Пневматическое многопредельное измерительное устройство

Пневматическое многопредельное измерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬГКтКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

gg>996866 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10. 04. 81 (21) 3275457/18-10 (И)М.Кл з с присоединением заявки М—

G 01 0 5/42

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 53. 087 (088.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень йо б

Дата опубликования описания 15.02.83 с

В. Н. Прилепский, Ю. В. Самаркин, C. И. Ц4вчийин и М. А. Соловьев

° ° Киевский институт автоматики им. ХХЧ сьезда КПСС: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ МНОГОПРЕДЕЛЬНОЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим. многопредельным измерительным устройствам, и может найти применение в системах контроля и управления в химической и других отраслях промышленности, Известно многопредельное измерительное устройство, содержащее. соединенный с чувствительным элементом элемент сравнения, выход которого соединен через усилитель с выходным каналом, отрицательная камера через дроссель — с выходным .саналом и через управляемые пневмоконтакты и переменные дроссели с атмосферой, а положительная камера через управляемые пневмоконтакты — с задатчиками давления. Управляющие входы пневмоконтактов соединены с соответствующими выходами переключателя пределов измерения, содержащего два элемента сравнения, входы которых соответственно соединены с выходным каналом и задатчиками верхнего и нижнего уровня срабатывания, управляемые пневмоконтакты, триггеры и элементы ЗАПРЕТ (1). Недостатками устройства являются низкая точность и сложность конструкции. Низкая точность обусловлена тем, что такое конструктивное выполнение устройства позволяет изменять только верхний предел измерения при постоянном значении нижнего предела измерения. При этом, по мере увеличения верхнего предела, увеличивается длина диапазона измерения, понижается чувствительность устройства и, соответственно, точность измерения. СЛожность конструкции обусловлена наличием элементов, индивидуальных для каждого предела измерения (управляемые пневмоконтакты, дроссели, триггеры, элементы ЗАПРЕТ ). При увеличении иола пределов измерения количество элементов возрастает.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является пневматическое многопредельное измерительное устройства, .содержащее элемент сравнения, вход которого соединен с чувствительным элементом, а выход через усилитель и дроссельный делитель — с его отрицательной камерой,. двухшкальный показывающий прибор, первый вход которого соединен с выходом усилителя, переключа-. тель интервалов измерения, снабженный задатчиками давления верхнего

99б866 и нижнего уровней срабатывания и двумя элементами сравнения, входы которых соответственно соединены с выходом усилителя и задатчиками давления верхнего и нижнего уровней срабатывания, и управляемые пневмоконтакты (2 J.

Так как переход с одного интервала измерения на другой осуществляется коммутацией минусовой камеры элемента сравнения с входным каналом, такое устройство может быть использовано только в том случае, если вход ной сигнал является пневматическим, что определяет узкую область применения устройства (оно не может быть использовано, если входная величина представлена в виде усилия, например, при работе с дилатометрическим датчиком температуры). Кроме того, такой переключатель характеризуется сложностью конструкции и низкой надежностью работы, так как содержит элементы, индивидуальные для каждого интервала измерения (практически три пневмореле и триггер на каждый интервал измере- 25 ния). При увеличении интервалов измерения соответственно увеличивается и число элементов в переключателе и вероятность отказов.

Целью изобретения является расши- JQ рение области применения путем обеспечения возможности работы устройства при входных сигналах в виде усилия (например, от дилатометрического датчика) и упрощение устройства пу- 35 тем исключения из конструкции переключателя элементов, индивидуальных для каждого интервала переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом многопре- @) дельном измерительном устройстве, содержащем элемент сравнения, вход которого соединен с чувствительным элементом, а выход через усилитель и дроссельный делитель — с его отрицательной камерой, двухшкальный показывающий прибор, первый вход которого соединен с выходом усилителя, переключатель интервалов измерения, снабженный эадатчиком давления верхнего и нижнего уровней срабатывания и двумя элементами сравнения, входы которых соответственно соединены с выходом усилителя и задатчиками давления верхнего и нижнего уровней срабатывания, и управляемые пневмоконтакты, в переключатель интервалов измерения введены два генератора импульсов, два повторителя со сдвигом, элемент ИЛИ и повторитель, причем питающие входы генераторов импуль — Я) сов соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходы — с управляющими входами соответствующих нормально замкнутых пневмо контактов и через элемент ИЛИ 65 с управляющим входом нормально разомкнутого пневмоконтакта, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствующие нормально разомкнутые пневмоконтакты с входом повторителя, выход которого соединен через нормально замкнутый пневмоконтакт с входами повторителей со сдвиBTOPbIM BXO+OM gBQXBlKcUIbHOIO 11Oказывающего прибора и второй отрицательной камерой элемента сравнения.

На .чертеже представлена схема пневматического многопредельного измерительного устройства.

Устройство содержит чувствительный элемент, выполненный, например, в.виде дилатометрического датчика 1, соединенного рычагами 2 и плоской пружиной 3 с элементом сравнения 4, содержащим сопло 5 и камеры отрицательной обратной связи. б и 7. Сопло

5 соединено через дроссель 8 с линией питания и непосредственно — с входом усилителя мощности 9, Выход усилителя 9 соединен через дроссельный делитель 10 с камерой отрицательной обратной связи б и непосредственно с входами элементов сравнения 11 и

12 переключателя 13 интервалов измерения, вторые входы которых соединены с соответствующими задатчиками 14 и 15 давления верхнего и нижнего уровня срабатывания. Переключатель интервалов измерения содержит также генераторы импульсов 16 и 17 с дросселями 18 и 19, питающие входы которых соединены с выходами соответствующих элементов сравнения 11 и 12, нормально разомкнутые пневмоконтакты

20 и 21, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих генераторов 16 И 17, элемент HJIH 22, входы которого соединены с выходами генераторов 16 и 17, а выход — с управляющим входом нормально замкнутого пневмоконтакта 23, и повторители со сдвигом 24 и 25, выходы которых соединены через нормально разомкнутые пневмокснтакты 20 и 21 с входом повторителя 26. Выход повторителя

26 соединен через нормально замкнутый контакт 23 с отрицательной камерой 7 элемента сравнения 4 и вторым входом двухшкального показывающего прибора 27 °

Устройство работает следующим образом.

При изменении температуры перемещение дилатаметрического датчика

1 преобразуется посредством рычага 2 в усилие сжатия упругого элемента 3, воздействующее на мембранный блок элемента сравнения 4. При этом изменяется выходное давление элемента сравнения 4, которое через ус,.литель 9 и дроссельный делитель 10 поступает в камеру отрицательной обратной связи б, компенсируя усилие

996866 упругого элемента 3. Одновременно выходное давление усилителя 9 поступает на вход двухшкального показыва-. ющего прибора 27 и считывается со шкалы, проградуированной в единицах температуры. При достижении температурой верхнего предела данного интервала измерения выходной сигнал усилителя 9 достигает .-максимального значения, срабатывает элемент сравнения 11, подается питание на генератор импульсов 16, который выдает импульс давления Р1 = 1; длительность которого определяется настройкой переменного .дросселя 18. При этом закрывается клапан 23, открывается клапан 20, и выходной сигнал повторителя со сдвйгом 24, равный текущему значению выходного сигнала повторителя 26 (в начальный момент равного нулю) со сдвигом +й, поступает на вход повторителя 26, на выходе которого формируется компенсационное давление Рк, равное выходному давлению повторйтеля со сдвигом 24. При изменении выходного сигнала генера- 25 тора 16 на противоположный (P 6 = О) закрывается клапан 20, открывается клапан 23, выходной сигнал повторителя со сдвигом 24 запоминается на входе повторителя 26, а равный ему 3Р сигнал Рк с выхода повторителя 26 поступает через открывшийся клапан

23 в отрицательную камеру 7 преобразователя 4, компенсируя усилие сжатия упругого элемента 3, соответствующее одному интервалу измерения, и на вход двухшкального показывающего прибора 27, устройство переходит на второй интервал измерения. Кроме того, выходной сигнал повторителя 26

Р поступает через открывшийся клак пан 23 на вход повторителей со сдвиroM 24 и 25, на выходе которых формируются сигналы P2- = Р к + а и

Р = Р < - д причем величина сдвига может быть определена по уравнению

Fyy k . d P . f где F — усилие упругого элемента, соответствующее одному участку измерения; эффективная площадь мембран камеры отрицательной обратной связи 7; 55 йР— диапазон изменения выходного сигнала усилителя 9; коэффициент деления делите- ля 10;

60 эффективная плошадь мембран

6 камеры б.

На втором интервале измерения выходной сигнал усилителя и показания на соответствующей шкале двухшкаль- 65 ного показывающего прибора 27 также . изменяются от минимального до максимального значения, а величина температуры определяется как сумма показаний первой шкалы вторичного прибо- ра и его второй шкалы, цроградуированной в единицах кратных величине одного участка измерения.

При дальнейшем увеличении температуры на величину участка измерения цикл срабатывания элементов переключателя повторяется, величина компен- . сационного давления Р„ в камере .7 возрастает на величину а и устройство переходит на следующий интервал измерения. При понижении температуры до нижнего предела интервала измерения срабатывает элемент сравнения 12, генератор 17 выдает импульс Р1 = 1, открывается клапан 21, на вход повторителя 26.от повторителя со сдвигом

25 поступает сигнал Р = P — d u на выходе повторителя 26 формируется компенсационный сигнал РК, меньший предыдущего на величину. сдвига который после изменения сигнала генератора 17 (P = О) поступает в камеру 7 и на вход двухшкального вторичного прибора 27, и устройство переходит на новый интервал измерения °

Значение измеряемой температуры определяется как сумма показаний двух шкал двухшкального вторичного прибора, Так, например, при общем диапазоне измерения температуры 0-800ОС он может быть разбит на 8 интервалов измерения длиной 100 С. При этом первая шкала может быть разбита на 8 делений с ценой деления 100 С а вторая шкала — на 100 делений с ценой деления 1О С.

Если измеряемая величина представлена в виде. пневматического сигнала, то он подается непосредственно в положительную камеру элемента сравнения, при этом работа устройства-аналогична его работе при сигнале, представленном в виде усилия.

Таким образом, предлагаемое устройство благодаря возможности формирования сигнала, поступающего во-вторую отрицательную камеру элемента сравнения на переключателе, может быть использовано при работе с чувствительным элементом, выход которого представлен как в виде давления, так и в виде усилия, что расширяет область его применения по сравнению с известным устройством.

Кроме того, при работе на любом интервале измерения используются одни и те же элементы переключателя, что позволяет упростить конструкцию устройства (сократить число элементов переключателя), особенно при большом числе интервалов измерения.

996866

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 918/58 Тираж 641 Подписное

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

Пневматическое многопредельное измерительное устройство, содержащее элемент сравнения, вход которого соединен с чувствительным элементом, а выход через усилитель и дроссельный делитель — с его отрицательной каме рой, двухшкальный показывающий прибор, первый вход которого соединен с выходом усилителя, переключатель ® интервалов измерения, снабженный за- . датчикамидавления верхнего и нижнего уровней срабатывания и двумя элементами сравнения, входы которых соответственно соединены с выходом уси- )S лителя и задатчиками давления верхнего и нижнего уровней срабатывания, и управляемые пневмоконтакты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения устройства, в переключатель интервалов измерения введены два генератора импульсов, два повторителя со сдвигом, элемент ИЛИ и повторитель, причем питающие входы генераторов импульсов соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходы — с управляющими входами соответствующих нормально замкнутых пневмоконтактов и через элемент

ИЛИ вЂ” с управляющим входом нормально разомкнутого пневмоконтакта, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствующие нормально разомкнутые пневмоконтакты с входом повторителя, выход которого соединен через нормально замкнутый пневмоконтакт с входами повторителей со сдвигом, вторым входом двухшкального показывающего прибора и второй отрицательной камерой элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1, Авторское свидетельство СССР

Р 763800, кл. G 01 0 15/08, 15.09.80.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 601567, кл. G 01 D 5/42, 05.04.78 (прототип).