Цифровой измеритель скорости течения потока жидкости

 

Изобретение относится к средствам измерения скорости течения жидкости с использованием гидрометрической вертушки - лопастного винта, вращающегося под динамическим воздействием потока, при котором формируется последовательность импульсов. Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет уточнения формы аппроксимации градуировочной кривой гидрометрического винта. При этом осуществляется кусочно-линейная аппроксимация этой кривой, состоящей из двух участков. Измерения проводят по принципу частотомера на основе подсчета числа импульсов с формирователя 2, соединенного с винтом 1 за некоторый интервал времени. Для получения аппроксимирующей кривой (ломаной) таймерами 5 и 8 могут задаваться два интервала времени, каждому из которых соответствует свой участок ломаной и свой масштабный коэффициент измерения. Свободные члены уравнения аппроксимирующих прямых задаются кодами на предустановочных входах счетчиков 3 и 10. Ордината точки перелома аппроксимирующей ломаной задается кодом на предустановочных входах вычитающего счетчика 7, а ее достижение определяется переполнением этого счетчика. Если счетчик 7 переполняется до окончания интервала времени, заданного таймером 5, заполнение счетчика 3 импульсами с формирователя 2 разрешается до окончания интервала времени, заданного таймером 8, что соответствует переходу на второй участок аппроксимирующей ломаной. В противном случае счетчик 3 заполняется импульсами в тодят в микроколонку жидкостного хроматографа, заполне

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1июдд . А! (51) 5 G 01 Р 5/18, 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268883/24-10 (22) 15.04,87 (46) 23,01.90, Бюп. ¹ 3 (71) Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов . (72) В,П,Рогунович, Е.А, Ладутько и С,А.Карпович (53) 531 ° 7:621.317,39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 1101865, кл, G 01 Р 3/481, 1982 ° .

Авторское свидетельство СССР № 773499, кл, G 01 Р 5/18, 1979 ° (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к средствам измерения скорости течения жидкости с использованием гидрометрической вертушки — лопастного винта, вращающегося под динамическим воздействием потока, при котором формируется последовательность импульсов, Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет уточнения формы аппроксимации градуировочной кривой гидрометрического винта, При этом осуществляется кусочно-линейная аппроксимация этой кривой, состоящей из двух участков, Измерения проводят

ТЕНИЯ 1:" по принципу частотомера на основе подсчета числа импульсов с формирователя 2, соединенного с винтом 1, sa некоторый интервал времени, Для получения аппроксимирующей кривой (ломаной) таймерами 5 и 8 могут задаваться два интервала времени, каждо-. му из которых соответствует свой участок ломаной и свой масштабный коэффициент измерения ° Свободные члены уравнения аппроксимирующих прямых задаются кодами на предустановочных входах счетчиков 3 и 10, Ордината точки перелома аппроксимирующей ломаной задается кодом на предустановочных входах вычитающего счетчика 7, O

Ж а ее достижение определяется переполнением этого счетчика. Если счетчик 7 переполняется до окончания интервала времени, заданного таймером 5, заполнение счетчика 3 импульсами с формирователя 2 разрешается до окончания интервала времени, заданного таймером 8, что соответствует переходу на второй участок, аппроксимирующей ломаной. В противном случае счетчик 3 заполняется импульсами в течение интервала времени, заданного таймером 5.

2 ил.

15 38131.

Изобретение относится к технике

1 измерения скорости течения, при котором воздействие .потока на измерительный преобразователь превращается в электрические сигналы, характеристики которых зависят от,местной скорости, Цель изобретения - повышение точ ности измерения скорости за счет 10 .! уточнения формы аппроксимации градуи ровочной кривой, На фиг,1 изображена градуировоч( ная кривая - зависимость скорости потока от числа оборотов гидрометричес- 15 кой вертушки в единицу времени (кривая 1 ) и аппроксимирующая ее ломаная (кривая 3 ); на фиг,2 - блок1 схема цифрового измерителя скорости течение потока жидкости, 20

Измеритель состоит из гидрометри. ческого винта 1, формирователя 2 электрических импульсов, реверсивного счетчика 3, цифрового индикатора 4, первого таймера 5, первого логическо- 25 го ключа 6 и первого вычитающего счетчика 7, второго таймера 8, второго логического ключа 9, второго счетчика 10, схемы ИЛИ 11 (фиг,2).

В измерителе осущесч вляется кусоч- 30 но-линейная аппроксимация градуировочной кривой гидрометрического Внн» та, Градуировочная кривая разбивается на два участка (11 (U<, U U < ),, каждый из которых аппроксимируется своей прямой с точкой перелома, соответствующей значени« первой критической скорости Ug, Уравнение кривой 3 (фиг.1) представляется как 40

K rl« — — Я+А при U Uq

Т

Кы †- N+B „ при U Uk I

Т где N — общее число полных оборотов винта за время Т, Коэффициенты А и В, входящие в уравнение представляют собой постоФ

50 янные, определяющие соответствующие прямые, По существу коэффициенты

А и  — это значения скоростей, отсекаемые на оси ординат продолжением каждой из двух прямых предложенной

55 кусочной аппроксимации градуировочной зависимости винта, Вводя формальные обозначения U««a««„ = А, Б«««,ц = В, имеем следующую методику измерения:

NtT K + UH лэдля U UK т,е ° измерение скорости заключается в подсчете числа, полных оборотов винта за определенный промежуток времени причем для скоростей, меньших суммирование идет эа время Т, равное коэффициенту К,, определяемому из первого линейного участка, а для скоростей, больших Uy. суммирование идет за время Т, равное коэффициенту К а, определяемому из второго линейного участка градуировочной кривой. Кроме того, к полученному значению числа полных оборотов добавляется число оборотов, соответствующее значениям Usa (для U (U«, ) и П««ач, (для U Uq). Очевидно, что

Т Т, всегда, Значения Б««чч „и

U «« дц, g относительно невелики, но значение U „с,ц О практически всегда отрицательно, Измеритель скорости работает следующим образом, «

Предварительно в таймере 5 уста-..навливается время Т и, соответственно, в таймере 8 время Т, В вычитак щем счетчике 7 на входах предустановки устанавливается значение скорости U (ордината точки перелома,см, фиг,1), на входах прудустановки счетчиков 3 и 10 устанавливаются значения соответственно П«,а««(П««a«, «+Бнц ) .

В момент запуска устройства на измерение, например при появлении сигнала на шине « Пуск" (не показано), проис ходит одновременное занесение в счетчики установленных на их входах предустановки значений и запуск таймеров 5 и 8. При этом снимается блокировка со всех счетчиков и логического ключа 6, а сигнал с выхода таймера 8 переводит реверсивный счетчик Э в режим сложения и производит блокировку логического ключа 9.

На счетный вход реверсивного счетчика 3 начинает поступать получаемая с винта 1 и сформированная формирователем 2 последовательность импульсов, Одновременно эта же последовательность поступает на счетный вход вычитающего счетчика 7, где происходит вычитание числа приходяших импульсов из числа, установленно« о в счетчике.

При скоростях течения ««еньше 11„ по истечен««и времени Т«, заданного тай15 формула

5 153 ром 5> o6atee o pMrIyzIbcoa пришедших на вычитающий счетчик 7 (по существу, измеренная скорость), не превысит числа, установленчого в нем (Ьк ), и сигнал на выходе переполнения счетчика 7 (и далее на управляющем входе логического ключа 6) не сформируется, вследствие чего сигнал остановки с выхода таймера 5 по истечении времени Т., беспрепятственно пройдя логический ключ 6 и далее через схему ИЛИ 11 по входу разрешения реверсивного .счетчика 3, остановит счет, В результате накопленное в счетчике 3 за время Т общее число импульсов - полных оборотов винта с добавленным значением U. и является скоростью в соответствии с первым линейным участком кривой градуировки, 8131 6 стоянная величина UHo„ ñ отрицатель" ным 9HBKQM»

Таким образом, скорость определяется как общее число полных оборотов винта 1 за время Т с добавлением постоянной величины U < (с учетом ее знака), что соответствует второму линейному участку кривой градуировки, Если в результате математической обработки величина U„ ö окажется положительной, связь с выхода таймера 8 с входом выбора направления счета реверсивного счетчика 3 устраняется, сам счетчик переводится в режим сло-. жения и в счетчике 10 на входах предустановки устанавливается число, соответствующее разности U ц - У„ „, . изобретения

При скоростях течения больше критической (Б ъ Б„) сумма импульсов, пришедших на счетчик 7 за время Т, превысит установленное в нем число, что приведет к появлению сигнала.на выходе переполнения счетчика 7 (и далее на управляющем входе логического ключа 6) и блокировке устройства,что препятствует прохождению через него сигнала окончания отработки времени

Т таймера 5» Этим же сигналом переполнения счетчика 7 самоблокируется, Счет теперь продолжится до окончания времени Т . По истечении времени Т сигнал с выхода .таймера 8 переведет реверсивныи счетчик 3 в режим вычи4 тания и снимет блокировку с логического ключа 9, Последовательность импульсов с формирователя 2 начнет поступать в вычитающий счетчик 10, где будет происходить вычитание .числа приходящих импульсов (полных оборотов винта) из числа, установленного в счетчике, По переполнении счетчика (общее число пришедших импульсов равно установленному в счетчике числу) сигнал переполнения заблокирует сам счетчик 10 .и заблокирует счетчик 3. Таким образом, из накопленного в счетчике 3 числа будет вычтено число, установленное в счетчике

10, т,е, вычитается установленная ранее величина Uä „ и добавляется по25

30 л и ч а ю шийся тем., что, с

Цифровой измеритель скорости течения потока жидкости, содержащий гидрометрическую вертушку, формирователь импульсов, электронный счетчик с цифровым индикатором, первый и второй логические ключи, таймер, выход которого соединен с первым входом первого логического ключа, о т— целью повышения точности измерений,в него дополнительно введены первый и второй вычитающие счетчики с предустановочными входами, второй таймер, схема ИЛИ, а электронный счетчик выполнен реверсивным с предустановочными входами, причем выход формирователя импульсов соединен с входом первого вычитающего счетчика, первым входом второго логического ключа и счетным входом электронного счетчика, управляющий вход которого связан с выходом второго таймера и вторым входом второго логического ключа, а разрешающий вход — с выходом схемы

ИЛИ, первый вход которой связан с выходом переполнения и разрешающим входом второго вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго логического ключа,при этом второй вход схемы ИЛИ связан с выходом первого логического ключа, второй вход которого связан с выходом.переполнения и разрешакпшм входом первого вычитающего счетчика.

153813!

Со ставит ель А, Кирилюк

Текред М, Ходанич Корректор С. Черни

Редактор Н,Тупица

Заказ 167 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101