Расходомер

 

Изобретение относится к из.мерительной технике и позволяет уменьшить ногрешности измерения расхода. Если в счетчике 8 к моменту окончания очередного импульса измерения Т,-, заданного числом постоянного запоминаюш,его устройства 10 (ПЗУ), не станет больше числа, записанного в ПЗУ I I. то компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на левый выход ключа 15, что добавляет «I в счетчик адресов ПЗУ 8 и удлиняет время измерения . Если же время измерения, задаваемое ПЗУ 10, станет больше числа,- записанного в ПЗУ 11, то компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на правый выход ключа 15. Это вызывает добав, 1ение к уже полученному числу в регистре 4 импульсов от преобразователя 16 кодов результатов аналого-цифрового преобразования . После подачи всех импульсов на информационный выход преобразователь 16 кодов выдает импульс на его управляющий выход, который перенесет результат в индикаторный регистр 5. Результат измерения массового расхода определяется по приведенной формуле. 3 ил. е (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 Г 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Puz 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3611079/24-1 0 (22) 23.06.83 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Львовский политехнический институт и Львовский лесотехнический институт (72) В. Г. Брандорф, В. Л. Котляров и А. И. Холоша (53) 681.121 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 426149, кл. G 01 F 1/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 678309, кл. G 01 F 1/86, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 731296, кл. G 01 F 1/86, 1977. (54) РАСХОДОИЕP (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешности измерения расхода. Если в счетчике 8 к моменту окончания очередного импульса измерения Т;. заданного числом

„„SU„„1281902 постоянного запоминающего устройства 10 ! Г!ЗУ), не станет больше числа, записанного в ПЗУ 11. то компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на левый выход кгпоча 15. что добавляет «!» в счетчик адресов ПЗУ 8 и удлиняет время измерения. Если же время измерения, задаваемое ПЗУ 10, станет больше числа, записан ного в ПЗУ 11, то комяаратор 14 направляет сигнал компаратора 13 кодов на правый выход ключа 15. Это вызывает добавление к уже полученному числу в регистре 4 импульсов от преобразователя 16 кодов результатов аналого-цифрового преобразования. Г1осле подачи всех импульсов на информационный выход преобразователь 16 кодов выдает импульс на его управляющий а выход, который перенесет результат в индикаторный регистр 5. Результат измерения g массового рас..ода определяется по приве- %Ф I денной формуле. 3 ил.

1281902

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения массового расхода жидкостей с rloмощью тахометрических датчиков объемного расхода, имеющих частотный выходной сигнал, и датчиков плотности.

Цель изобретения — — уменьшение IIOгреш ности измерен и и массового расхода.

На фиг. представлена структурная схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 кусочно-линейно аппроксимированная характеристика датчика расхода; на фиг. 3— график для подсчета импульсов, поступающих от датчика расхода, третьим счетчиком.

Расходомер содержит датчик 1 плотности, подключенный к входу аналого-цифроВого преобразователя (АЦП) 2, выходы которого подключены к вхо ьам сумматора 3 комбинационного типа, выходы которого подключены к входам регистра 4. Выходы последнсго подключены к вторым входам сумм ато!32! 3 Il ВХОДВМ Ин IIIKBTOpНОГО 13еГИстра 5, выполненного совместно с устройстВом II » 1и каци и У и !)авл яю!ци и ВыхОд AUI I

2 Ilo,!I 31þ÷åll к Входам усгановки В «О» регистра 4, первого 6, второго 7 и третьего 8 счетчиков и первому входу триггера 9. Выходы второгo счетчика 7 подключены к адресным Входам трех постоя!Нных запоминающих 1с!ройств (ПЗУ) 10--! 2. Выходы первоГо oч T÷èê3I 6 и первого ПЗУ 10 подключены к первым и Вторым входам llepI3OIO комнаратор» 13 кодов, а выходы второго ПЗУ

11 и третьего счетчика 8 подключены к перВым Входам второг0 компаратора 14 кодов.

Выходы компараторов !3 и 14 кодов подключены соответствснно к информационному н управляющему входам ключа 15.

Один выход кл1оча 15 подключен к счетному входу второго счетчика 7, а второй--к управляющему Входу преобразователя !

6 кодов и второму входу триггера 9. Информационный выход преобразователя 16 подключен к первому входу схемы ИЛИ 7, и второму входу которой подкл1очен выход схемы И 18. К первому входу схемы И 18 и информационному входу третьего счетчика

8 подключен выход датчика 19 расхода, а к второму входу схемы И 18 и входу генератора 20 подключен выход триггера 9 управления. Выход генератора 20 подключен к информационному входу первого счетчика 6, выход схемы ИЛИ 17 подключен к входу

«Перенос» регистра 4, а выход ПЗУ 12.— к входу преобразователя 16, управляющий выход которого подключен к входу «Перенос» индикаторного регистра 5.

Импульс на управляющем выходе АЦП появляется после окончания аналого-цифрового преобразования сигнала от датчика 1 плотности. Преобразователь 16 кодов преобразует входной двоичный код, поступающий с выхода ЗУ. 12, в унитарный код (число импульсов) на информационном Выходе, подключенном к входу схемы ИЛИ 17, по сигналу, поданному на его управляющий вход с выхода ключа 15. Импульс на управляющем выходе преобразователя 16 появляется после окончания преобразования входного кода в число импульсов.

В первое ПЗУ з-писаны числа NTI NT

NT3 и т. д., определяемые по формулам !

i) Т! —; 1х!Т2 — T N T T

10 где f„— частота кварцевого генератора 20;

Т1, Т2 и Тз время измерения для каждого участка характеристики датчика расхода, 15 определяемое из условия получения результата (числа импульсов), пропорционального расходу, которое определяется по формуле

ЯЗ Я2 (!3 !2) Q

25 где ЛЯ вЂ” требуемая разрешающая способность расходомера по объемному расходу;

Q, Q I, Q

Q3 — ординаты (величины расхода) узлов кусочно-линейно аппроксимированной характеристики датчика расхода;

fI, f2, f;! — абсциссы (частоты) узлов этой характеристики

З5 Во второе ПЗУ 11 записаны числа Х1, и N3, определяемые по формулам ч 1= fl T2, N2= !2Т31 N3= f3 Т4.

В третье ПЗУ 12 записываются числа, равные начальным смещениям характеристики датчика на различных участках Q„, Явo

Q02 Q03,.Зти числа определяются по формулам

NQ.— Я; NQΠ— ЯО! .. NqÄ, 45

О „Хя) О! я, 02=

В предлагаемом расходомере процесс определения рабочего участка характеристики датчика расхода и измерение расхода совмещены. Происходит это следующим образом. Каждый цикл измерения начинается с измерения плотности. Сигнал с датчика 1 плотности поступает в АЦП 2, который по окончании измерения плотности выдает кодовое ее значение на первые входы сумматора 3 и вырабатывает команду на уста55 новку в «1» триггера 9 управления и на установку в «О» регистра 4 и счетчиков 6 — 8.

Сигнал триггера 9 запускает кварцевый генератор 20 и открывает схему И 18 совпа1281902

5 l0

20 дения. Импульсы генератора 20 начинают подсчитываться счетчиком 6, а импульсы датчика 19 расхода начинают подсчитываться счетчиком 9 от нулевого состояния. Одновременно импульсы датчика !9 начинают проходить через схему И 18 совпадения и схему ИЛИ 17 на вход «Перенос» регистра 4. Каждый такой импульс переносит в регистр код, образованный на выходе сумматора 3.

Первый импульс «Перенос» после установки в «О» регистра 4 переносит в него код АЦП 2, так как на вторых входах сумматора 3 нули. К моменту прихода второго импульса «Перенос» на выходе сумматора 3 имеется удвоенный код АЦП 2, так как на первые его входы поступает код с выхо дов АЦП, а на вторые — — тот же код с выхо" дов регистра 4. После второго импульса

«Перенос» удвоенный код с выходов АЦП 2 будет в регистре 4, а на входах сумматора 3 устанавливается утроенный код АЦП 2, который третьим импульсом «Перенос» переносится в регистр 4 и т. д. Таким образом, каждый импульс «Перенос» увеличивает содержимое регистра 4 на число, имеющееся на выходах АЦП 2, т.е. на измеренную плотность.

В это же время происходит подсчет импульсов от датчика 19 расхода счетчиком 8.

При этом каждый импульс «Перенос» в регистр 4 соответствует одному добавлению «1» в счетч и к 8.

Переключение времени измерения Ть

Т2, Т1... производится прямо в процессе определения результата измерения массового расхода. После установки счетчика 7 в нулевое состояние, т.е. перед началом измерения, на вторые входы компаратора 13 поступает число NT4, соответствующее самому короткому времени измерения, т.е. самому крутому участку характеристики частота — расход датчика расхода (фиг. 2). При этом на вторые входы компаратора 14 кодов поступает число Х; из ПЗУ 11, определенное таким образом, что если частота датчика расхода ниже 4, за время Т число в счетчике

8 не достигает Х», а если выше -- за время

Т число в счетчике 8 становится выше числа Nq. Сигнал на выходе компаратора

13 кодов появляется в момент окончания времени Т . Если к этому моменту компаратор 14 кодов зафиксирует превышение числа импульсов в счетчике 8 числа Nq, сигнал с выхода компаратора 13 кодов направляется на правый (по схеме) выход ключа 15. Это означает, что датчик 19 расхода работает на самом крутом участке характеристики с минимальным требуемым временем измерения расхода Т1 Импульс с выхода ключа 15 устанавливает в исходное состояние триггер 9 управления и запускает преобразователь 16 кода в число импульсов, который выдает

Ngoq импульсов на вход «Перенос» регистра

4 через схему ИЛИ 17. Каждый из этих им25

55 пульсов добавляет в регистр 4 по одному значению плотности, зафиксированному в

АЦП. На этом процесс измерения заканчивается, Если в момент появления сигнала на выходе компаратора 13, т.е. в момент окончания времени Т (фиг. 3), число в счетчике

8 не достигает Мз, это означает, что частота датчика меньше 4, т.е. датчик расхода работает на участке характеристики не с самой высокой крутизной и, следовательно, не с минимальным требуемым временем измерения.

Bэтом с.лучае сигна.л с вы.хода компаратора 13 кодов сигналом с выхода компаратора 14 кодов, поступающим на управляющий вход ключа 15, направляется на его левый (по схеме) выход. При этом происходит добавление «!» B счетчик 7, который является счетчиком адресов ПЗУ 0 — 12.

После этого на входы компаратора 13 с

ПЗУ 0 поступает число NT, соответствующее времени измерения Ть на входы компаратора 14 с выходов ПЗУ ! число Х., равное числу импульсов, поступающих от датчика 19 за время Тз.

Далее работа расходомера протекает аналогично описанному, т.е., если число в счетчике 8 к моменту окончания очерсдного времени измерения Т„заданного числом

ПЗУ 10, не станет больше числа, записанного в ПЗУ 11, компаратор 14 направляет сигнал компаратора 13, который появляется в момент окончания очередного врсмени измерения Т„на левый (по схеме) выход ключа 15, что вызывает добавление «1» в счетчик адресов ПЗУ 8 и, следовательно, удлинение времени измерения (переход от времени измерения Т, на время Т, 11, а также замену числа М на число МО 1 на входах компаратора 14 для сравнения с состоянием счетчика 8 в конце интервала Тр

Если число в счетчике 8 до окончания очередного времени измерения, задаваемого ПЗУ !О, становится больше числа, записанного в Г1ЗУ 11, компаратор 14 направляет сигнал компаратора !3 кодов, который появляется в момент окончания очередного времени измерения Т„на правый (по схеме) выход ключа 15. Это вызывает добавление к уже полученному числу в регистре 4 в ответ на п импульсов от преобразователя 16 кодов результатов аналогоцифрового преобразования, где и — число, поданное в этот момент - ПЗУ 12 на преобразователь 16 кодов, пропорциональное начальному смещению характеристики датчика расхода Q

Q»;. = (Т, I —. L1 ) р, ! 281902

Формула изобретения

Qo3 иг. где Т; — время счета íà i-м участке характеристики;

f †часто датчика расхода;

b; — начальное смещение в единицах объемного расхода, полученное путем пересечения прямой i-го участка характеристики датчика расхода с осью ординат; р — плотность вещества, расход которого измеряется (код плотности получен на информационных выходах АЦП 2) .

Расходомер, содержащий тахометрический датчик расхода и схему И, связанную с его выходом своим первым входом, триггер и кварцевый генератор, при этом выход триггера подключен к входу кварцевого генератора и второму входу схемы И, а также последовательно соединенные датчик плотности, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, регистр сумматора, выходы которого подключены к вторым входам сумматора,а управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу триггера, индикаторный регистр, соединенный своими входами с выходами регистра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений массового расхода, в него введены три счетчика, три постоянных запоминающих устройства, два компаратора кодов, преобразователь кодов, ключ и схема ИЛИ, причем выход генератора подключен к счетному входу первого счетчика. выходы которого подключены к первым входам первого компаратора кодов, соединен5 ного вторыми входами с выходами первого постоянного запоминающего yiii,okcraa, выход первого компаратора кодов подключен к информационному входу ключа, соединенного своим управляющим входом с выходом второго компаратора кодов, к первым вхо10 дам которого подключены выходы второго постоянного запоминающего устройства, а к вторым — выходы третьего счетчика, соединенного своим счетным входом с выходом датчика расхода, при этом выход схемы

И подключен к входу «Перенос» регистра через схему ИЛИ, соединенную своим вторым входом с выходом преобразователя кодов, к информационным входам которого подключены выходы третьего постоянного запоминающего устройства, при этом к

20 управляющему входу преобразователя кодов и второму входу триггера подключен первый выход ключа, а управляющий выход преобразователя кодов — к входу «Перенос» индикаторного регистра, соединенного своими информационными входами с выходами регистра, при этом управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входам установки в «О» счетчиков и регистра, второй выход ключа соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого подключены к адресным входам первого, второго и третьего постоянных запоминающих устройств.

1281902

Составитель Л. Дондошанский

Редактор А. Шишкина Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 71 76!36 Тираж 690 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4