Импульсный измеритель скорости изменения давления

Авторы патента:

G08C19/16 - с передачей сигналов в импульсной форме

G01L11 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью средств, не отнесенных к группе G01L 7/00 или G01L 9/00

0 и и-е-А-и-я вЂ” е

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советск их

Социалистических

Республик

" 69О346 (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.07.75(21 ) 2157578/18-10 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень Щ 37

Дата опубликования описания 10.10,79 (5 l ) M. Кл.

Я-01L 11/00

Гееударстееннвй катяпет

СССР аа делам кзабретаей и атлркткй (@2 УДК 5З1.787. .91 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Бровкин, O. А. Сафонов и H. И. Писарев (7l ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной те .

Известен импульснйй измеритель ско рости изменения давления, содержащий манометрический датчик перепада давлений с электропневмоклапаном, преобразователь перемещения мембраны и устройство дифференцирования jl3.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является импульсный то измеритель скорости изменения давления, содержащий манометрический датчик перепада давления, с электропневмоклапаном с одновибратором управления, схему дифференцирования и сглаживания пульсапий с коммутатором аналогового сигнала, соединенным со схемой управления электроприводом клапана 2) .

Недостатками известного измерителя являются низкая надежность и точность измерения.

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения.

Это достигается тем, что в импульс- . ном измерителе скорости изменения давления, содержащем манометрический датчик перепада давления с электропневмоклапаном обнуления, преобразователь перемещения мембраны датчика и напряжение, устройство дифференцирования и сглаживания пульсаций с коммутатором аналогового сигнала и одновибратор управлешш, к выходу нреобраэователя перемещения мембраны подключены последовательно включенные операционный усилитель с нелинейной обратной связью, инвертор выходного сигнала, мультивибратор и дополнительный одновибратор, выход которого подключен к входу сброс одновибратора управления, соединенного выходом с коммутатором аналогового сигнала, причем выход операционного усилителя соединен со встречно-параллельно включенными диодами инвертора выходного сигнала, выход которого подключен к одной из, шин ниташтя мультивибратора, к запускаю дему входу одновибратора управления

690346 и к запускающему входу дополнительного одновибратора, в выход мультивибратора соединен с приводом электропневмоклвпвнвe

На фиг. 1 показан один из возможных вариантов выполнения импульсного измерителя; нв фиг. 2 вЂ” эпюры напряжений, поясняющие его работу; на фиг. 3 представлены характеристики нуль-органа и инвертора. !

Импульсный измеритель скорости изменения давления содержит манометрический датчик 1 перепада давления с электропневмоклапаном обнуления 2, преобра!

5 зователь 3 перемещения мембраны датчиКа в напряжение, операционный усилитель ф с нелинейной обратной связью, инвертор 5 со встречно-параллельно включенными диодами 6, 7 и транзистором 8, ввтоколебательный мультивибратор 9 на транзисторах 10, 11 с конденсатором

12, одновибратор 13 с запускающим и сбрвсываюшим входами для управления коммутатором аналогового сигнала 14, одновибратор сброса 15 с запускающим входом, электропривод 16 пневмоклвпана обнуления, устройство дифференцирования входного сигнала 17, сглаживающий конденсатор 18, зарядный резистор 19, выходной усилитель 20, усилитель 21 электропривода пневмоклапана обнуления.

Работает описываемый импульсный измеритель следующим образом.

Предположил, что клапан обнуления 2 . закрыт и между полостями А, Б датчика

1 перепада давления имеется постоянная разность давлений. При этом на выходе преобразователя 3 появляется линейно нарастающее напряжение Qg„, угол накло- 40 нв которого к оси абсцисс пропорционален скоростиизменениядавления (фиг. 2в}. Нарастающее напряжение У@< достигает значения U вЂ” порога срабатывания операционного усилителя 4 с нелинейной обратной связью, 4s харвктеристика которого изображена на фиг. За или на выходе инвертора фиг. Зб.

При этом на одной из шин питания мультивибратора 9 скачкообразно появится напряжение питания через диод 7 и за- 50 крытый транзистор 8 или через диод 6 (см. фиг. 2б}. Транзистор 11 окажется открытым. Начнется заряд конденсатора

12, транзистор 10 вЂ” закрыт.

Формируется пауза длительностью Т/2. ss

После заряда конденсатора 12 происходит опрокидывание схемы. Транзистор 11 закрывается, в транзистор 10 открываетсявЂ” формируется импульс t, Ò j2 (фиг. 2a).

Открывается клапан 2 с электроприводом

16. Давление между полостями А, Б датчика 1 выравнивается. Напряжение преобразователя 3 становится равным нулю (фиг. 2a). Напряжение на выходе операционного усилителя и инверторв 5 (фиг.

2б) также становится равным нулю.

Мультивибратор 9 прекращает работу.

Импульс 1 закрывается. В момент прекращения импульса 1, происходит запуск . одновибратора сброса 15 (фиг. 2д). Запускающий импульс одновибратора сброса

15 изображен на фиг. 2ã.

Одновременно в момент срабатывания операционного усилителя 4 и начала формирования паузы происходит запуск одновибратора управления 13 управляющего коммутатора аналогового сигнала 14, контакт которого размыкается и отключает сглаживающий конденсатор 18 от источника входного сигнала на время импульса (фиг. 2е).

Запуск одновибратора управления 13 осуществляется импульсом с выхода инвертора 5 (фиг. 2б), а сброс вЂ” задним фронтом импульсов одновибратора сброса

15 (фиг. 2д).

Время предварения t <> (фиг. 2в) необходимо для того, чтобы снять цереходные процессы по цепям питания, возникающие при срабатывании клапана обнуления 2. Образованный таким образом входной сигнал У „дифференцируется с помощью устройства дифференцирования

17 {фиг. 2ж} и заряжает через резистор

19 сглаживающий конденсатор 18.

Во время формироввния импульса когда контакт коммутатора 14 разомкнут, сглаживающий конденсатор 18 разряжается через входное сопротивление выходного усилителя 20. При этом на выходе усилители 20 в выходном напряжении

У рх измерителя появляются пульсации

Од, величина которых зависит от длительности импульса З g (фиг. 2э), Чем короче импульс, тем пульсации меньше и кроме того меньше "мертвое время измерения .

Таким образом, электропневмоклвпан обнуления в описываемом измерителе находится значительно меньшее время под током, чем в известных устройствах аналогичного назначения, т.е. измеритель имеет более высокую надежность. Величина пульсации выходного напряжения в опи,сываемом измерителе значительно умень690346.пена в результате уменьшения времени импульсов t<, t< и введения времени предварения 1„ . Кроме того, существенно уменьшено и "мертвое время регистрацяи . Bce это повышает также и то чность измерения.

Фо рмула изобретения

Импульсный измеритель скорости изменения давления, содержащий манометрический датчик перепада давления с электрапневмоклапаном обнуления, преабраэо t5 ватель перемещения мембраны датчика в напряжение, схему дифференцирования и сглаживания пульсаций с коммутатором аналогового сигнала и однавибратор управления, отличающийся тем, 20 что, с целью повышения надежности и точности измерений, в нем к выходу преобразователя перемещения мембраны датчика в напряжение подключены последовательно включенные операционный усилитель с нелинейной обратной связью, первый выход которого соединен с входом инвертора выходного сигнала,, мультивибратор и дополнительный одновибратор, выход которого подключен к входу сброс адновибратора управления, соединенного выходом с коммутатором аналогового сигнала, причем выход инвертара подключен к запускающему входу одновибратора управления, ко второму выходу упомянутого операционного усилителя и к одной из шин питания мультивибратора, выход которого соединен с запускающим входам дополнительного одновибратора и приводом электрапневмоклапана обнуления манометрическаго датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронин Г. П., Сафонов О. А. Измерительные преобразователи скорости изменения давления. Энергии", М., 1974, с, 37-41.

2. Передовой научно-технический и производственный опыт. Ж 14-68-992/129

ГОСИНТИ, М., 1968, УДК 531.787т

:551.508.4, О. А. Сафонов, Е. А. Виноградов. Измерение скорости изменения давления (прототип) . еооапс

il!!

З Ф

, вЂ”

j, 0ду

4+ Е„ у ..Ру

/ у - . с Щд

Составитель Л. Нмкжочкина