Устройство для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах

 

Изобретение относится к пузырьковым расходомерам и может быть использрвано для точного измерения расхода и скорости потока газа. Целью изобретения является повьппение точности измерения за счет учета изменения объема газа в трубке, вызванного прогибом движущейся пленки. Учет изменения объема газа за счет прогиба пленки достигается дополнительно введеннь Ми амплитудными детекторами 16, 19, входы которых соединены с выходами датчиков 2 и 3. Информация об огибающей сигналов с выхода амплитудных детекторов содержит данные об относительном прогибе пленки при прохождении ею датчиков 2, 3 и поступает через компараторы 17, 20 н а регистры 18, 21 соответственно. На вькоде регистра 18 формируется код (число), равньш величине относительного прогиба, пленки в зоне срабатывания датчика 2, а на выходе регистра 21 - величина относительного прогиба пленки при прохождении ею датчика 3. В вычислителе 22, в который поступает информация с выходов регистров 18, 21, вычисляется изменение объема газа по величинам относительного проги- -ба пленки в точках датчиков 2,3. Это изменение объема газа учитывается, что приводит к повышению точности, 3 ил. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECr1YBJlHH

< ц 4 С 01 Р 3/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ця Л "10 i. ".ЫА.

1-й Armour Р-d азовам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) 1096588 (21) 4190020/24-10 (22) 05.02.87 (46) 07.08.88. Бюл. Ф 29 (71) Московский институт электронной техники (72) Н.Д.Дубовой, В.Ф.Илясов, А.Ю.Лукичев и А.А.Сазонов (53) 531.768 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1096588, кл. G 01 P 3/50, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛЕНКИ В ПУЗЫРЬКОВЫХ РАСХОДОМЕРАХ (57) Изобретение относится к пузырь-, ковым расходомерам и может быть использрвано для точного измерения расхода и скорости потока газа. Целью изобретения явЛяется повьппение точности измерения за счет учета.изменения объема газа в трубке, вызванного прогибом движущейся пленки.

Учет изменения объема газа за счет

„„Я0„„1415193 А 2 прогиба пленки достигается допол-. нительно введенными амплитудными детекторами 16, 19, входы которых соединены с выходами датчиков 2 и 3.

Информация об огибающей сигналов с выхода амплитудных детекторов содержит данные об относительном прогибе пленки при прохождении ею датчиков 2, 3 и поступает через компараторы 17, 20 на регистры 18, 21 соответственно. На выходе регистра 18 формируется код (число), равный величине относительного прогиба. пленки в зоне срабатывания датчика 2, а на выходе регистра 21 — величина относительного прогиба пленки при прохождении ею датчика 3. В вычислителе 22, в который ноступает информация с выходов регистров фф

18, 21, вычисляется изменение объема газа по величинам относительного проги- ( ба пленки в точках датчиков 2,3. Это изменение объема газа учитывается, что приводит к повышению точности.

3 ил. Экий

1415193

Изобретение предназначено для измерения скорости перемещения плен" ки, может быть использовано в пузырьковьтх расходомерах и является усовершенствованием устройства по авт. сн.

1096588.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах; на фиг.2 ,. блок-схема вычислителя; на фиг.3 временные диаграммы работы устрой- 15 стна.

В устройстве для бесконтактного

) измерения скорости перемещения

1 пленки н пузырьковых расходомерах выходы первого,, второго и третьего датчиков 1-3 -подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего детекторов 4-6,вторые нходы которых, а также входы датчиков подключены к выходу генератора 7. 25

Выход перрого детектора подключен к первым входам счетчика 8 и триггера

9, .второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 10, а выход — к первому входу первого элемента И 11, второй вход котброго подключен к выходу второго детектора 5.и к второму входу счетчика 8. Выход триггера подключен также к первым входам первого 12 формирователя временного ин35 тернала и второго формирователя 13

) временного интервала. Второй вход первого формирователя 12 временного интервала подключен к выходу первого элемента И 11, подключенного также к 40 . первому входу измерителя 14 времен-. ного интервала.

Группа вторых входов элемента

ИЛИ 10 подключена к группе выходов счетчика 8. Второй вход второго формирователя 13 временного интервала подключен к второму входу первого формирователя 12 временного интервала, а выход — к третьему входу эле; мента ИЛИ 10 и к первому входу второго элемента И 15. Второй вход вто50 рого элемента И 15 подключен к. выходу третьего детектора 6, а выход— к второму входу измерителя 14 временного интервала. Первый вход формиро" вателя 12 временного интервала под" ключен к первому входу элемента ИЛИ

10. Выход второго датчика соединен также с входом первого амплитудного детектора 16, выход которого через компаратор 17 соединен с первым входом первого регистра 18. Выход третьего датчика подключен к входу второго амплитудного детектора 19, выход которого через компаратор 20 соединен с первым входом второго регистра 21;

Выход первого регистра 18 связан с первым входом вычислителя 22, второй вход которого так же, как и второй вход первого регистра 18, подключен к выходу измерителя 14 временного интервала. Второй вход второго регистра 21 соединен с выходс м дополни- тельного измерителя 23 временного интервала, а выход — с третьим входом вычислителя 22, Первый и второй нходы дополнительного измерителя 23 временного интервала подключены соответственно к выходам второго элемента И 15 и первого элемента И 11. Четвертый вход вычислителя 22 связан с выходом второго формирователя 15 временного интервала.

Вычислитель 22 может быть реализован в соответствии с -блок-схемой на фиг.2. Первый и третий входы вы-. числителя являются первыми входами соответственно первого 24 и второго.

25 делителей, на которые подаются ре- зультаты измерения временных интервалов Т>, и Т . Вторым входом вы) числителя являются соединенные вместе вторые входы первого 24, второго

25 и третьего 26 делителей. Первый вход третьего делителя 26 подключен к выходу сумматора 27. Перный и второй входы сумматора 27 подключены соответственно через первый 28 и второй 29 масштабные блоки к выходам первого 24 и второго 25 делителей.

Кроме того, выходы первого 24 и второго 25 делителей подключены соответственно через первый 30 и второй .31 блоки возведения в куб к третьему и четвертому входу сумматора 27. Пятый вход сумматора 27 подключен к выходу источника 32 постоянного кода. Третьи входы делителей 24-26 объединены и являются четвертым входом вычислителя. . Устройство для бесконтактного измерения, скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах работает следующим образом.

Пленка, движущаяся под действием потока газа по трубке, поочередно проходит датчики 1-3, расположенные з 14 в точках с координатами Х » Х, Х (фиг.За). При. этом на выходах детек торов 4-6 появляются импульсы (фиг.Зб,в,г). Каждый входной импульс .детектора 4, поступая на первый вход счетчика 8, увеличивает содержащееся в нем число на единицу. Данное число уменьшается на единицу при поступлении импульса на второй вход счетчика 8 с выхода второго детектора 5.

На выходах счетчика 8 появляется информация о его состоянии, представ- ленная двоичным кодом. Информация о младшем разряде этого кода на выход счетчика 8 не поступает.

Пройдя через элемент ИЛИ 10 эти импульсы поступают на второи вход триггера 9 и устанавливают егс в нулевое состояние. Поступая на первый вход триггера 9, выходные импульсы детектора 4 переводят его в единичное состояние (фиг.Зд) при условии отсутствия íà его втором входе импульсов с элемента ИЛИ 10. При этом импульс

I с выхода .триггера 9 поступает на пер" вые входы первого 12 и второго 13 формирователей временных интервалов.

В момент, когда пленка проходит точку второго датчика 2, импульс с выхода второго датчика 2, пройдя через первый элемент И 11, поступает на . второй вход первого формирователя

12 временного интервала. При этом на

его первом выходе выделяется импульс, поступивший через элемент ИПИ 10 на второй вход триггера 9, устанавливающий его в нулевое положение (фиг. Зд) .

В этот момент в IIepBoM 12 и втором 13 формирователях временных интервалов фиксируется нулевой временной интервал Т,, равный времени прохождения пленкой расстояния от точки Х, (фиг.За). Начиная с этого момента, в первом формирователе 12 производится формирование первого временного интервала Т,. Первый временной интервал формируется таким образом, что при любой величине нулевого временного интервала Т, выполняется равенство

15193 ле 13 формируется временной интервал

Т (фиг.Зз). Длительности второго временного интервала Т2 и интервала

То равны. Сигнал с выхода второго формирователя 13 поступает на третий вход элемента ИЛИ 10 и на гервый вход второго элемента И 15. На второй вход второго элемента И 15 поступает сигнал с выхода третьего детектора 6. Если момент появления импульса на выходе третьего детектора 6 совпадает с вторым временным интервалом Т> то на выходе второго элемента И 15 появляется импульс (фиг.Зи), который, поступая на второй вход измерителя 14 временного интервала, вызывает его останов, 3a-. пуск измерителя 14 временного интервала производится в момент появления импульса на выходе второго детектора

5 (фиг.Зв) при условии единичного состояния триггера 9 (фиг,Зд), При этом в измерителе 14 временного ин25 тервала фиксируется временной интервал T„ соответствующий времени прохождения пленкой отрезка Х -Х т.е. расстояния между вторым и третьим датчиками. . Сигналы с выхода второго датчика 2 (фиг,Зл) и третьего датчика 3 (фиг.Зм), вызванные прохождением пленки в зоне их срабатывания, поступают соответственно на вход амплитудных детекторов 16 и 19, от35 куда после детектирования (фиг.Зн,о) поступают на входы первого 17 и второго 20 компараторов. Первый 17 и

- второй 20 компараторы работают таким образом, что единичные импульсы на их выходах (фиг.Зп,р) выделяются при превьппении уровнем входных сигналов заданных порогов срабатывания.

Сериям положительных всплесков напряжения на выходах амплитудных детекторов 16 и 19 соответствуют серии единичных импульсов на выходах компараторов 17.и 20. Серия импульсов с выхода первого компаратора 17 (фиг.Зп) поступает на первый вход первого регистра 18. Эти импульсы

Т„= Т (X;X )/(X; Х„) — 1/2.

По окончании первого временного интервала на втором выходе первого формирователя 12 выделяется импульс (фиг.Зж), поступающий на второй вход, второго формирователя .13. Начиная с этого момента, во втором формироватепроизводят запись в первый регистр

18 цифрового кода, поступающего на

его второй вход с выхода измерителя

14 временного интервала. Таким обра- зом, в момент поступления последнего импульса с первого компафатора 17 на первый вход первого регистра !8 производится последняя запись цифОпределяются величины относительных прогибов в точках Х < и Х> по формулам

h 1 = Т Р1/Т„; (1) и = Т Р /Тц ° (2) 50

Определяется величина объемного расхода по формуле ()д (К +К +К +К +Кг) /T» (3) при этом, величина Ко задается постоянной в виде К, = Я r2 1, величины

5 1415 рового кода. В результате чего в

1 первом регистре 18 фиксируется цифровой код временного интервала Тр (фиг.Зс). В момент прохождения пленкои точки установки третьего датчи5

:ка 3, когда импульс с выхода второго элемента И 15 поступает на первый

t вход дополнительного измерителя 23 временного интервала, происходит его запуск. Серия импульсов с выхода второго компаратора 20 (фиг.3p) поступает на первый вход второго регистра 21. Эти импульсы производят за пись во второй регистр 21 цифрового

,кода, поступающего на его второй

;вход с выхода дополнительного изме-! рителя 23 временного интервала. В мо,мент поступления последнего импульса с второго компаратора 20 на первый ,:вход второго регистра 21 производится последняя запись цифрового кода с

,дополнительного измерителя 23 вре менного интервала. В результате чего. во втором регистре 21 фиксируется. 25 цифровой код временного интервала

Тр (фиг.Зу). Сбррс дополнительного измерителя 23 временного интервала в нулевое состояние (фиг.Зт) осуществляется импульсом с выхода первого элемента И 11, поступающего на его второй вход. Цифровые коды, соответствующие значениям измеряемых временных интервалов Т „, Т „, Tö с выходов первого регистра 18, измерите35 ля 14 временного интервала и второго регистра 21,подаются соответственно на первый, второй и третий входы вычислителя 22.

В вычислителе 22 после завершения 40 второго временного интервала Т с .приходом сигнала с. вьгхода второго формирователя 13 на его четвертый вход выполняются следующие операции.

193 6 кодов К„ и К связаны с величинами относительных прогибов пленки h „ h

К = h,1Тг /2;

К =,h lhr /2; (4) (5) (6) (7) К = h 1 ß/6;

К = Ь 1 й/6.

4 2 !

При работе вычислителя 22 операции деления (1) и (2) выполняются в делителях 24 и 25, операции возведения в куб — в блоках 30 и 31 возведения в куб (БВК) и соответствуют уравнениям (6) и (7). При этом коэффициенты передачи этих блоков равны 1Г/6.

Операции суммирования и деления по формуле (P) выполняются соответственно в сумматоре 27 и третьем делителе 26.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для бесконтактного измерения скорости перемещения пленки в пузырьковых расходомерах по п.1 авт.св. Р 1096588, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй амплитудные детекторы, первый и второй компараторы, дополнительный измеритель временного интервала и вычислитель, первый вход которого связан с выходом первого регистра, первый вход первого регистра через последовательно включенные первый компаратор и первый амплитудный детектор подключен к выходу вто-, рого датчика, а второй вход первого регистра связан с выходом измерителя временного интервала и вторым входом вычислителя, третий вход которого подключен к выходу второго регистра, первый вход второго регистра через последовательно включенные второй компаратор и второй амплитудный детектор связан с выходом третьего датчика, а его второй вход — подключен к выходу дополнительного измерителя временного интервала, первый вход которого связан с выходом второго элемента И, а второй вход — с выходом первого элемента И, четвертый вход вычислителя связан с выходом второго формирователя временного интервала, при этом вычислитель состоит из первого, второго и третье1415193 го делителей, первого и второго блоков возведения »» куб, перВого и второго масштабных блоков, источника постоянного кода и сумматора, первый и второй входы которого подключены через первый и второй масштабные блоки к выходам первого и второго делителей, выходы первого и второго делителей подключены через первый и второй блоки возведения в куб к третьему и четвертому входам сумматора, пятый вход которого подключен к выходу источника постоянного кода, первый и третий входы вычислителя являются первыми входами первого и второго делителей, вторым входом вычислителя являются соединенные вместе втор» е входы первого, второго и третьего делителей, первый вход третьего делителя подключен к выходу сумматора, третьи входы пер" вого, второго и третьего делителей объединены и являются четвертым входом вычислителя, выходом вычислителя и устройства является выход третьего .делитеЛя, 1415193 ж

Составитель С.Ищенко

Техред А.Кравчук

Корректор Л.Патай

Редактор Л.Гратилло

Подписное

Заказ 3871/43

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

8 д е

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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