Устройство для определения объемного расхода жидкости

 

Использование: в информационно-управляющих системах. Сущность: устройство для определения объемного расхода жидкости содержит: одну емкость (1), один датчик уровня (2), один клапан (3), один источник сжатого газа (4), один редуктор (5), один турбинный преобразователь (6), один преобразователь частота-паз (7), один вычислитель (8), один блок усреднения (9), один блок измерения объемного расхода /10/, один ключ /11/, два элемента ИЛИ /12, 13/, один элемент И /14/, один блок оперативной памяти /15/, один блок деления чисел /16/, один регистратор /17/, один элемент задержки /18/, один счетчик импульсов /19/, один блок постоянной памяти /20/, один вычислитель коэффициентов аппроксимации /21/ и один блок управления /23/. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в информационно-управляющих системах, предусматривающих измерение расхода жидкости, подаваемой в потребители из раздаточных емкостей.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схемы преобразователя частота-код, вычислителя текущих значений объемного расхода и блока усреднения; на фиг. 3 - схема блока измерения объемного расхода; на фиг. 4 - схемы вычислителя коэффициентов аппроксимации и блока управления с их основными структурными связями; на фиг. 5-8 - временные диаграммы, поясняющие принцип действия основных схемных элементов устройства.

Устройство содержит емкость 1 с жидким продуктом, в которую установлен датчик 2 уровня и снабженную клапаном 3, смонтированным на выходной магистрали, соединяющей емкость 1 с потребителями, источник 4 сжатого газа, редуктор 5 давления газа, турбинный преобразователь 6 расхода (ТПР), преобразователь 7 частота-код, вычислитель 8 текущих значений объемного расхода, блок 9 усреднения, блок 10 измерения объемного расхода, ключ 11, элементы ИЛИ 12, 13, элемент И 14, блок 15 оперативной памяти (ОЗУ), блок 16 деления, регистратор 17, элемент 18 задержки, счетчик 19 импульсов, блок 20 постоянной памяти, вычислитель 21 коэффициентов аппроксимации и блок 22 управления. Позицией 23 обозначен информационный выход устройства, на который выводятся текущие значения объемного расхода жидкости.

Для измерения расхода жидкости на мерных участках использован датчик 2 уровня дискретного типа, основу которого составляют емкостные индикаторы 24-1. . . 24-n, равномерно расположенные по высоте уровнемера 2.

Преобразователь 7 частота-код рассчитан на измерение длительностей двух периодов входной частоты F_x и содержит (фиг. 2) формирователь 25 импульсов, I-К триггер 26, D-триггер 27, два счетчика импульсов 28 и 29, генератор 30 эталонной частоты f_э, ключ 31, элемент 32 памяти, регистр 33 и элемент задержки 34.

Схема вычислителя 8 составлена с учетом определения текущих значений Q_i секундного объемного расхода жидкости по уравнению проливочной характеристики ТПР 6 вида Q_i = B₁F_xi + B₀, (1) где F_xi - текущее значение частотного сигнала, формируемого ТПР; В₁, В₀ - постоянные (аппроксимирующие) коэффициенты, и содержит генератор 35 тактовых импульсов, элемент И 36, счетчик 37 импульсов, преобразователь 38 кодов (ПЗУ), D-триггер 39, элемент 40 памяти, блок 41 деления кодов, умножитель 42 и сумматор 43 чисел, регистр 44 и элемент ИЛИ-НЕ 45.

Если уравнение (1) проливочной характеристики ТПР задается в виде полинома 2-ой степени, то вычислитель 8 должен дополнительно содержать два умножителя и сумматор чисел.

Блок 9 выполнен, например, по схеме двухступенчатого усреднения текущих значений объемного расхода жидкости и включает делитель 46 частоты и два вычислителя 47-1, 47-2, каждый из которых содержит сумматор 48, накапливающий регистр 49, субблок 50 деления чисел, элемент ИЛИ 51, счетчик 52 импульсов и два элемента задержки 53, 54.

Применительно к измерению уровня жидкости в емкости 1 одним датчиком блок 10 содержит (фиг. 3) преобразователь 55 дискретных сигналов в двоичный код, первый регистр 56, субблок 57 сравнения кодов, первый элемент И 58, элемент задержки 59, таймер 60, включающий, например, счетчик 61 времени, генератор 62 временных импульсов, ключ 63 и элемент НЕ 64, задатчик 65 длительности мерных участков, субблок 66 элементов совпадения, задатчик 67 градуировочной характеристики датчика уровня, D-триггеры 68. . . 70, второй элемент задержки 71, второй элемент И 72, I-К триггер 73, счетчик 74 импульсов, коммутирующий элемент 75, элемент ИЛИ 76, генератор 77 тактовых импульсов, ключ 78, второй счетчик 79 импульсов, преобразователь 80 кодов (ПЗУ), второй - пятый регистры 81. . . 84, вычитатели чисел 85, 86 и субблок 87 деления чисел.

Вычислитель 21 коэффициентов аппроксимации и блок 22 управления включают соответственно (фиг. 4) регистр 88, умножитель 89 чисел, ключи 90, ПЗУ 91, счетчик 92 импульсов, генератор 93 тактовых импульсов, элемент И 94, триггер 95 и ключ 96.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии клапан 3 закрыт, емкость 1 заполнена жидким продуктом в количестве, достаточном для выполнения запланированного цикла технологических операций. Источник 4 наполнен сжатым газом и с помощью редуктора 5 в емкости создано некоторое избыточное давление, которое в дальнейшем поддерживается постоянным. Ключи 11, 63, 78, 90 и 96 разомкнуты, все счетчики обнулены, элементы И 36, 58, 72 и 94 закрыты. На входы элемента И 14 поступают сигналы высокого уровня и он находится в открытом состоянии. Ячейки памяти блока 15, регистратора 17, а также регистры, входящие в состав блоков 7. . . 10 и 21, содержат произвольную информацию. В задатчик 65 блока 10 записана последовательность уставок t_н1, t_к1, t_н2, t_к2, t_н3, t_к3 и т. д. , например, в виде двоичных кодов, соответствующих началу и окончанию мерных участков, в пределах которых должны быть измерены усредненные секундные расходы жидкого продукта, подаваемого в потребители, причем кодовая уставка t_н1, загруженная по нулевому (начальному) адресу этого задатчика, выведена на его информационный выход. В задатчик 67 считана градуировочная характеристика уровнемера 2, как функция объема V_j емкости 1 от выходного кода КОDV_j преобразователя 55, где j означает порядковый номер индикатора 24 (j = 1, 2, 3, . . . , n). При этом за базовый принят уровень жидкости, приходящийся на n-й индикатор уровнемера, т. е. V_n = 0.

Блок 20 имеет три раздела памяти, адресы которых отличаются содержимым старших разрядов А_{ст1, 2} его адресного входа АDR. В первый раздел (А_СТ1,2 = 0) записаны величины поправочных коэффициентов К_q1, K_q2, K_q3 и т. д. , соответствующих запланированным режимам работы потребителей, а во 2-1 и 3-1 разделы - коэффициенты В₁, В₀ проливочной характеристики (1) ТПР 6. Если этот расходомер установлен впервые и фактические значения коэффициентов уравнения (1) еще неизвестны, то К_qна всех режимах принимают равным 1.

Блок 15 имеет два раздела памяти, заполняемых соответственно фактическими значениями коэффициентов В₁ и В₀.

Поскольку преобразователь 7 измеряет длительность двух периодов входной частоты F_x, то в элемент памяти 40 вычислителя 8 записывают код, соответствующий удвоенному значению эталонной частоты f_э, вырабатываемой генератором 30.

ПЗУ 38, 80 и 91 запрограммированы таким образом, что в исходном состоянии сигналы высокого уровня сформированы на их следующих выходах: Q₂ в ПЗУ 38, Q₀ и Q₆ в ПЗУ 80 и Q₂, Q₅, Q₆ в ПЗУ 91. На остальных выходах этих блоков установлены сигналы низкого уровня (логические "0").

В общем случае технологический процесс может быть начат с любого уровня жидкости в емкости 1, поэтому на выходе преобразователя 55 установлен код, соответствующий порядковому номеру того индикатора, чувствительные элементы которого находятся непосредственно над зеркалом жидкости. Например, емкость заполнена до 2-го индикатора уровнемера 2. В этом случае на выходе преобразователя 55 сформирован код 0000010, который записан в регистр 56. Сигнал на выходе блока 57 отсутствует. Он появляется только лишь в том случае, когда код КОDV_j, считываемый с выхода преобразователя 55, превысит по величине кодовое значение измерительного сигнала КОDV_j-1, хранящегося в регистре 56.

Перед включением устройства в работу в блок 15 оперативной памяти вводят фактические значения коэффициентов В₁, В₀ уравнения (1). Для этого кратковременно замыкают ключ 96 блока 22, вследствие чего его триггер 95 переводится в единичное состояние, открывается элемент И 94 и импульсы напряжения с тактовой частотой f_т, вырабатываемой генератором 93, начинают поступать в счетчик 92, циклически считывая содержимое ПЗУ 910 рассчитанное на формирование следующей серии управляющих команд: - первые две команды, возбуждаемые на выходах Q₂ и Q₃, адресуются соответственно на вход CS блока 20 и управляющий вход регистра 88 и предназначены для вывода из этого блока кодового значения коэффициента К_q1, хранящегося в его памяти по нулевому (начальному) адресу, и его записи в регистр 88 (момент времени τ₁на диаграмме фиг. 5); - две следующие команды, формируемые на выходах Q₀ и Q₂ ПЗУ 91, организуют вывод из блока 20 коэффициента В₁, хранящегося в его 2-м разделе памяти (для выборки этого раздела на вход А_ст.1 старшего разряда адреса в момент времени τ₂ подается единичный сигнал с выхода Q₀); - по пятой команде, возбуждаемой на выходе Q₄ в момент времени τ₃, запускается умножитель 89, который считывает в свою регистровую память значение коэффициента В₁, а затем умножает его на К_q1: B₁ = K_q1B₁; (2) - через интервал времени, достаточный для выполнения этих вычислений, последовательно форсируются сигналы активно низкого уровня на выходах Q₅ и Q₆ ПЗУ 91, по которым открываются ключи 90, блок 15 переводится в режим записи и полученный результат считывается в его первый раздел памяти по нулевому (начальному) адресу; - команды Q₀, Q₁, Q₂, возбуждаемые в момент времени τ₄, являются командами обращения к 3-му разделу памяти блока 20 для вывода коэффициента В₀ и последующего вычисления произведения B₀₁ = K_q1B₀; (3)
- командами Q₅ и Q₆ полученный результат считывается во 2-й раздел памяти блока 15 (А_СТ= 1) по нулевому (начальному) адресу;
- команда Q₁ адресуется в том числе и на 2-й вход элемента ИЛИ 13, поэтому при ее снятии в счетчик 19 записывается первая 1;
- импульс напряжения, возбуждаемый на последнем выходе ПЗУ 91, производит обнуление счетчика 92, обеспечивая безусловный переход на нулевой адрес микропрограммы ПЗУ 91, после чего начинается формирование 2-го цикла управляющих команд, по которым из блока 20 последовательно выводятся коэффициенты К_q2, B₁, B₀, а вычислитель 21 определяет их произведения
B_III = K_q2B₁; B_ОП = К_q2B₀.

Полученные результаты считываются соответственно в 1-й и 2-й разделы памяти блока 15 по адресу, увеличенному относительно начального на 1.

Дальнейшая загрузка блока 15 осуществляется аналогичным образом, при этом в его память последовательно вводятся фактические значения всех коэффициентов уравнения (1), включая В_1М, В_0М, которые будут использованы при вычислении секундного расхода жидкого продукта на последнем режиме работы потребителей. По заполнению счетчика 19 на его выходе переноса возбуждается импульсный сигнал, по которому обнуляется триггер 95, закрывая элемент И 94, а сам счетчик 19 возвращается в исходное состояние.

После подачи команды на открытие клапана 3 жидкий продукт начинает поступать в потребители, раскручивая крыльчатку ТПР 6, вследствие чего на его выходе начинают формироваться импульсные сигналы с частотой F_x, пропорциональной секундному расходу жидкости, поступающие в блок 7, где они следующим образом преобразуются в последовательность информационных кодов. Например, в произвольный момент времени τ₁ (фиг. 6) ключ 31 находится в верхнем по схеме (фиг. 2) положении и счетчик 29 заполняется импульсами эталонной частоты f_э, вырабатываемыми генератором 30. При поступлении на вход преобразователя очередного сигнала F_x (момент времени τ₂) I-К триггер 26, а затем и D-триггер 27 устанавливаются в единичное состояние и посредством ключа 31 подсоединяют выход генератора 30 к вычитающему входу счетчика 28. Последний начинает работать в режиме вычитания, а счетчик 29 останавливается и его содержимое (КОDN_i) переписывается в регистр 33. Через интервал времени Δτ, равный настройке элемента 34 задержки и достаточный для заполнения регистра 33 новыми данными, на его выходе формируется сигнал активно низкого уровня, по которому в счетчик 29 переписывается код N₀ начальной уставки, хранящийся в памяти элемента 32. При считывании содержимого счетчика 28 до нуля (момент времени τ₃) на его выходе возбуждается сигнал переноса в виде логического 0, адресуемый на R-вход триггера 27 и на свой S-вход. По этой команде D-триггер обнуляется, возвращая ключ 31 в исходное состояние, а в счетчик 28 переписывается код начальной уставки N₀. Далее вновь задействуется в работу счетчик 29, причем заполнение его содержимого осуществляется не с нуля, а с учетом начального кода и измерительный цикл повторяется. За счет включения в схему I-К триггера 26 накопление счетчиком 29 импульсов эталонной частоты f_э производится в течение двух периодов Т_х входного сигнала, причем делается это с весьма высокой точностью, поскольку на время его переключения в работу задействуется второй счетчик 28.

В режим измерения устройство включают замыканием ключа 11, например, через некоторое время после открытия клапана 3, достаточное для заполнения жидким продуктом выходной магистрали, соединяющей потребители с емкостью 1. Потенциальный сигнал с выхода этого ключа поступает в два адреса - в таймер 60 блока 10, где он с помощью генератора 62 и счетчика 61 организует отсчет времени технологического цикла, и в блок 8 - для запуска схемы вычисления текущих значений объемного расхода жидкости. Последняя функционирует следующим образом (фиг. 2 и 7).

После включения элемента И 36 импульсы напряжения с тактовой частотой f_т, выделяемой генератором 35, начинают заполнять счетчик 37, который считывает содержимое ПЗУ, запрограммированное на формирование 7-ми управляющих команд. А именно:
- 1-я команда, возбуждаемая на выходе Q_o этого ПЗУ, запускает в работу блок 41 деления - сначала в его регистры записываются текущее значение информационного кода KODN_i, установленного на выходе преобразователя 7, и кода числа 2f_э, а затем выполняется операция деления, эквивалентная вычислению частоты F_x входного сигнала:
F= (4)
- если время формирования команды Q_o совпадает с моментом записи в регистр 33 преобразователя 7 нового информационного кода, что может привести к вводу в блок 41 искаженных данных, то триггер 39 переводится в единичное состояние, устанавливая сигнал высокого уровня на входе А₆старшего адресного разряда ПЗУ 38;
- по этому признаку ПЗУ 38 в момент времени τ₁формирует дублирующую команду Q_o для повторного запуска блока 41 с целью получения безошибочного результата при вычислении частоты F_xi;
- 2-я и 3-я команды Q₂ и Q₃ предназначены для вывода из блока 15 коэффициента В₁₁ и запуска умножителя 42 для вычисления произведения В₁₁и F_xi (момент времени τ₂);
- следующие три команды, последовательно возбуждаемые на выходах Q₁, Q₂ и Q₄ GPE 38, организуют вывод из 2-го раздела памяти блока 15 (А_ст. = 1) коэффициента В₀₁, суммирование его с вышеуказанным произведением В₁₁F_хi и запись полученного результата в регистр 44:
Q_i = B₁₁F_xi + B₀₁; (5)
- последняя команда (Q₅) через элемент ИЛИ-НЕ 45 производит обнуление счетчика 37 и соответственно микропрограммы ПЗУ 38.

Вычисление текущих значений Q_i секундного расхода жидкости на 2-м и последующих циклах осуществляется аналогичным образом, а получаемые при этом результаты выводятся на информационный выход 23 устройства и используются, например, в системе регулирования в качестве сигнала обратной связи для поддержания величины данного параметра в заданных пределах.

По мере опорожнения емкости 1 начинают срабатывать индикаторы 24-3, 24-4, 24-5 и т. д. уровнемера 2 и на выходе преобразователя 55 блока 10 последовательно формируются коды 0000011, 0000100, 0000101 и т. д. , которые следующим образом видоизменяют состояние схемы устройства (фиг. 3 и 8):
- при появлении каждого нового информационного кода, например КОDV_j, на выходе субблока 57 выделяется единичный сигнал, который через открытый элемент И 58 транслируется на информационный вход D-триггера 68;
- по заднему фронту очередного временного импульса (момент времени τ₁) триггер 68 устанавливается в единичное состояние, организуя с помощью элемента 71 задержки импульс напряжения для записи в регистр 81 кода текущего времени t_j, относящегося к моменту прохождения уровнем жидкости j-го индикатора;
- через интервал времени Δ τ, равный настройке элемента 59 задержки, на его выходе появляется импульсный сигнал, по которому информационный код КОDV_j фиксируется в регистре 56 и снимается сигнал несравнения с выхода субблока 57;
- на выходе задатчика 67 устанавливается число, соответствующее объему V_j жидкости между элементами 24-j и 24-n уровнемера 2.

Срабатывание остальных индикаторов фиксируется аналогичным образом, при этом каждый раз обновляется содержимое регистров 56, 81 и на выходах задатчика 67 формируется новая информация, относящаяся к количеству жидкости, оставшейся в емкости 1.

Субблок 66 контролирует начало и окончание мерных участков. При совпадении кодов текущего времени t_i и начальной уставки t_н1 задатчика 65 на выходе этого субблока, например, в момент времени τ₂, появляется импульсный сигнал, который запоминается D-триггером 69 и одновременно обнуляет элементы 49, 52 вычислителя 9. Триггер 69 устанавливает единичный сигнал на D-входе другого триггера 70, переключая схему в режим ожидания очередного срабатывания уровнемера 2. При поступлении в него новой измерительной информации, преобразуемой блоком 55 в код КОDV_j+1 (момент времениτ₃ ), схема устройства принимает следующий вид:
- в регистры 56 и 81 записываются соответственно коды КОDV_j+1 и KODt_j+1;
- D-триггер 70 устанавливается в единичное состояние и замыкает ключ 78, задействуя в работу счетчик 79 и ПЗУ 80;
- последний формирует 3 управляющие команды, первая из которых с выхода Q₁ поступает на суммирующий вход счетчика 74 и записывает в него 1-ю единицу, вследствие чего на выход задатчика 65 выводится код КОDt_k1окончания 1-го мерного участка;
- 2-я команда с выхода Q₂ (момент времени τ₃) адресуется на управляющие входы регистров 82, 83 и считывает в них соответственно коды КОDt_j+1 и KODV_j+1;
-3-я команда производит обнуление счетчика 79 и D-триггеров 69, 70;
- при снятии сигнала с выхода триггера 69 I-К триггер 73 переключается в единичное состояние, устанавливая сигнал высокого уровня на входе А6 ПЗУ 80 и подготавливая к открытию элемент И 72 (момент времени τ₄).

Одновременно с этим задействуется в работу вычислитель 9. На его информационный вход поступает последовательность текущих значений Q_iсекундного расхода жидкости, а на управляющий вход - импульсные сигналы, возбуждаемые на выходе Q₄ ПЗУ 38 синхронно со сменой информационных кодов КОDQ_i. Поскольку частота их формирования может быть сравнительно большой, а длительность мерных участков может составлять десятки и более минут, то для исключения переполнения разрядной сетки накапливающего регистра 49 и сумматора 48 в схеме предусмотрен делитель 46 частоты и введено двухступенчатое усреднение. Вычислитель 47-1 определяет секундный расход жидкости в течение небольшого отрезка времени, задаваемого счетчиком 52 через число m просуммированных кодов Q_i. По заполнению этого счетчика на его выходе переноса возбуждается импульсный сигнал, по которому окончательный результат, равный отношению
Q= , (6) считывается с выхода субблока 50 деления чисел и передается во 2-й вычислитель 47-2, где он суммируется с предыдущими значениями, а получаемая сумма каждый раз делится на число d введенных кодов Q_iср.m:
Q= . (7)
Мерный участок приходится, как правило, на постоянный режим работы потреби телей, в течение которого секундный расход жидкого продукта из емкости 1 меняется незначительно. По его окончании на выходе субблока 66 формируется второй импульсный сигнал (момент времени τ₅на диаграмме фиг. 8), по которому D-триггер 69 вновь устанавливается в единичное состояние, и поскольку элемент И 72 подготовлен к открытию, включается D-триггер 70, замыкая ключ 78 и задействуя в работу счетчик 79 с ПЗУ 80. Последний (с учетом единичного сигнала на входе А₆ старшего адресного разряда) формирует 6-ть управляющих команд для выполнения следующей серии вычислительных операций:
-1-я команда в виде логического "0" с выхода Q_o ПЗУ 80 поступает на вход элемента И 58 и закрывает его, запрещая тем самым ввод новой информации в регистры 56 и 81 до окончания вычислительных процедур;
- на выходе вычитателя 85 фиксируется код, соответствующий освободившемуся объему ΔV₁ емкости 1, заключенному между расчетными индикаторами датчика 2, т. е.

ΔV₁= V_j+1-V (8) где V_j+1 - начальный объем продукта в емкости, зафиксированный датчиком 2 после формирования временной метки t_н1 и хранящийся в регистре 83;
V- остаточный объем жидкого продукта, считываемый с выхода задатчика 67;
z₁ - количество индикаторов, сработавших на 1-м мерном участке;
- на выходе другого вычитателя 86 устанавливается код, эквивалентный интервалу времени Δt₁ между срабатываниями расчетных индикаторов:
Δt₁= t-t_j+1 (9)
- 2-я команда формируемая на выходе Q3 ПЗУ 80 в момент времени τ₆, запускает субблок 87, который вычисляет секундный объемный расход Qср1 жидкого продукта на первом мерном участке
Q= (10)
- 3-я команда (Q₄) предназначена для считывания полученного результата в регистр 84;
- 4-я команда с выхода Q₁ адресуется на суммирующий вход счетчика 74 и увеличивает его содержимое на 1, вследствие чего на выходе задатчика 65 устанавливается код временной уставки t_н2, относящийся к началу 2-го момента участка;
- 5-я команда (Q₅) запускает блок 16, который определяет величину поправочного коэффициента К_q1:
K= ; (11)
- одновременно эта команда поступает на вход обнуления вычислителя 8, где она устанавливает в исходное состояние его схемные элементы 37, 38, 39, и счетный вход счетчика 19 (через элемент ИЛИ 13), записывая в него 1-ю единицу и подготавливая тем самым блок 15 к выводу из его памяти информации о величине коэффициентов В_1П и В_0П;
- кроме того, по этой же команде вычисленные значения секундного расхода Q_iср.I, Q_ср.1 жидкости и коэффициента К_q1 переписываются в регистратор 17.

Второй и последующие мерные участки организуются после программной перестройки режима работы потребителей и соответствующего измерения скорости опорожнения емкости 1. При этом информация о величине объема жидкости, фиксируемая датчиком 2 в начале каждого мерного участка, и времени срабатывания соответствующего индикатора, записывается в регистры 82, 83, а вычисление параметров Q_cр.(П. . . м), К_q(2. . . м) производится аналогично описанному выше с записью получаемых результатов в регистратор 17 по адресам, устанавливаемым счетчиком 74.

Устройство выключается из работы по завершению запланированного цикла технологических операций размыканием ключа 11 одновременно с подачей команды на закрытие клапана 3.

Данные, зафиксированные регистратором 17, анализируют и при необходимости сопоставляют с результатами измерений на предыдущих работах. При этом, если ТПР 6 был установлен впервые, то при подготовке устройства к очередному технологическому циклу в блок 20 постоянной памяти вводят значения поправочных коэффициентов K_q1, K_q2 и т. д. , полученные вышеуказанным образом. В дальнейшем они подлежат коррекции только лишь в тех случаях, когда секундные расходы жидкости, измеренные датчиком 2 и ТПР 6, по каким-либо причинам будут отличаться друг от друга выше установленного допуска, а коэффициенты К_q, полученные по соотношению (11), не будут равны.

Таким образом в данном устройстве вычисление текущих значений объемного расхода жидкости осуществляется по проливочной характеристике ТПР, коэффициенты аппроксимации которой уточнены по результатам измерения этого параметра, выполняемым с помощью дискретного датчика уровня, имеющего более высокие точностные данные. Можно считать, что этот датчик по отношению к ТПР является образцовым средством измерения, установленным на рабочем месте и учитывающим его реальные условия эксплуатации. За счет этого погрешность измерения ТПР становится сопоставимой с погрешностью измерения датчика уровня, т. е. уменьшается в несколько раз.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ЖИДКОСТИ, содержащее последовательно соединенные турбинный преобразователь расхода и преобразователь частота - код, подключенный группой информационных выходов и синхронизирующим выходом к соответствующим входам вычислителя текущих значений объемного расхода, группа информационных выходов которого является выходом устройства, счетчик импульсов, подключенный информационными выходами к адресным входам соответственно блока постоянной памяти и блока оперативной памяти, а выходом переполнения соединенный со своим входом сброса, а также датчик уровня, блок деления и ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок измерения объемного расхода, блок усреднения, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, блок управления, вычислитель коэффициентов аппроксимации, элемент задержки и регистратор, при этом вход разрешения записи регистратора через элемент задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, управляющим входом блока деления, входом обнуления вычислителя текущих значений объемного расхода и с первым управляющим выходом блока измерения объемного расхода, подключенного входом запуска к входу запуска вычислителя текущих значений объемного расхода и соединенного через ключ с шиной источника питания, первой группой информационных входов соединенного с выходами датчика уровня, вторым управляющим выходом подключенного к первому входу блока усреднения, а первой и второй группами информационных выходов соединенного соответственно с группой адресных входов и первой группой информационных входов регистратора, вторая и третья группы информационных входов которого подключены соответственно к выходам блока усреднения и блока деления, первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к второй группе информационных выходов блока измерения объемного расхода и к группе выходов блока усреднения, соединенного группой информационных входов с выходом устройства, а вторым входом подключенного к первому управляющему выходу вычислителя текущих значений объемного расхода, второй и третий управляющие выходы которого соединены соответственно с первым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом элемента И, выходом подключенного к входу выбора кристалла блока оперативной памяти, вход старшего разряда адреса которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, информационные входы-выходы блока оперативной памяти объединены с второй группой информационных входов вычислителя текущих значений объемного расхода и подключены к выходу вычислителя коэффициентов аппроксимации, соединенного группой информационных входов с выходами блока постоянной памяти, выход переполнения счетчика импульсов подключен к входу блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым старшим разрядом адресной группы входов блока постоянной памяти, его второй выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым старшим разрядом адресной группы входов блока постоянной памяти, третий выход соединен с входом выбора кристалла блока постоянной памяти, четвертый и пятый выходы соответственно с первым и вторым управляющими входами вычислителя коэффициентов аппроксимации, шестой выход соединен с третьим управляющим входом этого вычислителя и входом разрешения записи блока оперативной памяти, а седьмой выход соединен с вторым входом элемента И.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения объемного расхода содержит преобразователь дискретных сигналов в двоичный код, вход которого соединен с информационным входом блока, субблок сравнения кодов, первый, второй третий и четвертый регистры, первый и второй элементы И, первый и второй элементы задержки, таймер, задатчики длительности мерных участков и градуировочной характеристики датчика уровня, субблок элементов совпадения, первый, второй и третий D-триггеры, JK-триггер, элемент ИЛИ, первый и второй счетчики импульсов, генератор тактовых импульсов, преобразователь кодов, первый и второй вычитатели чисел и субблок деления чисел, выход которого через пятый регистр соединен с вторым информационным выходом блока, при этом выход преобразователя дискретных сигналов в двоичный код соединен с первым входом субблока сравнения кодов и с информационным входом первого регистра, выход которого соединен с вторым входом субблока сравнения кодов и через задатчик градуировочной характеристики датчика уровня - с входом четвертого регистра и первым входом первого вычитателя чисел, выход субблока сравнения кодов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к информационному входу первого D-триггера и через первый элемент задержки - к входу разрешения записи первого регистра, информационный выход таймера соединен с первым входом субблока элементов совпадения и через второй регистр - с первым входом второго вычитателя чисел и входом третьего регистра, выход временных импульсов таймера соединен с синхронизирующим входом первого D-триггера, выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра, к первому входу элемента ИЛИ и через второй элемент задержки - к своему входу обнуления, выходы первого счетчика импульсов соединены со счетным выходом блока и через задатчик длительности мерных участков - с вторым входом субблока элементов совпадения, выход которого соединен с вторым управляющим выходом блока, синхронизирующим входом второго D-триггера и через второй элемент И - с вторым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к синхронизирующему входу третьего D-триггера, информационный вход второго D-триггера соединен с источником единичного сигнала, а его выход подключен к информационному входу третьего D-триггера и через JK-триггер - к второму входу второго элемента И и входу старшего разряда адреса преобразователя кодов, другие адресные входы которого подключены к выходам второго счетчика импульсов, выход третьего D-триггера соединен с управляющим входом ключа, выходы третьего и четвертого регистров соединены с вторыми входами вычитателей чисел соответственно, выходами подключенные к первому и второму входам субблока деления чисел, а выходы преобразователя кодов соединены соответственно с вторым входом первого элемента И, со счетным входом первого счетчика импульсов, с входами разрешения записи третьего и четвертого регистров, управляющим входом субблока деления чисел, первым управляющим выходом блока и с входами обнуления второго, третьего D-триггеров и второго счетчика импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8