Устройство для измерения объема вещества в емкости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее основной и эталонный возбудители колебаний давления газа, соединенный с регулирующим органом первым выходом, генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроизмерительные схемы, подключенные к термоанемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами , соединенными соответственно через первую входную камеру и измеряемую емкость с основным возбудителем и через вторую входную камеру с эталонным возбудителем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено источником пневмопитания с двумя выходами задающим генератором и двумя детекторами, причем задающий генератор соединен с источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второй входным камерам;,, входы детекторов (Л подключены к элект;роизмеритепьным схемам, выходы - к регулирующему органу , соединенному через усилитель с индикатором и основным возбудителем а генератор колебаний соединен вторым выходом с эталонным возбудителем .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

{!9) (I!) 4(s!) G 01 F 17/00 т: с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHWDMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3693017/24-10 (22) 25.01.84 (46) 23.04 ° 85. Бюл. ¹ 15 (72) А.В.Бердников, В.Т.Смирнов, В.А.Ференец и A.Н.Ковалев (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполева (53) 53 1 ° 73(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 587334, кл. G 01 F 17/00, 27.09.76.

2. Авторское свидетельство СССР № 699336, кл. 6 01 F 17/00, 24.10.77 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОЬЪЕМА ВЕЩЕСТВА В ЕМКОСТИ, содержащее основной и эталонный возбудители колебаний давления газа, соединенный с регулирующим органом первым выходом, генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроизмерительные схемы, подключенные к термоанемометрнческому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными соответственно через первую входную камеру и измеряемую емкость с основным вцзбудителем и через вторую входную камеру с эталонным возбудителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено источником пневмопитания с двумя выходами задающим генератором и двумя детекторами, причем задающий генератор соединен с источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второй входным камерам:., входы детекторов» подключены к электроизмерительным схемам, выходы — к регулирующему органу, соединенному через усилитель с индикатором и основным возбудителем, а генератор колебаний. соединен вторым выходом с эталонным возбудителем.

11518

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности измерения за счет выделения из сигналов с электроизмерительных схем величин информативных приращений«

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения объема вещества в емкости, содержащее основной и эталонный возбудители халебани6 давления газа, соединенный с регуляруащям органом первым выходом, генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроиэмерительные схемы, подключенные к термоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема жидких, сыпучих и газообразных веществ, находящихся в емкости. S

Известно устройство для измерения объема, принцип действия которого основан на использовании уравнения состояния газа, содержащее основной и эталонный возбудители, термоанемометрический преобразователь, электроизмерительную схему и цени обратной связи, управляющие работой возбудителей $1) .

Однако у устройства недостаточные 15 чувствительность и точность измерения, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения объема вещества в емкости, содержа- 20 щее основной и эталонный возбуцители колебаний давления газа, соединенный с регулиру1ощим органом первым выходом генератор колебаний, усилитель, индикатор, две электроизме- 25 рительные схемы, подключенные к термоанемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными, соответственно, через первую входную камеру, измеряемую 30 емкость с основным возбудителем и через вторую входную камеру с эталонным возбудителем f2) .

Недостатком известного устройства является то, что при отключенных возбудителях колебаний давления газа на выходах электроизмерительных схем имеются некоторые начальные напряжения, обусловленные самой работой электроизмерительных схем, причем величины .этих напряжении зависят от температуры окружающей среды и не несут в себе никакой информации об измеряемом объеме.

26 2 анемометрическому преобразователю с двумя пневматическими входами, соединенными соответственно через первую входную камеру и измеряемую емкость с основным возбудителем и через BTQ рую входную камеру с эталонным возбудителем, снабжено источником пневмопитания с двумя выходами, задающим генератором и двумя детекторами, причем задающий генератор соединен с источником пневмопитания, подключенным выходами к первой и второй входным камерам, входы детекторов подключены к электроизмерительным схемам, выходы †. к регулирующему органу, соединенному через усилитель с индикатором и основным возбудителем, а генератор колебаний соединен вторым выходом с эталонным возбудителем, На чер" å.æå изображено предлагаемое устройство.

В измеряемой емкости 1, в которой находится вещество 2, установлен основной возбудитель 3 колебаний давления газа.

Преобразование изменения интенсивности колебаний давления газа в газовой подушке 4 в электрический сигнал производится термоанемометрическим преобразователем 5, состоящим из чувствительных элементов 6 и 7 с рабочими соплами 8 и 9 эталонного возбудителя 10, термоанеморезисторной камеры 11, первой и второй входных камер 12 и 13 и источника пневмопитания. Источник пневмопитания состоит из электромагнита 14, двух мембран 15 и 16 и элементов типа сопло-сопло, выполненных из формирующих 17, 18 и приемных 19, 20 сопл, выполняющих функции пневматических выпрямителей. Выходы источника пневмопитания в виде приемных сопл 19 и 20 соединены с первой и второй входными камерами 12 и 13 термоанемометрического преобразователя, а входы — с терморезисторной камерой 11.

Чувствительные элементы 6 и 7, в качестве которых. применены термоанеморезисторы, включены в электроизмерительные схемы 21, 22 и разогре ваются электрическим током. Выходные сигналы с электроизмерителв1ных схем

21 и 22 поступают через соответствующие детекторы 23 и 24 с закрытыми входами на входы регулирующего

3 1151 органа 25, куда также подается сигнал с генератора 26 колебаний. В регулирующем органе 25 сигналы, поступившие с детекторов 23 и 24 сравниваются и вырабатывается сигнал

5 управления интенсивностью работы основного возбудителя 3, на который он поступает после усиления в усилителе 27. К выходу. усилителя 27 также подключен индикатор 28, отгра- 1О дуированный в единицах объема. Для работы источника пневмопитания установлен задающий генератор 29.

Устройство работает следующим образом. 15

Задающий генератор 29 вырабатывает переменное напряжение частотой около 1 кГц, поступающее на электромагнит 14 источника пневмопитания.

При этом мембраны 15 и 16 совершают колебательные движения, подсасывая газ из пространства между формирующими и приемными соплами и проталкивая его сквозь них. Это обусловлено различием гидравлических сопротивле- 25 ний формирующих 17, 18 и приемных

19, 20 сопл. Газ при этом перетекает во входные камеры 12 и 13, в которых происходит сглаживание пульсационной составляющей давления, далее проходит рабочие сопла 8 и 9, обтекая соответствующие термоанеморезисторы, и попадает в пространства между формирующими 17, 18 н приемными 19, 20 соплами.

Поток газа, через рабочие сопла

8 и 9, охлаждая термоанеморезисторы, способствует появлению на выходах электроизмерительных схем постоянных напряжений, так как в силу своей тепловой инерционности, термоанеморезисторы 6 и 7 преобразуют осредненное значение скорости газа в электрический сигнал.

При возникновении-в газовой подушке 4 измеряемой емкости 1 пульсаций давления, последние также возникают в первой входной камере 12 термоанемометрического преобразователя

5. В рабочем сопле 8 происходит сум

826 4 мирование постоянного потока, обусловленного работой источника пневмопитания и потока, вызванного возник-. шими в первой входной камере 12 преобразователя пульсациями давления.

При этом термоанеморезистор 8 обтекается пульсирующим потоком с частотой модуляции, равной рабочей частоте возбудителя 3. На выходе элвктроизмерительной схемы 21 появляется сум.ма постоянного и переменного напряжений.

Термоанеморезистор 7 также обтекается суммой постоянного потока от источника пневмопитания и переменного — от источника 10 опорного сигнала, установленного во второй входной камере 13 термоанемометрического преобразователя и питаемого от -гене- . ратора электрических колебаний.

Сигналы с электроизмерительных схем 21 и 22 поступают на детекторы

23 и 24, выполненные по схемам с закрытым входом. На выходе детекто-. ров появляются постоянные напряжения, пропорциональные переменным напряжениям и не зависящие от постоянных напряжений, возникающих на выходе

Ь электроизмерительных схем 21 и 22.

Полученные напряжения подаются на регулирующий орган,. где сравниваются, и результирующий сигнал управляет величиной сигнала, снимаемого с выхода генератора 26 колебаний и поступающего через усилитель 27 на возбудитель 3 и,индикатор 28. Таким

1образом, введение источника пневмопитания позволит .применить s измерительных каналах. детекторы с закрытым входом, что дает возможность исключить неинформативные составляющие напряжения, вызванные изменением температуры окружающей среды.

Преимуществом предлагаемого устройства является повышение точности измерений в условиях широкого диапазона изменения температуры среды.

1151826

Составитель А.Иванов

Редактор Е.Лушникова Техред А.Бабинец Корректор В.Синицкая

Заказ 2310/31 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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