Тепловой измеритель количества молока

 

Использование: в области приборостроения для оперативного измерения количества надоенного молока. Сущность изобретения: устройство содержит два пи терморезистивных датчика в виде кольца с выводами установленных на утолщении молокопровода, мостовую схему, усилитель переменного тока, фазовый детектор, диод, нуль-орган, устройство управления, генератор прямоугольных колебаний, стабилизированный источник напряжения, электронный ключ, генератор тактовых импульсов высокой частоты, счетчик импульсов , генератор тактовых импульсов низкой частоты, кодовый линеаризатор, сумматор, цифровой индикатор. 3 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й)5 6 01 F 1/68

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

1 (21) 4872042/10 (22) 12.07.90 (46) 23.12.92; Бюл, Q 47 (71) Львовский сельскохозяйстванный институт (72) В.Н. Сиротюк, -В.Ю. Воробкевич, В.Т, Якимец, В.Т. Дмытрив, Я.М. Батурына и Г.П.

Жаловага (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 556329, кл. G 01 F 1/68, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 970114, кл. G 01 F 1/68, 1981.

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для оперативного измерения количества молока в процессе дойки коров и использования этих данных в автоматической системе управления фермой.

Известны тепловые расходомеры жидкостей, которые используют терморезистивные датчики, включенные в мостовую схему или другим образом. При этом один иэ датчиков, как правило, работает в режиме перегрева за счет источника питания (19). В устройствах (i-3) используются два терморезистора или проволочные термометры„помещенные либо в контролируемой среде (жидкости), либо на трубопроводе. В устройствах (4 — 8) предлагается импульсное питание термопреобразователей, что по.ЫЛ 1783303 А1

2 (54) ТЕПЛОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЛИЧЕСТВА МОЛОКА (57) Использование: в области приборостроения для оперативного измерения количества надоен ного молока, Сущнос.гь изобретения: устройство содержит два пи терморезистивных датчика в.виде кольца с выводами установленных на утолщении молокопровода, мостовую схему, усилитель переменного тока, фазовый детектор, диод, нуль-орган, устройство управления, генератор прямоугольных колебаний, стабилизированный источник напряжения, электронный ключ, генератор тактовых импульсов высокой частоты, счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов низкой частоты, кодовый линеаризатор, сумматор, цифровой индикатор. 3 ил.

С: зволяет исключить перегрев датчиков и по- а высить точность измерения. 4

Наиболее близким к настоящему техническому .решению является устройство (8), которое является дополнением к авторскому свидетельству (7). Устройство (7) основано на измерении расхода в функции темпа С регулярного охлаждения термочувствитель- (A ного элемента первичного преобразователя и содержит последовательно включенные на его выходе усилитель, логарифмирующее устройство, блок сравнения, усилитель-ограничитель, к выходу которого присоединены две параллельные, а затем последовательная ветвь, состоящие из второго блока сравнения, двух нуль-органов, устройства управления, измерительного прибора, двух дифференцирующих блоков, формирователя импульсов. Устройство (8) 1783303

10 ройства представлена на фиг. 1, где: ронах;

25 13 — нуль-орган;

30 17 — электронный ключ;

18 — генератор тактовых импульсов высокой частоты;

19 — счетчик импульсов; частоты;

50 полнение блока 14, где

24 — диод;

25, 26 — транзисторы;

27, 28, 29 — езисто ы содержит дополнительный термочувствительный элемент и измерительную схему, включающую схему устройства (7), а также вычислительный блок, что позволяет вводить коррекцию при измерении расхода 5 жидкостей переменного состава.

Недостатком этих устройств является, наличие логарифмирующих устройств, а также вычислительного устройства со сложным алгоритмом функционирования, что снижает быстродействие и точность измерения при импульсных потоках, содержащих воздушные промежутки, как это имеет место в молокопроводе при доении коров.

Кроме того, данные устройства не приспособлены для измерения количества жидкости.

Целью предлагаемого устройства является повышение быстрого действия и точности измерения количества молока во время доения коров.

Эта цель достигается тем, что в устройстве, содержащем две последовательно включенные мостовые схемы с двумя терморезистивными датчиками, установленными на измерительном участке трубопровода, усилитель переменного тока, нуль-орган, ус-. тройство управления, генератор тактовых импульсов низкой частоты, стабилизированный источник напряжения, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов высокой частоты, электронный ключ, счетчик импульсов, кодовый линеаризатор, сумматор и цифровой индикатор, а также генератор прямоугольных импульсов, 3 фазовый детектор и диод, а терморезистивные датчики выполнены в виде колец прямоугольного сечения .и установлены на внутренней поверхности измерительного участка трубопровода, причем одно из колец выполнено сплошным, а другое с разрезом. Терморезистивные датчики электрически соединены последовательно и образуют два плеча мостовой схемы, два других плеча которой образованы резисторами, причем входы усилителя переменного тока соединены с одной диагональю мостовой схемы, его выход через фазовый детектор и диод соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединен с первйм выходом генератора тактовых импульсов низкой частоты, второй выход которого соединен со вторым входом счетчика импульсов, а третий выход —. со вторыми . входами кодового линеаризатора и сумма- 5 тора, входы устройства управления соединены, соответственно, с выходами нуль-органа и стабилизированного источника напряжения, его выход соединен с генератором прямоугольных импульсов, первый и второй входы которого соединены с диагональю мостовой схемы, а третий — со вторым входом фазового детектора, второй вход электронного ключа соединен с выходом нуль-органа. При этом электрические выводы на сплошном кольце выполнены диаметрально противоположно, на втором кольце — по краям разреза.

Конструкция датчика и блок-схема уст1 — утолщение на молокопроводе;

2 — первый терморезистивный датчик в виде кольца из нержавеющей стали с выводами

3, 4 на диаметрально противоположных сто5 — второй терморезистивный датчик в виде такого же по размерам кольца из нержавеющей стали с размером 6 и выводами на его краях;

7, 9 — резисторы мостовой схемы;

8 — подстроечный резистор;

10 — усилитель переменного тока;

11 — фазовый детектор;

12 — диод;

14 —. устройство управления;

15 — генератор прямоугольных колебаний;

16- стабилизированный источник напряжения;

20 — генератор тактовых импульсов низкой

21 — кодовый линеаризатор;

22 — сумматор, имеющий связь с ЭВМ;

23 — цифровой индикатор.

На фиг. 2 показаны зависимости наиболее важных величин, характеризующих работу схемы; а) молокоотдачи Q через молокопровод 1; б) напряжение U<, поступающее от генератора тактовых импульсов низкой частоты 20; в) температуры перегрева .Л ts и Ь|2 терморезистивных датчиков 5 и 2;

r) напряжения Офд на выходе фазового детектора 11; д) амплитуды напряжения UM питания мостовой схемы от генератора прямоугольных колебаний 15; е) импульсное напряжение 14д на выходе электронного ключа 17..

На фиг. 3 показано конструктивное выр р

Терморезистивные датчики изготовлены в виде тонких одинаковых по размерам

1783303

20

35

50

55 и из одного и того же материала колец, помещенных на стенке утолщенной части молокопровода с низкой теплопроводностью, что обеспечивает их малую инерционность и идентичность тепловых и временных характеристик, унификацию, удобство изготовления, создает условия для беспрепятственной мойки и прочистки молокопровода без опасности повреждения датчиков. Кроме того, эти датчики, установ- 10 ленные в расширенной части молокопровода, позволяют работать на начальных, более линейных участках характеристик, так как скорость движения жидкости (молока) в расширенной чатси уменьшается обратно-пропорционально квадрату диаметра. А уменьшение нелинейности характеристик повышает точность измерения количества молока.

Кольца датчиков выступают как два плеча мостовой схемы с неодинаковыми сопротивлениями, отличающимися в четыре pase.

Это позволяет добиться влияния на них и на мостовую схему потока молока с одной и той же скоростью получить достаточную чувствительность схемы и сберечь независимость работь1 от изменения температуры окружающей среды (молока или стенок молокопровода).

Мостовая схема, состоящая из датчиков

2 и 5 и постоянных. резисторов 7, 9, настраивается с помощью подстроечного резистора 9 таким образом, чтобы ее равновесие наступило йри некотором перегреве датчиков по отношению к температуре окружающей среды и присоединена к генератору прямоугольных колебаний, который подключен к стабилизированному источнику напряжения через устройство управления, соединенное с выходом нуль-органа. При этом обеспечивается отрицательная обратная связь в замкнутой цепи, состоящей из мостовой схемы, усилителя переменного тока, фазового детектора, диода в прямом направлении, нуль-органа, устройства управления, генератора прямоугольных колебаний. Достаточный коэффициент усиления усилительного тракта позволяет обеспечить почти постоянный (задаваемый подстроечным резистором мостовой схемы), перегрев датчиков по отношению к температуре молока и тем самым непрерывный процесс измерения количества молока. При одинаковых размерах колец датчиков и благодаря их разному включению в мостовую схему сопротивление датчика 2 в четыре раза меньше сопротивления Вв датчика 5.

При одинаковом токе питания датчиков благодаря их последовательному включению мощность, выделяющаяся в датчике 2, в четыре раза меньше мощности в датчике

5. Поэтому при одинаковых других условиях температура перегрева датчика 5 в четыре раза выше, чем у датчика 2.

Усилитель переменного тока выполнен на микросхеме с большим коэффициентом усиления, фазовый детектор — на полевых транзисторах с двухполярным выходным сигналом, нуль-орган на двухвходовой усилительной микросхеме с.положительной обратной связью, обеспечивающей ключевую работу этого узла, генератор прямоугольных импульсов — на транзисторе и двух транзисторах с индуктивной парафазной обратной связью. Выходная обмотка трансформатора выполнена низковольтной с малым выходным сопротивлением и способна запитывать датчики большим током при максимальной мощности порядка 0,3 Вт.

Диод, включенный между фазовым детектором и нуль-органом, приводит к управлению генератором прямоугольных колебаний в одном направлении, например, обеспечивает низкий уровень амплитуды питания мостовой схемы. Высокий же уровень питания мостовой схемы появляется периодически и задается импульсами генератора тактовых импульсов низкой частоты.

Это приводит к регулярности работы схемы, к удобству процесса интегрирования (за одинаковые промежутки времени) с использованием последовательно включенных на выходе электронного ключа счетчика импульсов, кодового линеаризэтора, сумматора и цифрового индикатора. Регулярность работы схемы в совокупности с малой инерционностью датчиков также способствовала повышению быстродействия и. точности измерения количества молока во время дойки коров.

Пример схемы устройства управления

14 представлен на фиг. 3. На ней показан нуль-орган 13 на базе операционного усилителя, выход которого присоединен к входу устройства управления 14. Оно состоит из стабилизатора 24, зашунтированного транзисторами 25 и 26 в каскадном соединении для получения достаточного коэффициента усиления по току. Резистор 27 включен для четкого эапирания транзистора 25, а резисторы 28, 29 служат для согласования устройства уп равления с выходн blM сопротивлением нуль-.органа 13. Через выводы 30 и 31 устройства управления питается генератор прямоугольных колебаний 15.

Схема работает следующим образом, Во время прихода положительного импульса от генератора 20 тактовых импульсоь низкой частоты напряжение на выходе фазового детектора 11 (см. фиг, 1) при правиль1783303

25 транзисторы 25 и 26 и расшунтирует стаби- 30

40

50

55 но отлаженной схеме отрицательное, а диод

12 заперт и не влияет на работу нуль-органа

13. За счет упомянутого выше импульса, поступающего на неинвертирующий- вход нуль-органа 13 на выходе последнего, появ,ляется положительное напряжение, которое поступает на вход устройства управления. При этом транзисторы 25 и 26 открываются, шуйтируют стабилитрон 24, а в генератор 20 прямоугольных колебаний поступает высокий уровень напряжения (см, фиг. 2д) от стабилизированного источника 16, что обеспечивает высокий уровень амплитуды выходного напряжения генера. тора и питания мостовой схемы. Тогда происходит разогрев колец датчиков 2 и 5;

Такое состояние продолжится до тех пор, пока на выходе мостовой схемы за счет более сильного разогрева датчика 5 (так как его сопротивление в четыре раза выше чем сопротивление датчика 2) не появится переменное напряжение с противоположной фазой, что приведет к изменению полярности постоянного напряжения на выходе фазового детектора (она станет положительной) Это приведет к отпиранию диода 12, опрокидыванию нуль-органа 13 и к возникновению на его выходе отрицательного напряжения, что в свою очередь закроет литрон 24. Таким образом, величина питающего напряжения генератора 15 прямоугольных колебаний уменьшится на величину напряжения на стабилитроне 24, а на выходе генератора 15 появится низкий уровень амплитуды напряжения, питающего мостовую схему, и начнется охлаждение колец датчиков 2 и 5. Этот процесс будет йродолжаться до прихода положительного импульса на неинвертирующий вход нудьоргана 13 от генератора 20 тактовых импульсов низкой частоты. В дальнейшем работа схемы повторяется;.

Приводим описание устройства в статическом состоянии, раскрывающее связи и взаимное расположение его элементов, Как представлено на фиг. 1, терморезиСтивные датчики 2 и 5 расположены на внутренней.стенке утолщения 1 молокопровода.

Датчйки выполнены в виде тонких металлических колец с малой площадью поперечного сечения. Причем выводы 3. 4 от первого кольца 2 по ходу потока выполнены на-диаметрально противоположных сторонах, а выводы от второго кольца 5 — на краях неширокого разреза, Оба кольца 2 и 5 соединены последовательно и включены в мостовую схему, два других плеча которой образованы с одной стороны резистором 9 вместе с подстроечным резистором 8. На

15 выходе мостовой схемы включена последовательная цепочка, состоящая из двухвходового усилителя переменного тока 10, фазового детектора 11. диода 12, включенного в прямом направлении, нуль-органа 13, устройства управления 14, генератора прямоугольных колебаний 15, который питает мостовую схему.

Генератор прямоугольных колебаний 15 запитывается двумя уровнями напряжения от стабилизированного источника 16 через устройство управления 14. На выходе нуль- . органа 13 присоединена последовательная цепочка из электронного ключа 17. счетчика импульсов 19, кодового линеаризатора 21, сумматора 22, имеющего связь с ЭВМ, цифрового индикатора 23. Ко второму входу электронного ключа 17 присоединен генератор тактовых импульсов высокой частоты

18. Неинвертирующий вход нуль-органа 13, счетчик импульсов 19, кодовый линеаризатор 21,.сумматор 22 имеет связь с генератором положительных тактовых импульсов низкой частоты.

Устройство работает следующим образом. С помощью автоматической системы с замкнутой обратной связью, включающей мостовую схему с терморезистивными датчиками 2 и 5 и с резисторами 7, 8, 9 усилитель переменного тока 10, фазовый детектор 11, диод 12, нуль-орган 13, управляющее устройство t4, генератор прямо-. угольных колебаний 15, стабилизированный источник напряжения 16, поддерживаются средние значения температур перегрева, близкие к Ж5 и Лtz датчиков 2 и 5 над уровнем температуры окружающей среды.

Разница между максимальным значением

Atg и средним значением температуры этого датчика {фиг, 2в) может быть незначительной и задается коэффициентом передачи усилительного тракта и зоной нечувствительности Л0о нуль-органа (фиг. 2г).

При этом за счет включения диода 12 между фазовым детектором 11 и инвертирующим входом нуль-органа 13 последний переключает устройство управления 14, например, в момент t> + hr o (фиг, 2в), обеспечивая низкий уровень амплитуды UH (фиг. 2д) питания мостовой схемы от генера тора йрямоугольных колебаний 15 при достижении выходным положительным напряжением Офл верхнего предела напряжения Л0н срабатывания нуль-органа 13 (фиг. 2г). В дальнейшем происходит охлаждение колец датчика в границах, например, когда t< + Лt,o < т (г и уменьшения напряжения 0фд(фиг. 2г). Однако это напряжение не может повлиять на работу

1783303

10 нуль-органа, т.к. оно не пропускается диодом 12. Обратное переключение нуль-органа происходит за счет импульса напряжения U«< от генератора тактовых импульсов низкой частоты 20 (фиг. 26) в момент, например, rz. Этот импульс поступает как неинвертирующий вход нуль-органа 13, который обеспечивает через устройство управления 14 высокий уровень UM (фиг, 2д) питания мостовой схемы от генератора 15.

Происходит нагрев датчиков 2 и 5, и работа схемы в дальнейшем повторяется., Длительность периода Лт«ч выбрана таким образом, чтобы она всегда превышала значение периода Лт нагрева датчиков даже при максимально возможной величине молокоотдачи Q. При такой работе достигается одинаковость периодов, включающих нагрев и охлаждение датчиков. Период Ь|«ч выбран также с таким расчетом, чтобы значение молокоотдачи во время этого периода можно считать постоянным.

Нуль-орган, может быть построен, например, на, базе микросхемы К140УД1Б, у которого заведена положительная обратная связь от вывода 5 через резистор на неинвертирующий вход 10. С помощью этого резистора можно отрегулировать зону нечувствительности схемы.

При-отсутствии молокоотдачи или в случае прохождения по молокопроводу мимо датчиков воздушного промежутка (фиг, 2а, Q=O, О< r< r< ) мощность, отбираемая от датчиков, мала. И поэтому для поддержания температуры перегрева колец датчика 2 и 5 на уравнение, близких к his и 612 (фиг. 2в), время их нагрева при питании номинальным напряжением от генератора прямоугольных колебаний мало по сравнению со временем охлаждения (Ьт «roo фиг. 26, например, r < г < rz). Одновременно скорость нарастания напряжения на выходе фазового детектора значительно выше скорости его уменьшения (фиг. 2б, например, r1 < 7 < r2) . За короткое время нагрева колец h,río. когда выходное напряжение Оно нуль-органа положительно через электронный ключ 17 от генератора 18, тактовых импульсов высокой частоты на вход счетчика

19, поступает незначительное количество импульсов, Оно учитывается кодовым линеаризатором 21, на входе которого периодически с интервалом Ar>«появляется нулевой двоичный код, обозначающий отсутствие молокоотдачи, Тогда сумматор 22, который периодически табулирует выходные коды линеаризатора, не изменяет нулевого начального кода, что обозначает

15

40

45. Сказанное выше можно подтвердить аналитически, 3а счет работы автоматической системы с замкнутой обратной связью, 50 близком к равновесию. т.е. выполняется равенство

Ri(Re+Rg)=Re RT, a Ra= -Rg, (1) R5 R7

55 где R2, Rs, йт, Rg — сопротивление резисто25

30 отсутствие надоенного молока, Обнуление счетчика 19 осуществляется периодически импульсами от генератора 20. Управление кодовым линеаризатором и сумматором 22 осуществляется также от генератора тактовых импульсов низкой частоты 20. По фронту этих импульсов, поданных на вход "выбор кристалла" микросхемы КР 556РТ5, на которой построен линеаризатор 21, возникает на выходах данных код, соответствующий информации, находящейся в счетчике 19 в данный момент. По спаду этих импульсов, воздействующих на вход "установка в нуль" счетчика 19, происходит его обнуление. Все промежуточные значения выходов счетчика

19 в период счета Лт«ч линеаризатором 21 игнорируются вследствие отсутствия сигнала на его входе "выбор кристалла". Длительность импульса U«q генератора 20 (фиг. 26) выбрана значительно меньшей, чем длительность Ьт вч между импульсами генератора 18, чтобы обеспечить минимальную потерю информации за время протекания процесса линеаризации и суммирования.

При возникновении молокоотдачи 0 (фиг. 2а, при Q/0) увеличится отбор тепло от датчика 2 и 5 за счет обтекания их потоком молока пропорционально скорости течения

V в степени и, где п<1. Это приводит к возрастанию времени Лх 1 (фиг, 2в) нагрева датчиков и их питания от генератора прямоугольных импульсов 15 увеличенным на напряжение с амплитудой U» (фиг. 2д). При этом возрастает количество импульсов, поступающее от генератора тактовых импульсов высокой частоты 18 через электронный ключ 17 (фиг. 2е) за время Лт« между импульсами генератора 20, что приводит к периодическому появлению нулевых кодов на входе линеаризатора 21, к табуляции этих значений сумматором 22, периодической передаче этих значений в ЭВМ и к цифровой индикации текущего значения количества надоенного молока в блоке 23, включающей блоки 10-15, 20 и мостовую схему, последняя находится в положении, ров с соответствующими обозначениями на фиг. 1.

Определим величину приращения резистора Вз при настройке мостовой схемы в

1783303 случае перегрева датчиков 2 и 5 по отношению к температуре молока за счет ее питания от генератора 14.

AR8 4Д R5 + Яг . (2) дйв дйа 5

5 г

С учетом (1) и (2) имеем:

Д 8= "(2 AR5 — R5AR2), (3) 10

R7

R3

С учетом (3) и того; что

R2=R20 (1+ O Д t2), . (4)

R5=R50 (1+ а.й5), (5)

Дйг=йго а Жг (6) Й5=В50 .а Дт5, (7)

Д г= t2 to At5= t5 to (8) получаем

R7 а-R20 R50,ð t5 Дтг) (о)

Я - 20

Как видно, hRs не зависит от началь. ной температуры t.

Работа схемы не зависит от изменения. температуры окружающей среды. Разность: температур датчиков появляется за счет не- 25 одинаковых мощностей Рг и Р5, поступающих от генератора прямоугольных колебаний 15. Так как датчики включены

R5 последовательно, а R2= 4, то

Р2= = — » . (10)

IU P

5 5

P5= = — P, (11)

4»! U 4

5 5 где P — мощность, поступающая от генера- 35 тора прямоугольных импульсов;

U — амплитуда питающего напряжения, l — амплитуда тока.

Как известно, значение температуры

Жг и ht5 перегрева датчиков 2 и 5 пропор- 40 циональны найденным значениям мощно- . стей и Р5. т,е.

Р2 P — Р-Р-, — 5 -Р-, (12)

Р5 4Р ь =, --- -; — . (1з) где P — коэффициент теплоотдачи датчиков;

F — площадь контакта поверхностей датчиков с молоком. 50

На основании (9) — (13) имеет, что

Д -3 В7а 20R50 Р (14)

5 R)-P F

При этом р может быть записано в виде:

P =-Po+ KVч, (15) где /4 — коэффициент теплоотдачи датчиков 2 и 5 при неподвижном молоке, когда V

= 0 или во время прохождения воздушного промежутка, когда датчики покрыты неподвижной пленкой молока;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

При работе упомянутой выше схемы asтоматического регулирования величина

hR5 устанавливается во время настройки прибора и остается постоянной. В связи с этим из (14) и (15) находим, что

Р= А ро + A K V. (18) где. 5 Д Вз Е RI

3В7 а В20 Я50

Мощность Р питания датчиков в импульсном режиме можно представить как среднее ее значение за интервал времени

Дтинч между тактовыми импульсами генератора низкой частоты 20 (фиг, 2д) т.е.

P= - — (Р„Л»„+ Р Л» ), (20)

1 линч где PH — выходная мощность генератора прямоугольных колебаний 15 при амплитуде выходного напряжения 0н (фиг. 2д);

Д гн — время нагрева датчиков 2 и 5, т.е. их питания мощностью Рн на интервале

Д линч (фиг. 2д);

Po — выходная мощность генератора 15 при выходном напряжении 4 {фиг. 2д);

Первая составляющая этого выражения является постоянной, т.к. R2 и R5 находятся при постоянной температуре молока и не изменяется. Вторая составляющая нелинейным образом зависит от V, т.к. п<1, В устройстве предложено утолщение молокопровода с целью уменьшения величины скорости Ч (примерно в четыре раза).

Определим на основании (16) чувствительность схемы в зависимости от корости молока V, т.е, dP 5 ДRB FR) и

° (17)

3 R7 O R20 R50 /1

Как следует иэ. этого выражения, при п<1 дифференциальная чувствительность схемы увеличивается с уменьшением скорости V. Это позволяет работать на начальном, близком к линейному участку характеристиках датчи ков, увеличить чувствител ь ность при номинальной молокоотдаче и снизить погрешность устройства за счет линеаризатора, в котором осуществляется линейная зависимость мощности P от скорости движения молока V, т.е. выражение (16) приобретает вид:

1783303

Лr, й1= (23) инч + A К ЛТинч

Г+

V. Лтинч (26) А К

В

Й1= — $ Ч Л линч

S (27) где

N(= — Мь

S (30) Лto — время охлаждения датчиков или их питания мощностью на интервале Лт4ич.

Между Лтии Ьт> существуетсоотношение;

A

Тогда выражение (20) с учетом (21) запишется в виде:

Р= - —— — (Рн — Ро)+ Ро. (22)

ЛХн линч

Кроме того, на протяжении времени Лти через электронный ключ 17 на счетчик импульсов 19 поступит N> импульсов от генератора тактовых импульсов высокой частоты 18 с интервалом времени между ними Л 4вч, т.е.

Приравнивая между собой выражения (18) и. (22), с учетом (23) находим, что

4 о — Ро ЛТ

° v ивч Рн о ивч Рн о

25 (24)

Первый член этого выражения является по- . стоянной и может быть скомпенсирован в кодовом линеаризаторе 21 либо сведен к нулю подбором, когда

A Po = Ро (25)

На выходе кодового линеаризатора 21 получаем функцию которую домножим и разделим на S, т.е. площадь сечения расширенной части молокопровода 1 в месте установки датчиков 2 и

5. В результате имеем. A.K 45 — у (28) Произведение S V Лтиич представляет собой количество Mi молока, надоенного на

1-й интервал времени Лт,„ч, т.е.

М =SV Л иич.. (29) .

В связи с этим выражением (27) можно записать в виде 55

Затем в сумматоре в двоичном коде выполняется операция, которая может быть представлена уравнением и В и В .N= ), Nt= — g М вЂ” M, (31) = — 1 где М вЂ” количество надоенного молока на текущий момент дойки и после ее окончания, Коэффициент — можно отрегулироВ

S вать с помощью ряда величин, в том числе за счет изменения ЛТивч для получения соответствия между количеством молока М и его значением, выраженным в цифровой форме.

Таким образом, благодаря предложенной схеме осуществляется измерение количества молока, что не решается в известных электронных устройствах подобного типа.

Повышение быстродействия и точности измерения количества молока происходит за счет применения простых в проиэводстве малоинерционных однотипных датчиков, установленных в производстве малоинерционных однотипных датчиков, установленных в предложенном расширении молокопровода, что уменьшает нелинейность характеристики, Работа мостовой схемы на переменном токе и применение фазового детектора позволяет значительно уменьшить погрешность устройства за счет снижения дрейфануля усилительного тракта.

Предлагаемое устройство предназначено для использования в совокупности с

ЭВМ с целью обеспечения кормления каждой коровы пропорционально количеству надоенного молока в условиях привязного содержания. Это будет способствовать повышению продуктивности животных и даст значительный экономический эффект;

Формула изобретения

Тепловой измеритель количества молока, содержащий два терморезистивных датчика, установленных на измерительном участке трубопровода, усилитель переменного тока, нуль-орган и устройство управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены генератор тактовых импульсов низкой частоты, стабилизированный источник напряжения, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов высокой частоты, электронный ключ, счетчик импульсов, кодовый линеаризатор, сумматор и цифровой индикатор, а также генератор прямоугольных импульсов, фазовый детектор и диод, а

1783303

16 терморезистивные датчики выполнены в виде колец прямоугольного сечения и установлены на внутренней поверхности измерительного участка трубопровода, причем одно из колец выполнено сплошным, а 5 другое с разрезом. терморезистивные датчики электрически соединены последовательно и образуют два плеча мостовой схемы, два других плеча которой образованы резисторами, причем входы усилителя 10 переменного тока соединены с одной диагональа мостовой схемы, его выход через фазовый детектор и диод соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединен с первым выходом генератора так -5 товых импульсов низкой частоты, второй выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, а третий выход — с вторыми входами кодового линеариэатора и сумматора. входы устройства управления соединены соответственно с выходами нуль-органа и стабилизированного источника напряжения, его выход соединен с генератором прямоугольных импульсов, первый и второй выходы которого соединены с диагональю мостовой схемы, а третий — с вторым входом фазового детектора, второй вход электронного ключа соединен с выходом нуль-органа, при этом электрические выводы на сплошном кольце выполнены диаметрально противоположно, а на втором кольце — по краям разреза.

1783303

a) О

Составитель В.Дмытрив

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3,Лончакова

Редактор

Заказ 4506 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101