Сигнализатор расхода
Патент 932238
Авторы
Классы МПК
Сигнализатор расхода
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п)932238
{6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 04.11.80 (2l) 3000774/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет
Опубликовано 30.05.82, Бюллетень Рв20
Дата опубликования описания 30,05.82 (51)М. Кл.
G О1 F 1/00
Гооударстеаиый комитет
СССР оо делан изооретеиий к открытий (53) УДК681.121. .о(088,8) - )
А.Ш.Киясбейли, И.Е.Перельштейн и NA.Непорент
3 !
,.;1
1 c,
Специальное конструкторское бюро "Йефтехиипрцбар (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
{54) СИГНАЛИЗАТОР РАСХОДА
Изобретение относится к приборо-
I строению и может быть использовано для сигнализации и измерения расходов жидкостей и газов.
Известны сигнализаторы, сравнивающие измеряемый параметр с уставкой и выдающие на выходе сигнал о .превышении или понижении измеряемого параметра относительно уставки.
Наиболее близким к предлагаемому является сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, частота сигнала, которого пропорциональна значениям расхода, и вторичную схему, содержащую измерительный преобразователь, схему уставки, сравнивающее устройство и выходное устройство. Измерительный пре.образователь представляет собой счет" чик электрических импульсов, который суммирует колебания измеряемого сигнала, поступающие от первичного пре-. образователя расхода. Схема уставки
I содержит генератор опорной частоты, которая плавно изменяется от 1 до
50 Гц и счетчика электрических импульсов, который считает колебания с генератора. В качестве сравнивающего устройства применен триггер с раздельными входами, которым управляют по разным входам выходными импульсами от обоих счетчиков. Если счетчик измерительного преобразователя заполняется первым, то триггер устанавливается в первое устойчивое положение, а если сначала заполнится схема счетчика уставки, то триггер устанавливается в другое устойчивое положе.ние. Заполнение одного из счетчиков сбрасывает на нуль оба счетчика,не изменяя состояния триггера. В первом устойчивом состоянии триггер включае выходное реле. Уставка задается изменением частоты генератора опорной частоты f13.
Случайные кратковременные срывы пограничного слоя в местных сопротив. лениях технологического трубопровода
9322 создают на выходе первичного преобразователя расхода кратковременный сигнал, соответствующий локальному резкому увеличению значений расхода, что в свою очередь вызовет кратковременное срабатывание сигнализатора на повышение с возвратом в исходное состояние после прекращения действия помех.
В процессе измерения может наблю- IO даться кратковременный разрыв сплошности потока жидкости через первичный преобразователь расхода за счет включения газовых пузырей или других инородных Сред, что вызовет исчезновение is сигнала на это время. Сигнализатор сработает на понижение, с последующим восстановлением состояНИя.
Если поток жидкости перекачивают поршневым насосом, мгновенное значение скорости потока через первичный преобразователь будет периодически изменяться с большой глубиной пульсации. Если среднее значение скорости
I .потока соответствует области устав- д ки, то укаэанные пульсации скорости потока будут создавать периодические срабатывания и отпускания сигнализатора.
Описанные ситуации воспринимаются системой управления, получающей информацию от сигнализатора, как ло>нные срабатывания, так как среднее значение установившегося расхода остается неизменным 8 пределах погрешности измерения.
Цель изобретения - повь|шение помехозащищенности путем устранения недостатков, Поставленная цель достигается тем, 40 что в сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода, счетчик, схему сравнения, схему уставки, RS триггер и выходное реле введены включенная между выходом первичного преобразователя и входом
45 счетчика схема защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, содержащая ключ, конденсатор, два резистора и компаратор, причем ключ шунтирует конденсатор, оба они подключены к одному из входов компаратора, второй вход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения; схема защиты от воздействия низкочас- >5 тотных модуляций скорости контролируемого потока, содержащая элементы ИЛИ и И, резистор, интегрирующий усилитель
38 4 с конденсатором и шунтирующим их ключем, компаратор с источником опорного напряжения, причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к одному из входов элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходу схемы сравнения, а выход элемента И ко второму входу RS триггера; и схема защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, содержащая источник опорного напряжения,два резистора и ключ, причем резисторы через ключ подключены к одному из входов схемы уставки, к этому же ключу подключен выход RS триггера.
На чертеже показана блок-схема ,сигнализатора расхода.
Сигнализатор содержит первичный преобразователь 1 расхода, схему 2 защиты от воздействия высокочастотной модуляции скорости контролируемого потока, которая в свою очередь содержит ключ ?.1, конденсатор 2.2, резисторы 2.3 и 2.4, а также компа,ратор 2.5 и источник опорного напря >нения 2.6, счетчик 3, схему 4 устав-, ки, схему 5 защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, имеющую переключатель 5.1, два резистора 5.2 и 5.3 и источник
5.4 опорного напряжения, сравнивающее устройство 6, схему 7 защиты от воздействия низкочастотных модуляций, которая содержит элемент ИЛИ 7.1, резистор 7.2, интегрирующий усилитель
7.3 с конденсатором 7.4 и шунтирую= щим ключем 7.5, компаратор 7.6, элемент И 7.7 и источник опорного напряжения 7.8. триггер 8 с раздельными вхо1
d дами и выходное реле 9.
Сигнализатор работает следующим образом.
Выходной импульсный сигнал первичного преобразователя расхода 1 поступает на вход ключа 2.1, шунтирующего конденсатор 2.2, и размыкает его на время длительности импульса. За это время конденсатор 2.2 заряжается от источника 2.6 опорного напряжения через резистор 2.3. Конденсатор 2.2 подключен к входу компаратора 2.5, если напряжение на конденсаторе успеет возрасти до уровня, превышающего опорное напряжение на втором входе компаратора 2.2, то последний сраба5 9322 тывает и формирует на выходе импульс, длительность которого зависит от длительности входного импульса. Прекра-. щение входного импульса замыкает ключ
2.1, разряжает конденсатор 2.2 и возвращает компаратор 2.5 и исходное состояние. При попадании на вход схемы 2 импульса с длительностью, меньшей заранее заданной величины, конденсатор не успевает зарядиться до 1î необходимого уровня, компаратор не срабатывает и импульс не проходит в следующие каскады схемы, что позволяет защитить сигнализатор от случайных высокочастотных помех. Выход схемы 2 соединен со счетчиком 3, который суммирует импульсы сигнала, полученные от первичного преобразователя расхода и прошедшие через схему 2, формируя временной интервал, 2О пропорциональный периоду сигнала. Выходной сигнал от счетчика 3 поступает в схему 6 сравнения и одновременно запускает схему 4 уставки, которая в ответ на запускающий импульс д выдает сигнал эталонной длительности, соответствующий заданной величине расхода, поступающий также в схему сравнения. Сигнал на выходе схемы 6 сравнения, равный разности длительностей эталонного и измеренного импульсов, попадает на вход S RS-триггера 8, который управляет срабатыванием выходного реле 9. Схема 6 сравнения выдает разностный импульс только в том случае, когда измеренный импульс по своей длительности больше, чем эталонный импульс уставки. В противном случае выходной импульс схемы
6 не появляется. Одновременно схема
6 сравнения управляет работой схемы
7, которая при отсутствии сигнала от схемы сравнения вырабатывает импульсы, устанавливающий выходной триггер -8 в нулевое положение и защищает сигнализатор OT ложных срабатываний при кратковременном пропадании сигнала, вызванного, например, нарушением сплошности потока. Выходной импульс схемы сравнения усSO танавлиаает триггер 8 в положение
"Единица" и одновременно на время действия импульса запирает элемент И
7.7, а также через элемент ИЛИ 7.1 закрывает ключ 7.5, шунтирующий усилитель 7.3 и разряжает конденса
55 тор 7,4. B результате полностью исключается возможность появления и прохождения импульса, устанавливаю38 6 щего триггер 8 в -положение "ноль".
Когда действие разностного импульса от схемы 6 сравнения заканчивается, схема ИЛИ 7.1 открывает ключ 7.5 и начинает линейный заряд конденсатора
7.4 усилителя 7.3. Постоянную времени интегрирующих цепей усилителя
7.3 выбирают в несколько раз больше периода следования импульсов сигнала от схемы 6 сравнения, поэтому конденсатор 7.4 не успевает зарядиться и с приходом очередного импульса сигнала разряжается. При таком режиме работы схемы триггер 8 остается в положении "Единица". Длительное отсутствие импульсов сигнала на выходе схемы 6 указывает на то, что значение расхода через первичный преобразователь расхода меньше величины уставки. В этом случае напряжение на выходе интегрирующего усилителя 7.3 превышает опорное напряжение компаратора 7.6 и вызывает его срабатывание. Полученный импульс через открытый элемент И 7.7 устанавливает триггер 8 в нулевое положение. Процесс при отсутствии импульсов сигнала будет продолжаться с частотой, определяемой времязадающими цепями интегрирующего усилителя 7.3 до тех пор, пока не появятся импульсы сигнала. Пропадание сигнала на время, меньшее времени релаксации схемы 7, не создает на выходе сигнализатора срабатывание в нулевое положение, что определяет помехоустойчивость схемы.
Изменяя постоянную времени интегрирующих цепей усилителя 7.3 задают вре, мя, в течение которого случайное про падание импульсов сигнала не создает на выходе схемы 7 импульсов сброса на ноль выходного устройства сигнализатора, что предохраняет схему от ложных срабатываний.
В описываемой схеме сигнализатора предусмотрена возможность устанавливать точки срабатывания и отпускания отличными друг от друга, причем эту разницу выбирают большей, чем размах возможных периодических пульсаций скорости потока. Для этой цели схеме 4 уставки задают при помощи ключа 5.1 два уровня опорных напряжений, которые устанавливают две длительности эталонного импульса на входе схемы 4. При срабатывании сигнализатора длительность сигнала сравнивают с этапонным импульсом меньшей длительности, а при от932238 пускании сравнение осуществляют с эталонным импульсом большей длительности. Разница эта тем больше,чем больше необходимо установить гистерезис срабатывания сигнализатора.
Опорные напряжения задают двумя последовательно включенными резисторами 5.2 и 5.3, а переключения ключа 5.1 осуществляют выходным напряжением триггера 8. 1О
Предлагаемое устройство имеет повышенную помехоустойчивость, улучшает эксплуатационные характеристики и создает удобства в работе.
Формула изобретения ,Ф
Сигнализатор расхода, содержащий первичный преобразователь расхода
=о счетчиком на выходе, схему сравнения, схему уставки, RS-триггер и выходное реле, причем выход счетчика подключен к схеме уставки и к одному из входов схемы сравнения, выход схемы уставки подключен к второму входу схемы сравнения, к выходу которой подключен один из входов RS-триг гера, выходное реле подключено к выходу RS-триггера, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены: включенная между выходом первичного преобразователя и входом счетчика схема защиты от воздействия высокозз частотной модуляции скорости контролируемого потока, содержащая ключ, конденсатор, два резистора и компаратор, причем ключ шунтирует конденсатор, оба они подключены к одному из входов компаратора, второй вход которого подключен к регулируемому источнику опорного напряжения; схема защиты от воздействия низкочастотных модуляций скорости контролируемого потока, содержащая элементы ИЛИ и И, резистор, интегрирующий усилитель с конденсатором и шунтирующим их ключом, компаратор с источником опорного напряжения, причем выход интегрирующего усилителя подключен к компаратору, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ и к одному из входов элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к ключу, вторые входы элементов ИЛИ и И подключены к выходу схемы сравнения, а выход элемента И к второму входу RS-триггера; схема защиты от воздействия периодических пульсаций контролируемого потока, содержащая источник опорного напряжения, два резистора и ключ, причем резисторы через ключ подключены к одному из входов схемы уставки, к этому же ключу подключен выход RSтриггера.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Заявка ФРГ Ю 2627129, кл. G 01 0 4/10, 1976.
932238
Составитель Т.Звенигородская
Редактор Е.Лушникова Техред Ж. Кастелевич Корректор Н.Стец
Заказ 3742/56 Тираж 671 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4