Устройство для измерения параметров парогазовой смеси
Изобретение касается измерений количества теплоты и газа. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит первичные преобразователи давления, температуры пара, разности давлений, температуры воды, включенные в схемы преобразования в электрический сигнал. Устройство также содержит АЦП 11...13, ключи 14...16, блоки 17, 18 синхронизации АЦП, интегратор 10, переключатель 19 установки масштабного коэффициента, счетчик 20 импульсов. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (!91 (!1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (r
° t I ф
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4378917/24- 0 (22) 08.01.88 (46) 15.12.89. Бюл, М 46 (71) Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дэержинского и Витебское производственное объединение "Электроизмеритель" (72) Р.А.Калько, С.В.Бурдыкин, Б.В.Храмцов, Н.П.Тверитин и Ф.Ф,Коган (53) 536.6(088.8) (56) Каханович В.С. Измерение расхода вещества и тепла при переменных параметрах. M.: Энергия, 1970.
Авторское свидетельство СССР
М 1429637, 1987. (SD 4 G 01 K 17/06, G 01 F 1/00
2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПАРОГАЗОВОЙ СИЕСИ (57) Изобретение касается измерений количества теплоты и газа. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устройство содержит перничные преобразователи давления, температуры пара, разности давлений, температуры воды, включенные в схемы преобразования в электрический сигнал. Устройство также содержит AIQI !1-13, ключи
14-16 блоки 17 и 18 синхронизации, интегратор 10, переключатель 19 установки масштабного коэффициента, счет-, чик 20 импульсов. 2 ил.
1529058
Изобретение относится к области тепловых измерений, а именно к устройствам для измерения количества теплоты и газа, Цель изобретения — повьппение точности измерений.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы. 10
Устройство (фиг. 1) содержит первичный измерительный преобразователь (IIIIII) 1 давления, включенный в схему преобразователя 2 давления в электрический сигнал, ПИП 3 температуры пара 15 включенный н схему 4 преобразователя температуры пара н электрический сигнал, ПИП 5 разности давлений, включенный н первую 6 и но вторую,7 схемы преобразователей разности давлений в 2р электрические сигналы, ПИП 8 температуры воды н источнике водоснабжения, включенный н схему 9 преобразователя температуры воды в электрический сигнал, интегратор 10 с входом установ- 25 ки н нулевое состояние, первый 11 ° второй 12, третий 13 интегральные
АЦП двойного интегрирования, первый
14, второй 15, третий 16 ключи, первый 17 и второй 18 блоки синхрониэа- 30 пии работы АЦП, переключатель 19 установки масштабного коэффициента, счетчик 20 импульсов, переключатель 21 установки коэффициента сжимаемости.
Устройство работает следующим об35 разом.
Циклы преобразования (фиг.2) Т, первого 11 АЦП, Т второго 12 АЦП, T третьего 13 AIIII, состоящие из трех тактов, имеют постоянную длитель-40 ность, причем соблюдается условие
Т<> =2T« =4тц, .
В первом такте преобразования первого ЛЦП 11 в течение времени Т, 45 (фиг.2,а) напряжение 11 с выхода преобразователя 2 давления в электрический сигнал поступает на аналоговый первый вход (11 „,) АЦП 11. Во втором такте преобразования напряжение ll
Гh с выхода преобразователя 4 температуры пара н электрический сигнал в течение времени t поступает на вто1 рой вход опорного напряжения (U „ )
АЦП 11. Интегратор АЦП 1 заряжается
55 и разряжается (фиг.2,б), Длительность времяимпульсного сигнала на первом выходе ЛЦП ll с учетом характеристик преобразователей 2 и 4 соответственно 11р=Кр(р+А) и 11 =К „(Т„+Б) равна (фиг. 2, н):
o+A
К
Т„+ Б (1)
Ь р(р+А) (т„+Б)(т„ +в) Kp К ао где K=T — — — -- К К В вЂ” по1К К > hP ° тУн то Х5 стоянные коэффициенты, Сигнал длительностью tz поступает на первый вход второго блока 18 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал th третьего такта автокоррекции нуля с второго выхода третьего АЦП 13. Блок 18 синхронизации вырабатывает сигнал (фиг.2,е).
Сигнал длительностью т =t закрывает третий ключ 16 и напряжение U пропорциональное кнадрату значения т масштабного коэффициента С с выхода переключателя 19 установки масштабного коэффициента, поступает на первый вход (U8xy третьего АЦП 13.
Напряжение I р с выхода второго лр преобразователя 7 разности давлений в электрический сигнал поступает на вход интегратора 10 с входом установ.
Кр где К =Т вЂ” — К, К А Б — по° р ° тн t стоянные коэффициенты
Сигнал длительностью С„ поступает на первый вход первого блока 17 синхронизации, на второй вход которого поступает сигнал t«< òðåòüåãî такта автокоррекции нуля с второго выхода второго АЦП 12. Блок 17 синхронизаI ции вырабатывает сигнал
Сигнал длительностью Т = (фиг,2,г) закрывает второй ключ 15 и напряжение Uhp с выхода первого преобразователя 6 разности давлений в электрический сигнал поступает на первый вход (U>„< ) АЦП 12. Напряжение 11,„ с выхода преобразователя 9 температуры воды в электрический сигнал в течение времени t поступает на второй вход (U „ ) АЦП 12. Интегратор АЦП 12 заряжается и разряжается (фиг ° 2,д). Длительность t времяимпульсного сигнала на первом выходе второго АЦП 12 с учетом характеристик преобразователей 6 U =К р"Ар
hp и 9 Пг„ь =К„п (Т„н+В) и выражения (1) равна(фиг.2,е):
1529058
3 3 ки в нулевое состояние и во втором такте преобразования t3 третьего
АЦП 13 напряжение с выхода интегратора 10, линейно возрастающее (по абсолютной величине, см„11 на фиг,2,ж) подается на второй вход ((1 „ ) АЦП 13.
Интегратор АЦП 13 заряжается и разряжается (фиг.2,э). Длительность импульса t > с учетом характеристик преоб10 разователя 7 И =К др (Л+6р) и переключателя 19 U < =K С равна: с с
Г где ь, — постоянная интегрирования интегратора третьего АЦП 13 с учетом (2) определяется выражением:
20 устройство позволяет повысить точность измерения количества теплоты переносимого перегретым паром в теплоэнергетнческнх установках, путем
1 учета изменения величины поправочного множителя на расширение измеряемой среды на сужающем устройстве от изменения перепада давления, давления и температуры пара.
Прн изменении количества газа на- пряжение U„ c выхода переключателя установки коэффициента сжимаемостн в течение времени t поступает на второй Вход (U 2 ) АЦП l 1, Интегра тор АЦП l l заряжается и разряжается (фиг.2,д). Длительность t времяимульсного преобразователя 6 Г
=К Ар переключателя установки коэффицйента сжнмаемостн Ь =К К и вырак к кения (1) равна: (Л+ p) (Тп+Б) (" э +В) где К4 — постоянный коэффициент.
Значения поправочного множителя на расширение Я в (4) соответствует приближенно ту эмпирическому выражению (3):
40 Z 1 л К (Л +Аp) (5) где К вЂ” постоянный коэффициент.
Выражение (5) имеет методическую погрешность 0,5Х от действительного значения f и при извлечении квадратного корня уменьшается в два раза.
Изменение значений поправочного множителя от давления учитывается при нахождении коэффициентов К и А характеристики преобразователя 2, изменение от температуры учитывается характеристикой преобразователя 4.
55 где К = БС К, К,, К г, Д вЂ” постоянные коэффициенты.
Коэффициенты А, Б, В, Д являются параметрами настройки устройства.
Сигналом t3 открывается первый ключ 14 и на счетчик 20 импульсов начинают поступать импульсы f. с второго выхода первого АЦП 11. Число импульсов N„ эа время t3 пропорционально количеству теплоты q переносимому перегретым паром (фиr,2,и) с учетом изменения поправочного множителя на расширение среды: 35
Ь р (р +А (Т+Б) К
«К ИР где К =К вЂ” —, К, К к - постоянные
IC коэффициенты.
Сигнал длительностью t поступает на первый вход второго блока 17 синхронизации работы АЦП, на второй вход которого поступает сигнал t третькx3 его такта автокоррекции нуля с второго выхода третьего АЦП 12. Блок 17 синхронизации вырабатывает сигнал а (фиг.2,е)
Сигнал длительностью Т =t sa3 < крывает третий ключ 15 и напряжение
U aÄ пропорциональное квадрату значения масштабного коэффициента С с вь хода переключателя 18 установки Масштабного коэффициента, поступает на первый вход (П „ ) третьего АЦП 12. Напряжение U 12 напряжение с выхода интегратора 9, линейно возрастающее, подается на второй вход (Б „3 ) АЦП 12. Интегратор АЦП 12 заряжается. Длительность импульса йэ равна: 3 где — постоянная интегрирования интегратора третьего АЦП 12, 1529058 с учетом характеристик преобразоватсля 7 П 2 =К р х(В+Ьр) и перек.пюча тели 18 1 ". =К Г и (2) определив тс и выражением: 5 (7) 10 л k ñ где К = » К -----, К, К 1 В Ъ 7 К;, с ьр IIoc ToFf HHI, KoýôôèIIèåpf Tû. Ко эффициенты А, Б и В являются параметрами настройки устройства, Гигналом Г открывается первый ключ 13 и На счетчик 19 начинают ff<>ступать импульсы f опорной частоты с второго выходcl первого АЦП 10. Число импульсов N„aà время t> пропорционально количеству газа с учетом изменения коэффициентов расширения среды на ГУ и сжимаемости 20 dI> fI>+A f (8) 25 4 (В+Др) (Т+Б) К 7 где k4, К вЂ” постоянный коэффициент. Устройство позволяет повысить точность измерения количества газа пу30 тем учета изменения коэффициента расширения среды и значения коэффициента сжимаемос ти, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Устройство для измерения параметров парогазовой смеси, содержащее установленные в трубопроводе первичные измерительные преобразователи раз-4 ности давлений, давления и температуры пара, температуры воды в источнике водоснабжения, включенные соответственно в схемы преобразователей разности давлений, давления и темпера- 45 туры пара, температуры воды в электрические сигналы, интегратор с входом установки в нулевое состояние, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй ключи, блок синхронизации, счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены переключатели установки масштабного коэффициента и коэффициента 55 сжимаемости газа, вторая схема преобра зователя разнос ти давл ений в электрический сигнал, третий аналого-цифровой преобразователь, третий ключ, второй блок синхронизации, первый вход которого соединен с первым выходом второго аналого-цифрового преобразователя и с четвертым входом первого блока синхронизации, второй вход соединен с вторым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, третий вход — с первым выходом первого блока синхронизации и с третьим входом второго аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход — с первым выходом третьего аналого-цифрового преобразователя, с входом установки в нулевое состояние интегратора и с управляющим входом первого ключа, первый выход соединен с третьим входом третьего аналого-цифрового преобразователя, второй выход — с управляющим входом третьего ключа, вход которого соединен с первым входом третьего аналого-цифрового преобразователя и с выходом переключателя установки масштабного коэффициента, а выход соединен с общей шиной устройства, первый вход первого блока синхронизации соединен с первым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, второй вход — с вторым выЮ ходом второго аналого-цифрового преобразователя, третий вход — с вторым выходом первого аналого-цифрового преобразователя и с входом первого ключа, выход которого соединен со счетчиком импульсов, второй выход первого блока синхронизации соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого соединен с пе1 вым входом второго аналого-цифрового преобразователя и с выходом .,ервой схемы преобразователя разности давлений в электрический сигнал, а выход соеди нен с общей шиной устройства, при этом выход схемы преобразователя давления в электрический сигнал соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход схемы преобразователя температуры пара в электрический сигнал соединен с вторым входом первого аналого-цифрового преобразователи, выход схемы преобразователя температуры воды в электрический сигнал — с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход инте ратора — с вторым входом третьего аналого-циф— рового преобразоватсли, а вход соединен с выходом вторсй схе мы преобразователя разности давлений в злектри1О Корректор М.Васильева Заказ 784П/36 Тир,„, 3 Подписное ВНИИПИ Государств нпога комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113 !35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 ческий сигнал, вход которой соединен с выходом преобразователя разности давлений, выход переключателя усСоставитель Б,Ярыч Редактор К.Крупкпна Техред М,Ходанич тановки коэффициента сжимаемости гаэа соединен с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя.
