Пьезометрический плотномер жидкости

 

„„SU„„ 1029047 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИН

РЕСПУбЛИН

3(51) 01 И 9/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

°

ЮФ (21) 3362179/18-25 (22) 09 ° 12.81 (46 ) 15.07.83. Бюл. 9 26 (72) В.tI Петренко, В.Н. Кузьмин н Л.С. Петренко (71) Ивано-Франковский институт нефти н газа (53) 532.137(088.8) !

56) 1. Глыбин И.П. Автоматические плотномеры и концентратомеры в нищевой промыытенности. Киев, "Техника", 1975, с. 149-.150..

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 643874, кл. 0 01 Н Э/28, 1979

{прототип). (54)(57)-- ПЬЕЭОИЕТРИЧЕСКИЙ IlJKTHOHEP

ЖИДКОСТИ, содержащий две пьеэометрические трубки, опущенные на различную глубину в контролируемую жидкость, привод, подключенный к одной из трубок, и задатчик, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости выходного сигнала, привод выполнен в виде пневматического шагового двигателя, а в схему донолннтельно введены реверсивный двоичный счетчик аневмои нтульсов, суьматор, элемент сравнения, два нормально закрытых пневмоклапана и генератор пиевмоимпульсов, причем реверснвные входы пиевматического шагового двигателя н двоичного счетчика через нормально закрытые пиевмоклананы подключены к генератору пневмоюепульсов, в управляющие входы пневмоклапанов соединены с выходами Я элемента сравнения, входы которого, в свою очередь, соединены с выходами эадатчнка и сумматора, подключенного к пьеэометрическвм трубкам.

1029047

Изобретение относится к контроль. но-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения плотности жидкости иможет быть использовано в, различных отраслях промышленности.

Известны пьезометрические плотномеры с двумя пьезометрическими трубками, установленными на различной глубине, перепад давления между которыми является функцией плотности контролируемой жидкости f1). 10

Недостатком известных технических решений является аналоговый характер выходного сигнала, что обуславливает его низкую помехозащищенность от колебаний давления питания и уте- 15 чек в линиях связи при получении, передаче, обработке и использовании в современных цифровых и импульсных системах пневмоавтоматики.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является пьезометрический плотномер жидкости, . содержащий две пьезометрические трубки, опущенные на различную глубину в контролируемую жидкость, привод, подключенный к одной из трубок, и задатчик Г 2 J.

Недостатком известного плотномера является низкая помехоустойчивость выходного сигнала. Низкая помехоустой- чивость аналогового выходного сигнала З0 обусловлена колебанием давления питания и утечками в линиях связи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости выходного сигнала плотномера. 35

Поставленная цель достигается тем, что в пьезометрическом плотномере жидкости, содержащем две пьезометрические трубки, опущенные на различную глубину в контролируемую жидкость,40 привод, подключенный к .одной из трубок, и задатчик, привод выполнен в виде пневматического шагового двигателя, а в схему дополнительно введены реверсивный двоичный счетчик пневмримпуль-45 сов сумматор, элемент сравнения, два нормально закрытых пневмоклапана и генератор пневмоимпульсов, причем реверсивные входы пневматического шагового двигателя и двоичного счетчика через нормально закрытые пневмоклапаны подключены к генератору пневмоимпульсов, а управляющие входы пневмоклапанов соединены с выходами элемента сравнения, .входы которого, в свою очередь, соединены с выходами задатчика и сумматора, подключенного к пьезометрическим трубкам. где g — - ускорение земного притяжения;

Н - начальный перепад уровня

Н между нижними концами пьезометрических трубок;

К - коэфФициент пропорциональности.

На чертеже представлена схема пьезометрического плотномера жидкос- 60 ти с кодовым выходом.

Плотномер содержит пьезометрические трубки 1 и 2, пятимембранный сумматор 3, элемент 4 сравнения, состоящий из двух трехмембранныхсумматоров

5 и б, задатчик 7, генератор 8 пневмоимпульсов, два нормально закрытых клапана 9 и 10, двоичный кодирующий счетчик 11, пневматический шаговый двигатель 12, соединенный посредст- вом зубчатой передачи 13 с ьезометрической трубкой 2.

Плотномер работает следующим образом.

Перед началом измерения пьезометрические трубки 1 и 2 погружены в контролируемуую жидкость на одинаковую глубину Н. Перепад давления на выходе сумматора 3 и количество импульсов в счетчике 11 равны нулю.

Задавая с помощью задатчика 7 определенное постоянное значение Рз, схему вводят в режим рассогласования, так как на входы элемента 4 сравнения от сумматора 3 и задатчика 7 поступают различные по величине давления. При этом сумматор б элемента 4 сравнения открывается и сигнал с него поступает в управляющую камеру пневмоклапана 10. Клапан 10 открывается и импульсы с генератора 8 начинают одновременно поступать на счетчик 11 и пневматический шаговый двигатель 12. Счетчик 11 фиксирует количество поступивших пневмоимпульсов с одновременным преобразованием их в параллельный код, а пневматический шаговый двигатель 12 после каждого поступившего импульса через зубчатую передачу 13 перемещает пьезометрическую трубку 2 на один шаг, которому соответствует уменьшение давления Р на величину

ЬР = фЬцЬИ) и возрастаниеьР на то же значение. Под действием поступающих пневмоимпульсов двигатель перемещает трубку 2 до тех пор, пока значения ьР.и Р> не уравняются. При этом сигналы на выходах элемента сравнения станут равными нулю. Клапан 10 закрывается и двигатель зафиксирует трубку 2 в достигнутом положении равновесия между hP и Р>.,Счетчик 11 накопляет все N поступившие на его вход импульсы и преобразует их в кодовую комбинацию, соответствующую начальному значению плотности цри котором 6Р=Ръ ГЖ

Р Р дР Кй (<) 1.02 904 7

Составитель Е. Карманова

Редактор A. Химчук Техред А.Бабинец . Корректор С. Шекмар

Заказ 4948/40 Тираж 873

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

В дальнейшем, любое отклонение, значения плотности жидкости от начального значения н, которому в счетчике соответствует количество импульсов Нн.,вызывает изменение пе4 . репада давления ьР, причем если

1 аР7 Р, элемент 4 сравнения открывает пневмоклапан 9 и импульсы с генератора 8, поступая на соответствующий вход шагового двигателя и перемещая трубку 2, начинают уравновешивать bP и Р в соответствии с выражением

,= =у Н„- Н, > где — новое значение плотности

f контролируемой жидкости; ð >p„ l+ - число импульсов, потребовавшееся для приведения схемы в состояние равновесия и вычтенное из находившегося в счетчике количества импульсов N> с соответствующим преобразованием в код;

ЬН вЂ” перемещение пьезометрической трубки 2, соответствующее одному шагу двигателя.

Следовательно у = < (Ns-и) = КК < S)

При уменьшении р, ЬР становится меньше от Р и элемент 4 сравнения открывает клапан 10. Трубка 2 начина ет перемещаться вверх пока не будет достигнуто равновесие где р - новое значение плотности контролируемой жидкости J P "сЯ н (.

Таким образом, в счетчике"11 всегда находится количество импульсов N однозначно связанное со значением плотности контролируемой жидкости р и преобразованное в соответствующую кодовую комбинацию на его выходах.!

О

Представление выходного сигнала пьезометрического плотномера в виде кодовых комбинаций пневматических импульсов существенно повышает помехоустойчивость полученной информации при ее передаче, обработке и использовании, так как методы получения и передачи импульсных сигналов делают изменение амплитуды передаваемых импульсов от изменения параметров

_#_ линий связи и колебания давления на выходе источника питания, не влияющими . на результаты измерения.

Еще одно существенное преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что представление выходного сигнала пьезометрического плотномера в виде кодовых комбинаций позволяет просто, без всяких преобразований, вводить информацию в цифровые вычислительные устройства и устройства обработки данных, а также осуществлять цифровую индикацию показаний, обеспечивающую меньшую пог35 решность при считывании и простоту регистрации цифровых данных.