Колокольная дискретно-динамическая установка для точного воспроизведения и измерения расхода газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Реслублик р>987399 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22).Заявлено 2707.81 (21) 3324228/18-10

-(312М.Кмв з с присоединением заявки ¹вЂ”

G 01 F 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0 7.01.83. Бюллетень ¹ 1 (53) УДК 53. 089. .б (088.8) Дата опубликования описания 0701.83 (72) Авторы изобретения

О.E. Середюк, И.С. Вродин и Г.С. Винничук (71) Заявитель

Ивано-Франковский институт нефти и газа (54) КОЛОКОЛЬНАЯ ДИСКРЕТНО-ДИНАМИЧЕСКАЯ

УСТАНОВКА ДЛЯ ТОЧНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в расходомерных установках, применяемых при градуировке и поверке счетчиков и расходомеров газа, а также для точного воспроизведения и измерения количества и расхода газа.

Известны установки для градуировки и поверки счетчиков и расходомеров газа, созданные на базе колокольных меринков, в которых отсчет показаний испытываемого прибора осуществляется на ходу Г1 3.

В данной установке отсчет на ходу производится лишь при одном предварительно принятом значении контрольного объема газа, например

5 м .

В то же время при дискретно-динамическом способе градуировки или поверки нет необходимости на больших и малых значениях расхода пропускать через испытываемый прибор одно и то же значение контрольного объема газа.

Вследствие этого продолжительность градуировочно-поверочного цикла на больших расходах газа и на малых неодинакова (на малых расходах в

10-12 раз больше). Столь значительная продолжительность градуировочноповерочных циклов при малых расходах приводит к снижению производительности градуировочно-поверочных работ на установке.

Известно также устройство для поверки газовых счетчиков, состоящее из образцового колокольного мерника (газгольдера) с трубопроводами и соленоидными клапанами. На колоколе мерника имеются флажки, прерывающие поток между источником света и фотодатчиком, укрепленными на неподвижном вытеснителе мерника. Кроме того, колокол снабжен шкалой для визуального контроля вытесняемого объема газа. Контроль за работой испытываемого счетчика осуществляется фотоэлектрическим сканатором.

При перемещении колокола импульсы от фотодатчика и сканатора поступают на логические схемы. Работой логических схем управляет программатор, включающийся при нажатии на пусковую кнопку и подающий поочередно команды на все операции цикла поверки счетчика. При поверке счетчиков газа импульсы фотодатчиков запускают устройство, считывающее временные импульсы, которые вырабатываются генератором временных импульсов. Арифме987399

Целью изобретения является повышение точности установки и расширение пределов измерения путем оптимального распределения объема колокола за счет формирования сигналов

65 тический блок, имеющийся в установке, подсчитывает разность временных импульсов, поступающих от поверяемого прибора и образцовой установки, соответствующую единице объема вытесняемого газа (2 ). 5

Однако такое средство градуировки и поверки обеспечивает начало подсчета импульсов от генератора по команде фотодатчика, затемняемого флажками. Флажок, по команде котоРо" го запускается счетчик импульсов, устанавливается на таком интервале после начала пропуска объема из колокола, который обеспечивает завершение неблагоприятного для измерительного цикла переходного процесса и достижение установкой установившегося режима работы. Переходный процесс при работе установки вызывается, главным образом, изменением направления движения колокола в крайнем верхнем положении, и его длительность зависит от значения воспроизводимого установкой расхода, Длительность переходного процесса не одинакова при испытании различных типов счетчиков вследствие неизбежного разброса их технических характеристик даже в пределах одного размера. B свою очередь, увеличение объема, выделяемого из полного объема колокола, для завер- 30 шения переходного процесса снижает эффективность рационального использования дорогостоящего объема колокола и сужает пределы измерения установки. Значительное же уменьшение упомянутого объема ведет к сни>кению точности установки за счет возникновения дополнительной погрешности от неполностью завершившегося переходного процесса. 40 .Кроме того, применение в уст ан овке генератора временных импульсов предусматривает постоянство воспроизводимого расхода, соответственно при равномерном перемещении колокола постоянство его площади поперечного сечения в любом сечении по высоте, чего достичь в процессе изготовления практически невозможно. Поэтому в реальных условиях шкала линейки колокола всегда неравномерна. неточ- 50 ность изготовления колокола обуслав-. ливает нестабильность расхода и ухудшает точность известной установки за счет несоответствия между временными импульсами, поступающими 55 от генератора, и импульсами, поступающими от фотоэлектрического сканатора, связанного с испытываемым прибором.

60 плавающих начала и конца отсчета контрольного объема, Поставленная цель достигается тем, что в колокольную дискретнодинамическую установку, содержащую погруженный в резервуар с жидкостью колокол, подвешенный на компенсационной ленте с противовесом, источник расхода газа, систему трубопроводов с эапорными органами, контрольную линейку с осветителем и фотоприемником, средство распределения объема колокола с формирователями сигналов начала и конца отсчета контрольного объема и электронно-цифровой измеритель контрольного объема, введен малоинерционный преобразователь давления под колоколом, формирователь сигнала начала отсчета содержит электронный ключ и дифференциатор, входы которых связаны с выходом малоинерционного преобразователя давления под колоколом, инвертор, схему сравнения и подключенный к одному из входов схемы сравнения задатчик, при этом выход дифференциатора через инвертор связан с каналом управления электронного ключа, а выход электронного ключа связан с вторым входом схемы сравнения, выход которой связан с каналом управления электронно-цифрового измерителя контрольного объема, формирователь сигнала конца отсчета контрольного объема выполнен в виде электронного реле времени, подключенного к каналу управления электронно-цифрового измерителя, причем реле времени настроено на минимально необходимую и одинаковую для всех воспроизводимых расходов выдержку.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки, Установка состоит из погруженного в резервуар с жидкостью колокола 1, источника расхода газа 2,трубопроводов 3 и 4, клапанов 5 и б, испытываемого прибора 7, компенсационной ленты 8, противовеса 9 и размещенной между осветителем 10 и фотоприемником 11 контрольной линейки 12, которая подвешена к колоколу 1 при помощи стальной ленты 13.

Установка также содержит электронноцифровой .измеритель контрольного объема 14 в виде электронноцифрового счетчика импульсов, поступающих с фотоприемника 11.В состав установки входит малоинерционный преобразователь давления, выполненный, например, в виде мембранного блока 15 с припаянной заслонкой 16, перемещаемой между осветителем 17 и фотоприемником 18. Средство оптимального распределения объема колокола содержит формирователь сигналов начала отсчета, который в свою очередь содержит электронный ключ 19, диф987399 ференциатор 20, инвертор 21, схему сравнения 22, задатчик 23 начала отсчета контрольного объема и формирователь сигнала конца отсчета контрольного объема в виде электронного реле времени 24.

Контрольная линейка 12 выполнена иэ светонепрозрачного материала с горизонтальными щелями, которые нанесены в процессе градуировки колокола через равные промежутки его объема. При этом расстояние между щелями может быть неодинаково (в пределах допустимой нелинейности) в зависимости от точности изготовления колокола.

Колокольная дискретно-динамическая установка для точного воспроизведения и измерения расхода газа работает следующим образом.

Перед .началом испытания заполняют пространство под колоколом 1 измеряемым газом из источника расхода 2 через трубопровод 3 и открытый клапан 5. При этом клапан 6 в трубопроведе 4 закрыт.

После заполнения пространства под колоколом 1 примерно на 3/4 объема открывают клапан 6. При этом испытываемый прибор 7, установленный в выходном трубопроводе 4, начинает разгоняться до установившегося режима, а колокол 1 в это время продолжает подниматься до своего верхнего положения.

После полного заполнения пространства под колоколом 1 клапан 5 закрывают. К этому времени поток га- за в трубопроводе 4 уже достиг своего установившегося режима. Колокол

1 начинает опускаться, и одновременно начинает перемещаться контрольная линейка 12.

Вследствие изменения направления движения колокола в подколокольном пространстве неизбежно возникает толчок давления, который затем приводит к возникновению колебаний.

Эти колебания могут вызвать существенную дополнительную погрешность.

Поэтому при работе установки необходимо иметь информацию об их значении и степени затухания.

Для измерения колебаний давления под.колоколом и преобразования их в электрический сигнал служит малоинерционный преобразователь давления, выполненный, например, в виде мембранного блока 15 с припаянной заслонкой 16, перемещаемой между осветителем 17 и фотоприемником 18.

При изменении давления под колоколом

1 мембранный блок 15.раздувается, меняя при помощи заслонки 16 интенсиВность светового потока, падающего на чувствительный элемент фотоприемника 18. Электрический сигнал с фотоприемника 18 поступает на устройство оптимального распределения. объема колокола, состоящее из формирователей сигналов плавающих начала и конца отсчета контрольно5 го объема газа.

При наличии колебаний давления под колоколом 1 на вход электронного ключа 19 и дифференциатора 20 поступают пропорциональные колебания 0 электрического напряжения. Сигнал от фотоприемника 18 поступает в схему сравнения 22 лишь в моменты достижения.напряжением амплитудных значений, т.е. в случае, когда про 5 изводная от меняющегося напряжения равна нулю, и на выходе инвертора

21 появляется сигнал 1, приводящий к открытию ключа 19. Таким образом, схемой 22 осуществляется срав нение амплитудных значений напряжений, пропорциональных давлению под колоколом, с заданным значением,выс-. тавляемым с помощью задатчика 23.

Когда амплитуда напряжения становится меньше заданного задатчиком 23 значения, на выходе схемы сравнения

22 формируется сигнал начала отсчета измерителем 14 контрольного объема.

При этом начинается отсчет импульсов,поступающих с контрольной линей30 ки 12.

Одновременно сигнал начала отсчета измерителем 14 контрольного объема, поступающий с схемы сравнения

22, включает электронное реле вре35 мени 24, которое по истечении времени, на которое оно настроено, формирует сигнал конца отсчета измерителем 14 контрольного объема газа.

Проведя осреднение во времени, 40 на которое настроено реле времени:24, значения объема, измеренного измерителем 14, получаем значение воспроизводимого или измеряемого расхода газа.

При-поверке счетчиков объем газа, измеренный измерителем 14, за время, на которое настроено реле времени 24, сличается с показаниями испытываемого счетчика, и по разности этих показаний судят о его точности, Продолжительность завершения переходного процесса до такой степени, когда погрешностью, вызываемой им, можно пренебречь, неодинакова для различных типоразмеров градуируемых и поверяемых приборов. Поэтому для каждого испытательного цикла момент начала отсчета контрольного объема наступает по истечении неравных объемов газа, поступающего из коло60 кола, в зависимости от начальной амплитуды колебаний давления под колоколом и степени их затухания. для уменьшения продолжительности измерительного цикла и повышения эфФективности градуировочно-поверочных

987399

Формула изобретения

f7 1К работ выдержка у реле времени 24 выбирается минимально необходимой и одинаковой для всех 1 ипоразмеров испытываемых приборов, Повышение точности достигается путем устранения возможности начала отсчета контрольного объема газа при неполностью завершившемся переходном процессе.

Расширение пределов измерения достигается путем увеличения контрольного объема газа, пропускаемого через испытываемый прибор, за счет автоматического выбора и уменьшения части объема колокола, выделяемой на завершение переходного процесса.

При этом становится возможным при том же времени пропуска контрольного объема испытывать приборы на больших воспроизводимых расходах.

Колокольная дискретно-динамическая установка для точного воспроизведения и измерения расхода газа, содержащая погруженный в резервуар с жидкостью колокол, подвешенный на компенсационной ленте с противовесом, источник расхода газа, систему трубопроводов с запорными органами, контрольную линейку с осветителем и фотоприемником, средство распределения объема колокола с формирователями сигналов начала и конца отсчета контрольного объема и электронноцифровой измеритель контрольного объема, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности установки и расширения пределов измерения путем оптимального распределения объема колокола за счет формирования сигналов плавающих

5 начала и конца отсчета контрольного объема, в нее введен малоинерционный преобразователь давления под колоколом, формирователь сигнала начала отсчета содержит .электронный ключ и дифференциатор, входы которых связаны с выходом малоинерционного преобразователя давления под колоколом, инвертор, схему сравнения и подключенный к одному из входов схемы сравнения задатчик, при этом выход дифференциатора через инвертор связан с каналом управления электронного ключа, а выход электронного ключа связан с вторым входом схемы сравнения, выход которой связан с каналом управления электронно-цифрового измерителя контрольного объема, формирователь сигнала конца отсчета контрольного объема выполнен виде электронногo реле времени, подключенного к каналу управления электронно-цифрового измерителя,причем реле времени настроено на минимально необходимую и одинаковую для всех воспроизводимых расходов

30,ыд,рж,у

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

35 Р 151485, кл. G 01 F 25/00, 1961.

2.Патент США Р 3933027,кл.73-3, G 01 F 25/00, 1976.

BHHHIIH Заказ 10279/26

Тираж 641 Подписное

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