Устройство для контроля объемного и массового расхода

 

с

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 280678 (21) 2643876/18-24 (51) М. Кл.

G 06 F 15/46 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15,07.80. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621. 996..66(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Б. Смоленский и П.И. Маненьков

Казахский государственный научно-исследовательский и проектный институт не тян и п омышленно ти (71) Заявитель ф о р с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОРЬЕМНОГО

И МАССОВОГО РАСХОДА

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в информационно-измерительной технике, в частности для создания систем автоматического контроля массового и объемного расхода жидкостей, газов и газожидкостных смесей.

Известно устройство, содержащее делитель частоты, ключи, формирова- 10 тель временны:с интервалов, счетчики температуры, давления, результата и вычитания, схемы сравнения, схему совпадений (1J .

Устройство предназначено для вычисления расхода газа и не может быть йспользовано для контроля объемного расхода газожидкостных смесей.

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее датчик расхода, формирователь, триггер, генератор импульсов, вентили, вычислитель мгновенного значения 25 массового расхода Ы7

Недостатком данного устройства является то, что массовый расход (выходная величина вычислителя) прямо пропорционален разности вре- З0 менных интервалов между сигналами " с ведущей и ведомой крыльчаткой датчика мгновенного расхода, хотя функ- циональная зависимость массового расхода от разности временных интер- валов является нелинейной даже в том случае, когда поток представляет собой однофазную среду. Когда поток представляет собой гаэожидкостную смесь, функциональная зависимость массового расхода от разности временных интерваЛов становится существенно нелинейной. Кроме того, недостатком этого устройства является невозможность вычислеиия объемного расхода, так как оно не позволяет однозначно определить плотность и скорость потока, которые являются, по отношению друг к другу., мультипликативными помехами.

Цель изобретения — повышение точности и надежностн работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем элементы И, ИЛИ, НЕ, коммутирующие элементы, датчик, интеграторы, блоки возведения в квадрат, умножители, делители, сумматор-вычитатель, гене-, 748435

1.

" ратор импульсов, триггеры и блок вычитания, первые "входы первого и второго элементов И соединены с выходом третьего элемента И выхо которого через первый элемент HE подключен к входу первого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены. соответственно к первым управ ляющим входам первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен с входом первого блока возведения в квадрат, с первыми входами первого умножителя и блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, с входом второго блока возведе ния в квадрат и с вторым входом первого умножителя, выход блока вычитания соединен с первыми входами второго умножителя и первого делителя

Ф выход первого умножителя подключен

К первому входу сумматора-вычитателя и к вторым входам второго умножит ля и первого делителя, выход которого является первым выходом устройства, выходы первого и второго блоков возведения в квадрат подключены соответственно к второму и третьему входам сумматора-вычитателя, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого подключен к выходу второго умножителя, выход второго делителя является вторым выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и с вторыми управляющими входами первого и второго интеграторов, выход второго элемента И соединен с "вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные второй элемент НЕ, второй триггер и первый коммутирующий элемент подключен к первому входу датчика, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к первому выходу первого триггера, выход первого элемента ИЛИ через последовательно соединенные""третйй" элемент НЕ и второй коммутирующий. элемент подключен к второму входу датчика, выход которого соединен с первым входом третьего элемента

И, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу третьего элемента НЕ.

На чертеже представлена схема устройства для контроля объемного и массового расхода.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элементы ИЛИ 2 и 3, элементы НЕ 4 и 5, триггеры 6 и 7, коммутирующие элементы 8 и 9, дат-,,ущс 10, элементы И 11, 12 и 13, элемент HE 14, триггер 15, интеграторы 16 и 17, блоки 18 и 19 возведе

21 вычита ния в квадрат, умножитель 20 6 лок

22 читания, сумматор-вычитат ель умножитель 23, делители 24 и

5 " "ди делителей являю ся вы дами 26, 27 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Импульс с генератора 1 через элементы ИЛИ 2 и 3, элементы НЕ 4 и 5 поступает на входы триггеров и ра отающих в счетном режим а ме у фронту переключающихся по заднем ф входного импульса, а также на и ляю ий управщ вход коммутирующего элемен>Sra8и он замыкается. Тело обтекания, например пластина, датчика 10 начинает двигатьса в обратном направлении (за прямое направление выбрано движение пластины против поЩ тока среды). Затем по окончани у са генератора 1 переключается ии имтриггер 7, элемент 8 размыкается

I элемент 9 зайыкается. Пластина начинает движение в прямом направлении. е- g5 Эона прохождения пластиной определенного отрезка пути фиксируется чувствительным элементом (например, магнитодиодом) и с датчика 10 поступает информационный импульс, по длительности равный времени прохождения пластиной определенного отрезка пути, границы которого определены чувствительным элементом в прямом направленйи.

tg

Триггер .6 включен так, что разрешает прохождение информационного импульса-с датчика 10 через элемент

И 11 на входы элементов И 12 и 13 и через элемент НЕ 14 на вход триг40 .гера 15, который срабатывает по заднему фронту входного импульса. Информационный импульс, характеризующий движение пластины в прямом направлении, поступает с выхода элемента

И 12 на управляющий вход интегратора 16, а также через элементы ИЛИ 3 и HE 5 на вход триггера 7 и по окончании импульса переключает его в первоначальное состояние, т.е, элемент 8 замыкается, элемент 9 размы50 кается и пластина, после остановки; начинает двигаться в обратном направлении. Информационный импульс с датчика 10 через элементы И 11 и 13 поступает на управляющий вход интег-ратора 17. По окончании информационйого импульса, соответствующего движению пластины в обратном направлении в зоне действия чувствительного датчика (магнитодиода), триггеры 6 и 15 возвращаются в первоначальное

d0 состояние, элемент 8 размыкается

Объемный расход Q и массовый расход Я рассчитываются по формум лам

"Ч1 ч 1 О2

" и, и

748435

Uq Uz(Uq-Uz) м u,iu 19,И где К„, К„, — коэффициенты, зависящие от параметров тела обтекания, электромагнитной силы тяги, конструкции датчика, U — выходное напряжение интегратора 16; выходное напряжение интегратора 17.

Причем U > U, так как время движения тела обтекания, например пластины, в зоне действия чувствительного элемента, например магнитодиода, в прямом направлении (против потока) больше или равно (в общем случае) времени движения в обратном направлении (по потоку). Устройство повышает надежность и точность измерения объемного и массового расхода.

Формула изобретения

Устройство для контроля объемного и массового расхода, содержащеЕ элементы И, ИЛИ, НЕ, коммутирующие элементы, датчик, интеграторы, блоки возведения в квадрат, умножители, делители, сумматор-вычитатель, генератор импульсов, триггеры и блок вычитания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности работы,в нем первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом третьего элемента И, выход которого через первый элемент НЕ подключен к входу первого триггера, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, второй выход соединен со вторым входом второго элемента

И, выходы первого и второго элементов И.подключены соответственно к первым управляющим входам первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соединен со входОм первого блока возведения в квадрат, с первыми входами первого умножителя и блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, с входом второго блока возведения в квадрат и с вторым входом первого умножителя, выход блока вычитаниЯ соединен с первыми входами второго умножителя и .первого делителя, выход первого умножителя подключен к первому "входу сумматора-вычитателя и ко вторым входам второго умножителя и первого

<0 делителя, выход которого является первым выходом устройства, выходы пер- . вого и второго блоков возведения в квадрат подключены соответственно ко второму и третьему входам сумматора-вычитателя, выход котброго соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого подключен к выходу второго умножителя, выход второго делителя является вторым

20 выходом устройства, выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и со вторыми управляющими входами первого и второго интеграторов, вы25 ход второго элемента И соединен со вторым входом второгб элемента ИЛИ,,выход которого через последовательно соединенные второй элемент НЕ, второй триггер и первый коммутирующий

Щ элемент подключен к первому входу датчика, второй вход первого элемента ИЛИ подключен к первому выходу первого триггера, выход первого элемента ИЛИ через последовательно сое35 диненные третий элемент НЕ и второй коммутирующий элемент подключен к второму входу датчика, выход которого соединен с первым входом третьего .элемента И, второй вход которого сое40 динен с выходом третьего триггера, вход которого подключен к выходу третьего элемента HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45, 1. Авторское свидетельство СССР

Р 460546, кл. G 06 F 15/46, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 481772, кл. G 01 F 1/00, 1973 (прототип).

Составитель A. Жеренов

Редактор Н. Горват Техред Н.Бабурка Корректор С,Шекмар

Заказ 4367/13 Тираж 75 1 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4