Тепловой расходомер

 

ТЕПЛОВОЙ РАСХОДШЕР, содержащий источник питания, соединенный с шиной нулевого потенциала, транзисторный ключ. Два термочувствительных элемента, расположенных в дифференциальном измерительном блоке, усилитель и преобразователь напряжениечастота , при этом первьй выход источника питания соединен с входом тран - зисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, второй выход источника питания соединен с входом дифференциального измерительного блока, выходы которого соединены с входами усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него введен запоминающий блок, содержащий полевой транзистор , исток которого через конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, при этом сток полевого транзистора подключен к выходу усилителя , исток - к входу преобразоватет с ля напряжение-частота, а затвор к входу транзисторного KJB04a, выход которого соединен с одним из термочувствительных элементов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕОЪБЛИН

„„SU„„»S 4

4(5!) 01 F 1 68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHCHNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3667219/24-10 (22) 30.11.83 (46) 15.04.85. Бюл. 9 14 (72) С.П.Королев, N.Н.Бурбан, Е.А.Романенко и В.А.Беспоясный (53) 681. 121.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

- 777439, кл. С 01 Г 1/68, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 545869, кл. G 01 F >/68, 1977 (прототип). (54) (57) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОИЕР, содержащий источник питания, соединенный с шиной нулевого потенциала, транзисторный ключ, два термочувствительных элемента, расположенных в дифференциальном измерительном блоке, уси- литель и преобразователь напряжениечастота, при этом первый выход источника питания соединен с входом транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, второй выход источника питания соединен с входом дифференциального измерительного блока, выходы которого соединены с входами усилителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него введер запоминающий блок, содержащий полевой транзистор, исток которого через конденсатор соединен с шиной нулевого потенциала, при этом -сток полевого .транзистора подключен к выходу усилителя, исток — к входу преобразователя напряжение-частота, а затвор— к входу транзисторного ключа, выход которого соединен с одним из термочувствительных элементов.

1 11504

Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовано для измерения расхода жидкости.

Известен тепловой расходомер, использующий для измерения расхода принцип стабилизации теплопотерь на участке расположения двух термодатчиков, включенных дефференциально, содержащий источник питания,, соединенный с двумя последовательно 10 размещенными термодатчиками, и усилитель, соединенный через блок регулирования с подстроечным блоком «1).

Недостатком известного расходомера является низкая точность иэмере- 15 ний, обусловленная высокой чувствительностью к внешним воздействиям.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому рет:ультату является тепловой 20 расходомер, содержащий расположен ные на патрубке два термочувствительных элемента, нагреватель, дифференциальное измерительно е устройство, усилитель, времязадающее устройство и преобразователь напряжения в частоту, вход которого через усилитель постоянного напряжения подключен к выходу дифференциального устройства Г21.

Недостатками расходомера являются низкие точность и надежность работы, поскольку на измерения расхода оказывают влияние тепловые связи термочувствительных элементов с источниками тепла самого расходомера, а также внешние тепловые воздействия.

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерений.

Для достижения поставленной цели в тепловой расходомер, содержащий источник питания, соединенный с шиной нулевого потенциала, транзисторный ключ, два термочувствительных элемента, расположенных в дифференциальном измерительном блоке, усили тель и преобразователь напряжениечастота, при этом первый выход источника питания соединен с входом транзисторного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, второй выход источника питания соединен с входом дифференциального измерительного блока, выходы которого соединены с входами усилителя, введен запоминающий блок, содержащий полевой транзистор, исток которого через кон84 2 денсатор соединен с шиной нулевого потенциала, при этом сток полевого транзистора подключен к выходу усилителя, исток — к входу преобразователя напряжение-частота, а затвор— к входу транзисторного ключа, выход которого соединен с одним из термочувствительных элементов.

На чертеже приведена схема теплового расходомера.

Тепловой расходомер содержит термочувствительные элементы 1 и 2, размещенные в дифференциальном блоке 3, усилитель 4, запоминающий блок 5, состоящий из полевого транзистора 6 ,и конденсатора 7, преобразователь 8 напряжение-частота, транзисторный ключ 9 и источник 10 питания, Тепловой р асход омер раб отае т следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии расхода жидкости, дифференциальный блок 3 разбалансирован, напряжение с выхода усилителя 4 через полевой транзистор 6 подается на конденсатор 7. В начальный момент напряжение на выходе преобразователя 8 напряжение-частота имеет значение, при котором полевой транзистор 6 открыт, а транзисторный ключ 9 закрыт. Так как преобразователь 8 напряжение-частота работает в управляемом автоколебательном режиме, то через время й„ напряжение на его выходе измеряется и элементы б и 9 меняют свои состояния на противоположные. От источника 10 питания через транзисторный ключ 9 к термочувствительному элементу 1 расположенному в одной капсуле с компенсационным термочувствительным элементом 2 (термочувствительные элементы разделены теплоизоляционным материалом), подводится электрический ток, разогревающий его. Разогрев уменьшает разбаланс дифференциального измерительного блока 3, при этом изменяется величина напряжения на выходе усилителя 4. Затем преобразова-. тель 8 напряжение-частота переключает транзисторный ключ 9 и полевой транзистор 6 запоминающего блока 5, и напряжение с выхода усилителя 4 подается на конденсатор 7. Новый уровень напряжения на конденсаторе 7 задает время t — время выклюf ченного состояния транзисторного ключа 9 и включенного состояния поСоставитель С.Ильчук

Ъ

Техред М.Надь Корректор В.Синицкая

Редактор И.Рыбченко

Заказ 2094/30 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

3 11 левого транзистора 6. По истечении времени t преобразователь 8 накряI

1 жение-частота снова включает транзисторный ключ 9 для разогрева термочувствительного элемента 1 на время t которое является величиной постоянной, и отключает. полевой транзистор 6.

Цикл повторяется в стационарном режиме на выходе преобразователя 8 напряжение-частота появляются импульсы с частотой f и длительнос 1 тью с2 °

При наличии расхода жидкости увеличивается количество тепла, отводйМого от термочувствительного элемента 1. Это приводит к уменьшению температуры, изменению напряжения на входе и выходе усилителя 4.

Изменение напряжения на конденсаторе 7 вызывает уменьшение паузы между им ульсами, т.е. повышение ,:частоты генерации сигналов преобразователя 8 напряжение-частота. Если расход жидкости не меняется,то для разогрева термочувствительного элемента 1 необходима постояйная мощ50484

4 ность, число его включений на разогрев в единицу времени не меняется и частота приобретает новое постоянное значение Е, причем Е Е.

Прн изменении расхода жидкости изменяются количество тепла, отводимого от термочувствительного элемента 1, напряжение на выходе усилите. ля 4 и частота генерации сигналов

1О преобразователя 8 напряжение-частота.

При длительности импульсов разогрева, меньшей постоянной времени ,разогрева термочувствительного эле мента, его температура изменяется в зависимости от средней частоты импульсов.

Средняя частота импульсов разогрева является выкодньм сигналом для измерения расхода жидкости, при этом чем больше расход, тем выше. частота.

Изобретение позволяет повысить точность и надежность работы теплового расходомера путем исключения из устройства нагревателя и проведекия

25 разогрева термочувствительного элемента меньшей мощности в импульсном режиме.