Устройство для измерения объема газового потока
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения объема выдыхаемого воздуха морских животных. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исклфчения влияния инерционности крыльчатки при определении начала и окончания измерения, а также повышение надежности работы при одновременном упрощении устройства . Устройство для измерения объема прерывистого газового потока содержит проточный корпус, в канале которого размещена крыльчатка, связанная с оптической системой, включающей фотодатчик, соединенный с формирователем импульсов, счетчик импульсов, блок выделения времени измерения объема газового потока и блок выдачи информации. Новым в устройстве является выполнение блока выделения бремени измерения объема газового потока, содержащего временной дискриминатор, формирователи импульсов сброса и записи, счетчик тактовых импульсов, генератор тактовых импульсов, схему сравнения и схему задержки. Новым является также использование в фотодатчике инфракрасных источников излучения с фотоприемниками, обеспечивающих помехозащищенность измерения . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. k
СОЮЗ, СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
I.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (я)з А 61 В 5/091
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
I (21) 4905588/14 (22) 25.01.91 (46) 07,02.93, Бюл. N. 5 (71) Опытно-конструкторское производство
ИНСтитута физиологии им. А.А, Богомольца (72) Н.И.Филякин, Б.З.Грушевский, А.fl.Âåéöìàí и А.Г,Мисюра (56) Авторское свидетельство СССР
М 439275, кл. А 61 В 5/08, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЬЕМА ГАЗОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения объема выдыхаемого воздуха морскИх животных. Цель изобретения— повышение точности измерения за счет исклк чения влияния инерционности крыльчатки при определении начала и окончания изМерения, а также повышение надежности . работы при одновременном упрощении усИзобретение относится к устройствам для измерения объема прерывистого газовогО потока, в частности к устройствам для измерения объема выдыхаемого воздуха морских животных в реальных условиях. "
Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения влияния на результат инерционности крыльчатки. а также повышение помехозащищенности.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — график объемного расхода газа; на фиг. 3 — график скорости вращения крыльчатки датчика.,, Ы2„„1792642 А1 тройства. Устройство для измерения объема прерывистого газового потока содержит проточный корпус, в канале которого размещена крыльчатка, связанная с оптической системой. включающей фотодатчик, соединенный с формирователем импульсов, счетчик импульсов, блок выделения времени измерения объема газового потока и блок выдачи информации, Новым в устройстве является выполнение блока выделения времени измерения объема газового потока, содержащего временной дискриминатор, формирователи импульсов сброса и записи, счетчик тактовых импульсов, генератор тактовых импульсов, схему сравнения и схему задержки. Новым является также использование в фотодатчике инфракрасных источников излучения с фотоприемниками, обеспечивающих помехозащищенность измерения. 1 з,п. ф-лы, 3 ил.
ЬЭ
Устройство для измерения объема газо- (с вого потока представляет собой датчик 1 фь (первичный преобразователь) в виде проточного корпуса, в канале которого размещена крыльчатка 2, связанная с оптической системой, включающей источники инфракрасного излучения 3 и фотоприемники 4, соединенные с формирователем импульсов
5, счетчик импульсов 6, блок выделения времени измерения объема газового потока 7 и регистратор 8.
Блок выделения времени измерения объема газового потока содержит временной дискриминатор 9, вход которого соеди1792642 нен с выходом формирователя импульсов.5, Импульс записи с формирователя 10 заа выход — с входом счетчика импульсов 6, писывает состояние счетчика тактовых имВыходсчетчикаимпульсовбсоединенсвхо- пульсов 12 в схему сравнения 14. дами формирователя импульсов записи 10и Одновременно этот же импульс устанавлиформирователя импульсов сброса 11, выхо- 5 вает схему задержки 15 в нулевое положеды которого соединены со счетчиком такто- ние. В качестве схемы задержки вых импульсов 12, связанным с выходом использовалсясчетчиктактовыхимпульсов, генератора тактовых импульсов 13; - соответствующие состояния которого выдаВыход формирователя импульсов запи- ются на формирователь 11 и регистратор 8. си 10 соединен с входами схемы сравнения "0 Импульс записи с формирователя 10 за14 и схемы задержки 15, второй и третий писывает состояние счетчика тактовых имвходы которой соответственно соединены с пульсов 12 в схему сравнения 14. выходами схемы сравнения 14 и генератора Одновременно этот же импульс устанавлитактовых импульсов 13, выход которого со- вэет схему задержки 15 в нулевое положеединенсвходомсхемысравнения14. Выхо- 15 ние. После окончания импульса записи ды счетчика тактовых импульсов 12 формируются сигналы формирователем имсоединены с входами схемы сравнения 14, пульсом сброса 11. а выходы схемы задержки 15 соединены со- Выходящие с формирователя импульответственно с входами регистратора 8 и сов сброса 11 сигналы устанавливают счетформирователя импульсов сброса11. 20 чик тактовых импульсов 12 в нулевое
Другие входы регистратора 8 соедине- положение, после чего выдается сигнал ны с выходом временного дискриминатора "Разрешение счета" тактовых импульсов, 9 и выходами счетчика импульсов 6, прй поступающих от генератора тактовых имэтом один из входов "Разрешение счета" пульсов 13, счетчика импульсов 6 соединен с выходом 25 Таким образом, счетчик тактовых им-.. регистратора 8. пульсов 12 регистрирует и ромежутки времеУстройство работает следующим обра- ни между сн и t<; t< и т2; t2 и тз и т.д., Если время оборота крыльчатки равно
Газовый поток, проходящий через кор- или больше времени предыдущего оборота пус датчика 1, приводит Во вращение крыль- 30 (tn+1 tn 4+2 tn+1), схема сравнения 14 чатку 2, которая при вращении модулирует выдает на вход схемы задержки 15 сигнал, излучение, падающее на два фотоприемни- разрешающий счет тактовых импульсов от ка 4. Изменение потока излучения преобра- тенератора 13, После этого через заданное зуется в измеряемый сигнал фазовым время, определяемоетребованием кдосто- . детектором формирователя импульсов 5, 35 верности измерения, на которую влияет формирующим последовательность импуль- пульсация газового потока, схема задержки сов и определяющим направление враще- 15 выдает на формирователь импульсов н и я крыл ьчатки и, соответственно, сброса 11 запрещающий сигнал (п +1 — 1п < направление движения газового потока. С Состояние "0" счетчика импульсов 6 ус- задержки подается на регистратор 8, кототанавливает всю систему s исходное состо- 50 рый сначала фиксирует значение счетчика 6 яние. Первый сигнал, поступающий на (конец измерения Т ), затем выдает резульсчетчик импульсов, соответствует началу от- тат измерения на внешние устройства, насчета (время Ь).. пример, регистрирующие, интегрирующие, После одного оборота крыльчатки сиг- ЭВМ и др., после чего устанавливает счетнал со счетчика импульсов 6, кратный числу 55 чик импульсов 6 в нуль и схема устанавливамодуляционных отверстий крыльчэтки, по- ется в исходное состояние. ступает на вход формирователя импульсов Следовательно, счетчик 6 регистрирует записи 10 и формирователя импульса сбро- импульсы от крыльчатки 2 только зэ время са 11 (время t>...ь). измерения Т,® = tg — t>. 1792642 Перед началом следующего измерения блоки устройства приводят в исходное положение следующим образом: после установки счетчика 6 в нулевое положение сигнал с него снимает блокировку формирователя импульсов сброса 11 и счетчика 12. При этом сигналом с формирователя импульсф записи 10 схема задержки 15 устанавливается в нулевое положение. Когда крыльЧатка затормозится, частота импульсов с формирователя 5 станет меньше заданной(в < 04), временной дискриминатор 9 не пропускает сигналы на счетчик 6 и одновременно выдает сигнал на регистратор 8, ответный сигнал с которого разблокирует счетчйк 6. Формула изобретения 1. Устройство для измерения объема газового пОтока, содержащее проточный кор- пус датчика, в канале которого размещена крыльчатка с оптической системой, включающей в себя фотодатчик, соединенный с формирователем импульсов, счетчик имnynbcde, блок выделения времени и регистI ратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения влияния на результат инерционности крыльчатки, блок выделения времени включает в себя временной дискриминатор, вход кЬторбго соединен с выходом формирователя импульсов и входом счетчика импульс в, а выход — с первым входом разрефения счетчика импульсов и первым входом регистратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходами и вторым входом разрешения счетчика импульсов. последовательно соединенные 1 формирователь импульсов записи, схему сравн ния и схему задержки, первый выход Устройство готово к следующему измерению. Устройство используется для измерения объема выдыхаемого воздуха морских 5 ®ивотных в составе аппаратуры для физиологического контроля биообъектов. Конструкция датчика проста в изготовлении и надежна в эксплуатации. Использование в фотодатчике устройст10 ва инфракрасного источника излучения с фотоприемниками позволяет повысить точность измерения объема прерывистого газового потока за счет уменьшения влияния водной среды на фотоизмерительный канал, 15 а также за счет измерения объема выходов млекопитающих животных, как на поверхности, так и под водой. которой соединен с входом разрешения регистратора, вход установки нуля — с выходом формирователя импульсов записи, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, выход которого также подключен к второму входу схемы задержки и второму входу схемы сравнения, и счетчик тактовых импульсов, выход которого соединен с третьим входом схемы сравнения, вход уетановки нуля и вход разрешения — с соответствующими выходами формирователя импульсов сброса, первый вход .которого подключен к второму выходу счетчика импульсов и к входу формирователя импульсов записи, а второй вход— к второму выходу схемы задержки. 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, фотодатчик включает в себя инфракрасный источник излучения с фотоприемниками, соединенными с формирователем импульсов. включающим в себя фазовый детектор. 1792642 Фи Я Составитель Н,Филякин Техред М.Моргентал Корректор С Лекарь Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 465 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
