Устройство для измерения объема вещества в емкости

 

УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь натфяжение - ток с детектором и электродинамическим возбудителем. вычитающее устройство, подключенное к детектору , и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены тактовый генератор , трехходовый электропневмоклапан, запоминающее устройство ирегул1фуемый усилитель, причем между емкостью и электродинамическим возбудителем установлен трехходовый злектропнев МО клапан, один вход которого сообщен с атмосферой,- выход тактового генератора соединен с трехходовым электропневмоклапаном и первым входом запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выходы запоминающего устройства соединены с входом вычитающего устройсгаа и первым входом регулируемого усилителя, выход W которого подключен к индикатору, а второй вход - к выходу вычитающего устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (!1) 4(5!) G 01 F 17 00 б

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 ) 3668254/24 — 10 (22) 28.11.83 (46) 23.04.85. Бюл. Р 15 (72) А. В. Ференец, А. В. Бердников, В. Т, Смирнов и В. А. Ференец (71) Казанский ордена Трудового. Красного

Знамени и ордена Дружбы народов авиацион-. ный институт им. А. Н. Туполева (53) 531.732 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 587334, кл. G 01 F 17/00, 27.09.76.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1030659, кл. G 01 F 17/00, 29.12.81 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь напряжение — ток с детектором и электродинамическим возбудителем, вычитающее устройство, подключенное к детектору, и индикатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены тактовый генератор, трехходовый электропневмоклапан, запоминающее устройство и. регулируемый усилитель, причем между емкостью и электродинамическим возбудителем установлен трехходовый электропневмоклапан, один вход которого сообщен с атмосферой, выход тактового генератора соединен с трехходовым электропневмоклапаном и первым входом запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выходы запоминающего устройства соединены с входом вычитающего устройства и первым входом регулируемого усилителя, выход которого подключен к индикатору, а второй вход — к выходу вычитающего устройства.

1151825

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема жидких, сыпучих и газообразных веществ, находящихся в емкости, Известно устройство для измерения объема, содержа<цее основной и эталонный возбудители, термоанемометрический преобразователь,электроизмерительную схему, регистриру<ощее устройство и цепи обратной связи,. управляющие работой возбудителей !1). 10

Недостатками устройства является трудность выбора оптимального режима работы возбудителей и термоанемометрического преобразователя, а также компенсации погрешностей, вносимых термоанемометрическим преобразователем.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь напря>ке«ие — ток с детектором и электродинамическим возбудителем, вычитающее устройство, подключенное к детектору, и индикатор <2).

Недостатком известного устройства является возникновение погрешности измерения, связанной с изменением давления и температуры окружающей среды.

He«s изобретения -- повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в

30 устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее задающий генератор, связанный через преобразователь напряжение— ток с детектором и электродннамическим,. возбудителем, вычитающее устройство, подключенное к детектору, и индикатор, введены тактовый генератор, трехходовый электропневмоклапан, запоминающее устройство и регулируемый усилитель, причем между емкостью и электродинамическим возбудителем установлен трехходовый электропневмоклапан, один вход которого сообщен с атмосферой, выход тактового генератора соединен с трехходовым электропневмоклапаном и первым входом запоминающего устройства, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выходы запоминающего устройства соединены с входом вычнтающего устройства и первым входом регулируемого усилителя, выход которого подключен к инд<п<атору, а второй вход — к выходу вычнтающего устройства.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

В измеряемой емкости 1, в которой находится вещество 2, установлен электродииа- 55 мический возбудитель 3 колебаний давления газа, являющийся одновременно и преобразователем изменения интенсивности колебаний давления газа в газовой подушке 4 в электрический сигнал. Питание электродинамического возбудителя 3 производится от задающего генератора 5 через преобразователь 6 напряжение-ток„обеспечивающий питание катушки подвижной системы электропинамического возбудителя 3 током вида (т)= cos cD t, где !,< = const во всех режимах возбудителя.

Яля устранения погрешности, возникающей за счет изменения давления и температуры окружающей среды, и обеспечения автоподстройки, в устройство введен трехходовый электропневмоклапан 7, состоящий из трехпозиционного пневмоклапана 8 и электромагнита 9, который управляет работой пневмоклапана. Питание электромагнита 9 производится от тактового генератора .10..

Сигнал с электродинамического возбудителя

3 поступает на вход детектора 11, с выхода которого подается на вычитающее !2 и запоминающее 13 устройства. В качестве запомина<ощего устройства 13 применена двухячеечная аналоговая схема с синхронизацией ячеек от тактового генератора 10, причем выход одной из ячеек подключен к второму входу вычитающего устройства 12, а выход другой к управляющему входу регулируемого усилителя 14, сигнальный вход которого подключен к выходу вычитающего устройства 12, а выход — к индикатору 15, отградунрованному в единицах объема.

Работа устройства последовательно проходит три режима: измерительный, определение опорного сигнала и определение управлякпцего напряжения, что определяется наличием и полярностью импульса на выходе тактового генератора 10, а, следовательно, и соответствующим положением электропневмоклапана

7.

При питании катушки подвижной системы электродинамического возбудителя 3 от преобразователя 6 напряжение — ток, для напряжения на ее зажимах справедливо выражение

<11 Ji>

U =L — +r + В1—

Й < dt (1) где L — индуктивность катушки возбудителя;

1 — длина провода катушки;

 — индукция в зазоре;

r — активчое сопротивление катушки;

i — мгновенное значение тока в катушке;

h — величина перемещения подвижной системы возбудителя. dh

Последний член выражения (1) 1 = Bl<< характеризует влияние пневматической нагрузки присоединенного к возбудителю объема.

11518

ВНИИПИ Заказ 2310/31 Тираж 703 Подписное

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

В,измерительном режиме работы устройства, когда трехходовый электропневмоклапан 7 подключает электродинамический возбудитель

3 к объему измеряемой емкости 1, величина е< является информативным сигналом о степени заполнения измеряемой емкости 1 веществом 2.

Выделение сигнала е из полного сигнала, снимаемого с электродинамического возбудителя 3, производится вычитающим устройством 1ð

12, на второй вход которого подается опорное напряжение с запом щающего устройства

13, пропорциональное по величине неинформативным составляющим выражения (1)

1 =1 — r

3i

15 и <

Определение величины опорного напряжения производится в соответствующем режиме работы устройства в тот момент, когда по сигналу тактового генератора трехходовый элек- 20 тропневмоклапан 7 отключает электродинамический возбудитель 3 от измеряемой емкости 1 и атмосферы. При этом электродинамический возбудитель 3 оказывается пневматически заторможенным, и значение dh / dt 25 стремится к нулю, Сигнал с электродинами25 4 ческого возбудителя 3 через детектор 11 поступает на запоминающее устройство 13, где запоминается в одной из ячеек памяти и в последующем режиме измерения подается на второй вход вычитающего устройства 12.

Для устранения мультипликативный составляющей погрешности в устройство введен режим определения управляющего напряжения, протекающий во время подключения электродинамического возбудителя 3 через трехходовый электропневмоклапан 7 к атмосфере;

Значение dh /dt при этом стремится. к максимальному, которое является функционально связанным с изменением температуры и давления окружающей среды. Сигнал, соответствующий этому режиму, также поступает в запоминающее устройство 13, где запоминается в другой ячейке и подается на управляющий вход регулируемого усилителя 14, изменяя крутизну преобразования в зависимости от изменения внешних условий.

Преимуществом предлагаемого устройства является высокая точность измерения объема вещества, обусловленная отсутствием влияния на показания изменения температуры и давления.