Система для измерения параметров двухфазных потоков

 

Использование: измерительная техника. Сущность изобретения: система содержит устройство приема информации с измерительными зондами, с генератором питания измерительных зондов, схему преобразования сигналов состояния измерительных зондов в цифровой код в каждом из каналов приема информации, устройство вывода кодов на устройство обработки данных, выполненное в виде компьютера, оснащенного интерфейсом, кабельную линию связи устройства приема информации со схемой преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код, причем генератор питания измерительных зондов кроме основного выхода импульсов с заданной частотой f₀ имеет дополнительный выход импульсов с частотой 2f₀, задержанных на 3/4 каждого полупериода от начала питающих измерительные зонды колебаний, и содержит задающий генератор 1 с частотой 4f₀, счетчик импульсов 2, дешифратор 3, логический элемент ИЛИ 4 и усилитель переменной составляющей 5, устройство приема информации снабжено N-дифференциальными усилителями 8, схема преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код в каждом из каналов приема информации выполнена в виде N-аналогоцифровых преобразователей (АЦП) 10, формирователя запуска АЦП 11 и формирователя максимальной паузы неготовности АЦП 14, устройство вывода кодов выполнено в виде (N+I) кодовых ключей 12, кодовой магистрали, инвертора кода 15 и адресного дешифратора 18, компьютер 17 и интерфейс 16 устройства обработки данных использованы в режиме обмена кодов, причем компьютер и интерфейс выбраны с тактовой частотой ввода не менее f= 2(N+I)·f₀, где N≥2 - число измерительных зондов. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при исследовании двухфазных потоков (типа жидкость-пар), а также при исследовании двухкомпонентных сред с разной проводимостью компонентов.

Известно устройство для измерения концентрации дисперсной фазы в парогазожидкостной смеси (авт. св. N 1181379, кл. G 01 N 15/00, 1984), содержащее измерительный зонд, установленный в канале с исследуемой средой, усилитель, генератор переменного тока, пересчетный прибор, дополнительный зонд, дополнительный усилитель, дискриминатор, блок деления, блок положения уровня счета, электронно-лучевой осциллограф.

Недостатком устройства является низкая точность измерений, так как одним датчиком затруднительно получить полную информацию о двухфазном потоке по всему сечению канала.

Известна также система для измерения концентрации дисперсной фазы (авт. св. N 1398592, кл. G 01 N 27/07, 1986).

Система содержит измерительный зонд, генератор переменного тока, усилитель, дискриминатор уровня, измеритель отношения частот, пиковый детектор и блок обратной связи.

Недостатком системы также является низкая точность измерений.

Известна система для измерения концентрации дисперсной фазы в парогенерирующих каналах ядерных энергетических установок. (авт. св. N 1771281, кл. G 01 N 27/12, 1989).

Система включает электроконтактный зонд, генератор переменного тока, блок синхронизации, усилитель, пиковый детектор, электронный ключ, аналоговый блок памяти, формирователь уровней, дискриминаторы уровня, блок логики, измеритель отношения частот, генератор прямоугольных импульсов, инвертор и модулятор.

Недостатком системы является также низкая точность измерений, т.к. одним датчиком затруднительно получить полную информацию о двухфазном потоке по всему сечению канала, а при перемещении датчика по сечению канала информация будет получена с большой затратой времени, что ограничивает область функционального применения системы, т.е. функциональные возможности системы ограничены.

Наиболее близкой к изобретению является система для изучения структуры двухфазной среды в экспериментах по заливу аварийной активной зоны ядерных реакторов, описанная в работе: L. Kuppers et al. Versuche zur Propfen- und Kondensationsschlagbildung bei hei stitiger Notruhleinspeisung E33 uber eine "Hutze", HDR Sicherheitsprogramm, 15, Statusbericht, Arbeitsbericht des Kernforschungszentrums Karlsruhe Nr. 05.52/91, P. 515-568. Данная разработка описана также в материалах конференции: Prasser, H. -M. Kuppers, L. May, R. Conductivity Probes for Two-Phase Flow Pattern Determination During Emergency Core Cooling (ECC) Injection Experiments at the COCO Facility (PHDR) //Proceedings of the 1. OECD (NEA) CSNI Specialist Meeting on Instrumentation to Manage Severe Accidents, GRS, Cologne, Germany, 16th 17th March 1992, P. 1-17, где содержится ссылка на использованный ранее немецкий источник, откуда и выбран прототип.

Система содержит устройство приема информации с измерительными зондами, с генератором питания зондов, схемой преобразования сигналов состояний зондов в цифровой код в каждом из каналов приема информации, устройство вывода кодов на устройство обработки данных, выполненное в виде компьютера, оснащенного интерфейсом, кабельную линию связи устройства приема информации со схемой преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код и интерфейсные модули с процессорами.

Общими признаками системы-прототипа и заявляемой системы является наличие устройства приема информации с измерительными зондами, с генератором питания измерительных зондов, схемы преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код в каждом из каналов приема информации, устройства вывода кодов на устройство обработки данных, выполненное в виде компьютера, оснащенного интерфейсом и кабельной линии связи устройства приема информации со схемой преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код.

Недостатком системы-прототипа являются низкая точность измерений и ограниченная область функционального применения, что важно в случаях, где требуется высокое быстродействие, например, для применения системы в качестве устройства защиты энергетических установок.

Низкая точность измерений и ограниченная область функционального применения обусловлены малым быстродействием системы из-за последовательного вывода информации из измерительных каналов, а также из-за большой инерционности амплитудных детекторов со сглаживающими фильтрами во входных устройствах и из-за поочередного кодирования информации отдельных каналов измерений.

Технический результат изобретения повышение точности измерений и расширение области ее функционального применения.

Технический результат при использовании предлагаемой системы достигается тем, что известная система для измерения параметров двухфазовых потоков, содержащая устройство приема информации, включающее измерительные зонды, соединенные с генератором импульсов питания измерительных зондов, схему преобразования сигналов состояния измерительных зондов в цифровой код, устройство вывода кодов на устройство обработки данных, выполненное в виде компьютера, снабженного интерфейсом, и кабельную линию связи устройства приема информации со схемой преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код, отличающаяся тем, что устройство приема информации содержит N измерительных зондов с резисторами нагрузки, где N ≥ 2, соединенных через выводы резисторов нагрузки с N дифференциальными усилителями, соответственно, при этом генератор импульсов питания измерительных зондов содержит задающий генератор с частотой 4f₀, где f₀ заданная частота, счетчик импульсов, дешифратор, усилитель переменной составляющей, на выходе которого формируются импульсы питания измерительных зонов с частотой f₀, и логический элемент ИЛИ, на выходе которого формируются импульсы с частотой 2f₀, имеющих задержку относительно начала колебаний, питающих измерительные зонды, на 3/4 каждого полупериода, причем схема преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код включает N аналогоцифровых преобразователей, формирователь запуска аналогоцифровых преобразователей и формирователь максимальной паузы неготовности аналогоцифровых преобразователей, а устройство вывода кодов содержит N кодовых ключей, кодовую магистраль, кодовый ключ контроля готовности результата аналогоцифровых преобразователей, инвертор кода и адресный дешифратор, при этом кодовые выходы N кодовых ключей и кодового ключа контроля готовности результата аналогоцифровых преобразователей связаны через кодовую магистраль и инвертор кода с приемным входом интерфейса, выход которого связан с адресным дешифратором, при этом выходы адресного дешифратора связаны со входами управления соответствующих кодовых ключей и кодового ключа контроля готовности результата аналогоцифровых преобразователей, а вход, по крайней мере, одного разряда кодового ключа контроля 3 готовности результата аналогоцифровых преобразователей подключен к выходу формирователя максимальной паузы неготовности аналогоцифровых преобразователей, каждый из N входов которого подключен к выходу сигнала готовности соответствующего аналогоцифрового преобразователя, причем выход логического элемента ИЛИ через кабельную линию связи и формирователь запуска аналогоцифровых преобразователей связан со входами запуска всех аналогоцифровых преобразователей, использованных неполярно, при этом выход задающего генератора связан со счетным входом счетчика импульсов и первым входом дешифратора, первый выход счетчика импульсов связан со вторым входом дешифратора, второй выход счетчика импульсов связан с третьим входом дешифратора и входом усилителя переменной составляющей, первый и второй выходы дешифратора подключены к первому и второму входам логического элемента ИЛИ, соответственно выход усилителя переменной составляющей связан с внешними электродами измерительных зондов и с центральными электродами измерительных зондов через соответствующие резисторы нагрузки зондов, выходы дифференциальных усилителей через кабельную линию связи подключены к входам соответствующих аналогоцифровых преобразователей, кодовые выходы аналогоцифровых преобразователей поразрядно связаны с соответствующими кодовыми ключами, причем компьютер и интерфейс выбраны с тактовой частотой ввода не менее f 2(N+1)·f₀.

При использовании заявляемой системы для измерения параметров двухфазных потоков существенно повышается ее быстродействие при параллельном контроле группой измерительных зондов энергетической, например, ядерной установки. Система обеспечивает параллельную фиксацию состояния измерительных зондов группой АЦП и организацию быстрого кодового вывода. Такие элементы системы, как кодовые ключи, инвертор кода обеспечивают быстрый вывод данных и могут в течение даже одного полупериода работы генератора обеспечить вывод данных по значительному числу измерительных каналов (при частоте генератора f₀ 3 4 кГц, например, до 16 каналов). Структура системы не содержит амплитудных детекторов со сглаживающими фильтрами, выпрямление для разных полупериодов колебаний генератора (±) обеспечивается использованием АЦП с исключением разряда знака, что позволяет получить кроме быстрого параллельного опроса измерительных каналов еще и более высокую частоту измерений по каждому каналу. Значительно увеличивается число измерений по каждой контролируемой позиции потока. Использование в качестве устройства обработки данных компьютера, снабженного интерфейсом, кодового обмена информации с выбранной тактовой частотой не менее 2(N + 1)·f₀ обеспечивает параллельный ввод кодовой информации для группы из N каналов с измерительными зондами, ее прием и обработку. В случае невыполнения условия f 2(N + 1)·f₀, за цикл опроса измерительных зондов система не обеспечит измерений по всем каналам за цикл f₀/2 полупериода генератора, при этом не будет обеспечен параллельный контроль всех контролируемых позиций. Следовательно, использование заявляемой системы позволяет повысить точность измерений и расширить область ее функционального применения.

Все изложенное, а также то, что при анализе технической и патентной литературы авторами не обнаружено сочетаний существенных признаков, аналогичных сочетаниям существенных признаков заявляемого объекта изобретения, позволяет сделать вывод, что заявляемая система для измерения параметров двухфазных потоков обладает критериями патентоспособности (новизна, изобретательский уровень и промышленная применимость).

Структура предлагаемой системы приведена на фиг. 1, где: 1 задающий генератор; 2 счетчик импульсов; 3 дешифратор; 4 логический элемент ИЛИ; 5 усилитель переменной составляющей; 6 измерительные зонды; 7 резисторы нагрузки измерительных зондов; 8 дифференциальные усилители; 9 кабельная линия связи; 10 аналогоцифровые преобразователи (АЦП); 11 формирователь запуска АЦП; 12 кодовые ключи; 13 кодовый ключ контроля готовности результата АЦП; 14 формирователь максимальной паузы неготовности АЦП; 15 - инвертор кода; 16 интерфейс; 17 компьютер; 18 адресный дешифратор.

Точками символически показаны элементы пропущенных однотипных измерительных каналов.

На фиг. 2 приведены диаграммы, поясняющие работу генератора: 2,а - штрихами показана разбивка периода генератора на 8 тактов (0 7) 2,б - импульсы задающего генератора; 2, в импульсы на выходе "2 " счетчика импульсов; 2,г импульсы на выходе "2 " счетчика импульсов; 2,д импульсы на выходе "3" дешифратора; 2, е импульсы на выходе "7" дешифратора; 2,ж - импульсы на выходе логического элемента ИЛИ; 2,з импульсы формирователя запуска АЦП; 2,и импульсы на выходе усилителя переменной составляющей.

Диаграммы в одном произвольном масштабе времени.

На фиг. 3 поясняется работа измерительных зондов: 3,а показан измерительный зонд, размещенный в отрезке трубы с циркулирующей жидкостью, включающей пузыри пара; 3,б в согласованном со скоростью v движения жидкости масштабе времени t показан сигнал, выделенный на резисторе нагрузки измерительного зонда одного из каналов приема информации.

На фиг. 4 в одном произвольном масштабе времени приведены: 4,а вид реального сигнала, полученного от измерительного зонда; 4,б штрихами показаны импульсы запуска АЦП; 4,в установление величины кода на выходе АЦП с некоторым запаздыванием t по отношению к импульсам запуска. Выход знакового разряда кода АЦП не используется. Код используется, как показано на фиг. 4,в, как сигнал модуля входной величины АЦП.

На фиг. 5 показан вывод информации в устройство обработки данных в виде компьютера с интерфейсом организации "порта" кодового обмена компьютера с устройствами системы: 5,а импульсы запуска АЦП, следующие с интервалом Т / 2. Т период частоты импульсов питания измерительных зондов; 5,б сигнал готовности результата в АЦП; 5,в точка А момент установления когда на выходе АЦП, точка В смена кода. В интервале между точками А и В значение кода сохраняется в запоминающем АЦП.

На фиг. 5,в показано значение кода первого АЦП; на фиг. 5,г второго АЦП, на фиг. 5, д третьего АЦП и т. д. 5,е значение кода АЦП под номером N; 5,ж шрихтами показаны моменты адресного запроса компьютера; 5,з - штрихами показаны моменты вывода кодов и их прием компьютером.

Точками С1, С2, С3 показаны моменты вывода значений кода АЦП в компьютер. CN точка вывода кода измерительного канала с номером N.

Как показано на диаграммах, в течение интервала времени Тг/2 может быть выведено значительное число измерений по N каналам параллельно. Все диаграммы в одном масштабе времени.

На фиг. 6 представлена конструкция измерительного зонда, где 19 - центральный электрод; 20 внешний электрод; 21 электроизолятор.

Предлагаемая система для измерения параметров двухфазовых потоков (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, связанный выходом со счетным входом счетчика импульсов 2 и первым входом "2⁰" дешифратора 3, первый выход "2¹" счетчика импульсов 2 связан со вторым входом разряда "2¹" дешифратора 3, второй выход счетчика импульсов 2 "2²" связан с третьим входом "2²" дешифратора 3, первый и второй выходы "3" и "7" дешифратора 3 поданы на первый и второй входы логического элемента ИЛИ 4, вход усилителя переменной составляющей 5 связан с вторым выходом "2²" счетчика импульсов 2, выход усилителя переменной составляющей 5 (основной выход импульсного генератора с заданной частотой f₀) первой шиной выхода связан с измерительными зондами 6, вторая шина выхода усилителя переменной составляющей 5 через резистор нагрузки измерительных зондов также связана с измерительными зондами 6, выводы резисторов нагрузки измерительных зондов 7 поканально для N измерительных каналов связаны со входами дифференциальных усилителей 8, выходы дифференциальных усилителей 8 поканально через кабельную линию 9 связи длиной, например, до 100 м связаны с измерительными входами N аналогоцифровых преобразователей (АЦП) 10, снабженных кодовыми регистрами памяти, входы запуска которых через формирователь запуска АЦП 11 и кабельную линию связи 9 связаны с выходом логического элемента ИЛИ 4, дополнительный выход импульсов импульсного генератора с частотой 2f₀, кодовые выходы N АЦП 10 связаны поразрядно с N кодовыми ключами 12, кодовый ключ контроля готовности результата АЦП 13 (N+1)-й кодовый ключ связан входом по крайней мере одного из разрядов, с выходом формирователя максимальной паузы неготовности АЦП 14, подключенного каждым из входов к выходу сигнала готовности каждого из N АЦП, кодовые выходы всех (N+1)-х кодовых ключей 12 и 13 поразрядно собраны в кодовую магистраль, связанную с кодовым входом инвертора кода 15, который поразрядно связан с кодовым входом интерфейса 16 персонального компьютера 17, интерфейс 16 используется в качестве организации "порта" обмена данных между системой и персональным компьютером 17, кодовый выход интерфейса 16 через адресный дешифратор 18 связан каждым из 1, 2, 3, N, N+1 своих входов со входами управления каждого из N+1 кодовых ключей 12 и 13 соответственно их порядковому номеру, интерфейс 16 связан с персональным компьютером 17 линиями параллельной передачи кодов в прямом и обратном направлении. Устройство приема информации находится в ограниченном удалении от контролируемого объекта, например, 30 м. Схема преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код в каждом из каналов приема информации и устройство вывода кодов расположено в непосредственной близости от устройства обработки данных. Эти устройства оснащены блоками питания, при этом выход усилителя переменной составляющей 5 основной выход импульсного генератора с заданной частотой f₀ первой шиной выхода связан с первыми внешними электродами 19 измерительных зондов 6, выполненных в виде электроконтактных датчиков с двумя коаксиально расположенными электродами, замыкаемыми через проводящую электрический ток жидкость, и размыкаемыми пузырями пара, причем вторые центральные электроды 20 измерительных зондов 6 через резисторы нагрузки измерительных зондов 7 связаны со второй шиной выхода усилителя переменной составляющей 5. Измерительные зонды 6 снабжены электроизолятором 21.

Рассмотрим работу предлагаемой системы. Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы вида "Меандр" с частотой 4f₀ (f₀ заданная частота генератора питания измерительных зондов 6). Импульсы задающего генератора 1 пересчитываются счетчиком импульсов 2 в 2 и 4 раза (фиг.2) и подаются вместе с импульсами задающего генератора 1 в дешифратор 3. Логический элемент ИЛИ 4, например диодная сборка, отбирает импульсы с выходов "3" и "7" дешифратора 3. При этом образуется (фиг.2,ж) два импульса в течение периода заданной частоты генератора f₀.

Эти импульсы использованы для запуска АЦП 10, который осуществляется при помощи формирователя запуска АЦП 11. Формирователь запуска АЦП 11 после трансляции импульсов через кабельную линию связи 9, длиной, например, до 100 м, формирует короткие импульсы с задержкой на 3/4 каждой полуволны колебаний генератора заданной частоты f₀, например, 3 4 кГц. С второго выхода счетчика импульсов 2 "2²" импульсы с заданной частотой f₀ подаются на вход усилителя переменной составляющей 5, которым подавляется постоянная составляющая используемых логических элементов, на которых реализуется схема импульсного генератора. Подавление постоянной составляющей обеспечивает надежную работу измерительных зондов 6 (их электроды 19 и 20 не разрушаются, вода при высокой температуре имеет свойства щелочи). Вместе с подавлением постоянной составляющей этот усилитель 5 обеспечивает повышение напряжения, например, до ±10 В и обеспечивает низкое выходное сопротивление. Это исключает взаимные помехи измерительных зондов 6.

Как показано на фиг.3, пароводяная смесь воды с переносимыми пузырями пара, проходя мимо электродов 19 и 20 измерительного зонда 6, создает модуляцию переменного тока в цепи. На резисторе нагрузки измерительного зонда 7 при смоченных контактах выделяется большая амплитуда колебаний, а когда контакты измерительного зонда оказываются в пузыре, электрическое сопротивление измерительного зонда 6 возрастает и амплитуда колебаний на резисторе нагрузки измерительного зонда 7 падает (фиг. 3,б).

На фиг. 4,а показано, что форма колебаний, выделяемых на резисторе нагрузки измерительного зонда 7 сильно зависит от величины паразитных емкостей измерительного зонда 6. Вода имеет высокое значение диэлектрической проницаемости, и форма сигнала сильно искажена. С формированием задержки импульсов запуска обеспечивается возможность получения более стабильных результатов измерения и преобразования информации в сигналы, а затем в цифровой код. Использование дифференциальных усилителей 8 обеспечивает выделение сигнала, изменяемого относительно нулевого уровня и обеспечивает низкое выходное сопротивление, необходимое для передачи сигнала по кабельной линии связи 9, длиной, например, до 100 м.

С выходов дифференциальных усилителей 8, например, переменного тока, сигналы измерительных зондов 6 через кабельную линию связи 9 подаются на измерительные входы всех АЦП 10. На их входы запуска поступают импульсы с выхода формирователя запуска АЦП 11. После преобразования коды фиксируются элементами памяти, например, регистрами АЦП 10. Готовность АЦП-преобразования фиксируется в АЦП 10 выдачей сигнала "готовность". Разные АЦП 10 могут иметь некоторый разброс времени готовности. Формирователь максимальной паузы неготовности АЦП 14 фиксирует максимальную паузу неготовности по всей группе АЦП 10. Эту функцию может выполнять логический элемент ИЛИ 4. Получение сигнала готовности всей группы АЦП 10 обнаруживается компьютером 17 через интерфейс 16 и через инвертор кода 15, кодовую магистраль и (N+1)-й кодовый ключ контроля готовности результата АЦП 13, после чего, как показано на фиг. 5, компьютер 17 выдает с тактовой частотой последовательность адресных кодов для каждого канала приема информации. Эта последовательность адресных кодов (фиг. 5,ж) дешифруется адресным дешифратором 18, который выдает управляющие импульсы на кодовые ключи 12 и 13. При этом компьютер 17 принимает информацию в течение полупериода T_г/2 колебаний генератора питания измерительных зондов 6 в виде последовательности значений C1, C2, C3, CN-кодов для всей группы АЦП 10 (фиг.5,в, г, д, е).

Устройство обработки данных в виде персонального компьютера 17 с интерфейсом 16 "порта" кодового обмена с системой фиксирует изменение кодовой величины по отношению к среднему уровню для каждого контролируемого измерительным зондом 6 канала, учитывает время t₁ по числу циклов вывода данных для разомкнутых пузырями контактов измерительных зондов 6 и общее время t₂ обработки (т.е. всех циклов измерений). Их отношение t₁/t₂ характеризует относительную концентрацию пара в потоке. Для измерительных зондов 6, расположенных вдоль потока, при обработке через транспортное время переноса пузырей определяется скорость или расход пароводяной смеси. По полученным концентрациям и найденному расходу для смеси определяется массовый расход компонентов пара и воды. Значительное число измерительных зондов 6, установленных, например, в коллекторе сбора потоков по каналам с подогревом, позволяет фиксировать отклонения от заданных режимов в энергосистемах. Например, выход только одного пара в канале ведет к перегреву и может привести к аварийной ситуации в энергетической установке. Система позволяет фиксировать отклонения от типовых режимов, например, в реальном масштабе времени с ограниченным временем обработки данных. Это позволяет получить сигнал предупреждения, либо сигнал на управление аварийной защиты. Число зондов N в группе выбирается от двух и более, т.к. начиная с двух зондов в известном устройстве при последовательном контроле начинает проявляться эффект бесконтрольности каналов, по которым не воспринимается информация. При большом числе зондов, например, 100, когда опрашивается один зонд, все остальные 99 окажутся бесконтрольными. По отдельному каналу на один измерительный такт придется 99 тактов с потерянной информацией, что снижает точность контроля установок и определения характеристик двухфазных потоков. Предложенная система реализует параллельный сбор информации, при этом еще и с повышенной частотой для каждого канала измерений, что повышает быстродействие и точность системы.

Значение заданной частоты f₀ задается из следующих условий: длительность полупериода T_г/2 должна быть достаточной для суммы: времени импульсного фронта сигнала измерительных зондов (t_ф), времени АЦП-преобразования (t_АЦП) и времени цикла "запрос-ответ" компьютера с интерфейсом (t_вывода). При этом f₀≅1/(t_ф + t_АЦП + N t_вывода). Компьютер и интерфейс выбраны с тактовой частотой ввода не менее f 2(N+1)·f₀.

Формула изобретения

Система для измерения параметров двухфазных потоков, содержащая устройство приема информации, включающее измерительные зонды, соединенные с генератором импульсов питания измерительных зондов, схему преобразования сигналов состояния измерительных зондов в цифровой код, устройство вывода кодов на устройство обработки данных, выполненное в виде компьютера, снабженного интерфейсом, и кабельную линию связи устройства приема информации со схемой преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код, отличающаяся тем, что устройство приема информации содержит N измерительных зондов с резисторами нагрузки, где N ≥ 2, соединенных через выводы резисторов нагрузки с N дифференциальными усилителями соответственно, при этом генератор импульсов питания измерительных зондов содержит задающий генератор с частотой 4f₀, где f₀ заданная частота, счетчик импульсов, дешифратор, усилитель переменной составляющей, на выходе которого формируются импульсы питания измерительных зондов с частотой f₀, и логический элемент ИЛИ, на выходе которого формируются импульсы с частотой 2f₀, имеющие задержку относительно начала колебаний, питающих измерительные зонды, на 3/4 каждого полупериода, причем схема преобразования сигналов состояний измерительных зондов в цифровой код включает N аналого-цифровых преобразователей, формирователь запуска аналого-цифровых преобразователей и формирователь максимальной паузы неготовности аналого-цифровых преобразователей, а устройство вывода кодов содержит N кодовых ключей, кодовую магистраль, кодовый ключ контроля готовности результата аналого-цифровых преобразователей, инвертор кода и адресный дешифратор, при этом кодовые выходы N кодовых ключей и кодового ключа контроля готовности результата аналого-цифровых преобразователей связаны через кодовую магистраль и инвертор кода с приемным входом интерфейса, выход которого связан с адресным дешифратором, при этом выходы адресного дешифратора связаны с входами управления соответствующих кодовых ключей и кодового ключа контроля готовности результата аналого-цифровых преобразователей, а вход по крайней мере одного разряда кодового ключа контроля готовности результата аналого-цифровых преобразователей подключен к выходу формирователя максимальной паузы неготовности аналого-цифровых преобразователей, каждый из N входов которого подключен к выходу сигнала готовности соответствующего аналого-цифрового преобразователя, причем выход логического элемента ИЛИ через кабельную линию связи и формирователь запуска аналого-цифровых преобразователей связан с входами запуска всех аналого-цифровых преобразователей, использованных неполярно, при этом выход задающего генератора связан со счетным входом счетчика импульсов и первым входом дешифратора, первый выход счетчика импульсов связан с вторым входом дешифратора, второй выход с третьим входом дешифратора и входом усилителя переменной составляющей, первый и второй выходы дешифратора подключены к первому и второму входам логического элемента ИЛИ соответственно, выход усилителя переменной составляющей с внешними электродами измерительных зондов и с центральными электродами измерительных зондов через соответствующие резисторы нагрузки зондов, выходы дифференциальных усилителей через кабельную линию связи подключены к входам соответствующих аналого-цифровых преобразователей, кодовые выходы аналого-цифровых преобразователей поразрядно связаны с соответствующими кодовыми ключами, причем компьютер и интерфейс выбраны с тактовой частотой ввода не менее f 2(N + 1) · f₀.

РИСУНКИ

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