первого формирователя временных интервалов,,выход которого через блок регули» руемой ждержки соединен с вторым входом,первого умножителя, а выход .второ го первичного преобразователя и выход второго формирователя временных интервалов соединены соответственно с первым и вторым входами второго умножителя„

На чертеже изображена функциональная схема корреляпионного расходомера двухфазных сред.

Расходомер содержит первичные преобразователи средней плотности, включаю щие в свой состав радиоактивные источники 1 и 2, помещенные в защитно-колли- мирующие устройства 3 и 4, и блоки детектирования 5 и 6 измерительного участка трубопровода 7, потоки гамма-квантов

8 и 9, формирователи временных интервалов 10 и 11, блок регулируемой задержки 12, умножители. 13 и 14, вычитающее устройство .15, интегратор 16.

Расходомер работает следующим образом.

Потоки гамма-квантов 8 и 9 радиоактивных источников 1 и 2, сформированные устройствами 3 и 4, проходят через двухфазную среду и поступают на блоки детектирования 5 и 6, где преобразуется в последовательность электрических импульсов, сформированных по амплитуде и длительности. Частота, следования импульсов связана экспоненциальной зависимостью со средней плотностью вещества в контролируемом объеме двухфазной среды. Последовательность импульсов с выхода блока детектирования 5 поступает на формирователи интервалов 10 и

1 l., представляющие собой двоичные счетчики импульсов с заданным коэфициентом деления, Длительнос ть сформированного интервала обратно пропорциональна часто. те сигнала первого первичного преобразователя. Сформированный таким образом импульс поступает на вход блока регулируемой задержки 12, в состав которо го входит управляемый генератор тактовой частоты и, задерживаясь на такт работы генератора, поступает на вход умножителя 13, на второй вход которого поступают импульсы с выхода блока детектирования 5. Сигнал на выходе умножителя 13 пропорционален отношению частоты следования импульсов на выходе блока детектирования 5 в двух соседних тактах.

Совместная работа второго блока детектирования 6, формирователя 11 и

g0

45 умножителя 14 аналогична работе схем

5,10 и 13 с той лишь разницей, что синхронизация работы происходит с помощью тактового генератора с фиксированной частотой, а на выходе умножителя 14 получают сйгнал, пропорциональный отношению выходных частот блоков детектирования 5 и 6. Отношение частот пропорционально квадрату приращения средней плотйости двухфазной среды. Поскольку средний квадрат разности однозначно связан с корреляционной функцией и отличается or нее наличием некоторой постоянной составляющей, то сигналы на выходе умножителей 13 и 14 соответствуют значениям автокорреляционной функции сиг55ала первого первичного преобразователя и взаимно корреляционной функции сигналов первого и второго первичных преобразователей.

Импульсы с умножителей 13 и 14 поступает на вычитающее устройство 15, с выхода которого разность сигналов поступает на вход интегратора. Проинтегрированная разность сигналов поступает на вход блока регулируемой задержки 12, изменяя тактовую частоту генератора до тех пор, пока разность сигналов умножителей 13 и 14 не будут равна нулю.

По величине регулируемой задержки в момент равенства нулю разности сигналов умножителей 13 и 14 судят а значенки объемного расхода двухфазной средьь

8 качестве источников гамма«излучения могут быть использованы радионуклиды на основе А„, -241 или CS -137 в зависимости от диаметра измерительного участка трубопровода и вида контролируемой двухфазной среды.

Блоки детектирова55ия содержат сцинтилляционный кристалл, фотоэлектронный умножитель и формирователь импульсов по амплитуде и длительности.

Формирователи интервала представляют собой двоичные счетчики импульсов с заданным коэффициентом деления. Блок регулируемой задержки выполнен в виде время-импульсного делительного ус трой ства, осуществляющего заполнение эадер живаемого временного интервала импульсами от вспомогательного генератора, и управляемого генератора тактовой частоты, с помощью которого синхронизируется работа первого умножителя 13.

Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет снижения потерь в результате более точ5 870931 ного учета и нормирования расхода двух- в фазной среды в различных технологических процессах.

Формула изобретения

Корреляционный рас ходомер двухфазных сред, содержащий два первичных преобразователя, два умножителя, соединенных с вычитающим устройством, которое через интегратор соединено с блоком регулируемой задержки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем упрощения схемы, в него введены два форми« рователя временных интервалов, при этом выход первого первичного преобразователя соединен с входом второго формироб ателя временных интервалов, первым входом первого умножитепя н входом первого формирователя временных интервалов, выход которого через блок регул руемой задержки соединен с вторым входом первого умножителя, а выход второго первичного преобразователя и выход второго формирователя временных интервалов соединены соответственно с нервьм

1О ы вторым входами второго умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козубовский С. Ф „Корреляционные экстремальные системы, Киев, Наукова думка, 1973, с. 20 24.

2. Козубовский С. Ф., Корреляционные экстремальные системы, Киев, Наукова думка, 1973, с. 45-46 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8417/10

Тираж 705 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул. Проектная,4