Устройство для измерения перепада давлений

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения и расширить область применения. По сигналу "Пуск" с блока 16 управления клапан 8 закрывается и к дифференциальным входам электрокинетического преобразователя через патрубки 7 подаются измеряемые среды. Сигнал, пропорциональный перепаду давления в камерах 1 и 4, поступает через усилитель 9 и селектор 10 на схему 11 запоминания и далее на измеритель 17. На схеме дифференциатора 12 формируется двухполярный импульс, момент измерения полярности которого фиксируется нуль-органом 13 в момент достижения потенциала схемы 11 запоминания уровня EX. B MOMEHT дЕйСТВия СигНАлА ОТРицАТЕльНОй пОляРНОСТи OT диффЕРЕНциАТОРА 12 HA ВыХОдЕ фОРМиРОВАТЕля 14 ОбРАзуЕТСя пРяМОугОльНый иМпульС, пОСТупАющий B блОК 16, зАдАНий фРОНТ КОТОРОгО СООТВЕТСТВуЕТ МОМЕНТу пРЕКРАщЕНия дВижЕНия СильфОНОВ 5. B эТОТ MOMEHT КлАпАНы 8 ОТКРыВАюТСя и СильфОНы ВОзВРАщАюТСя B иСХОдНОЕ пОлОжЕНиЕ, НАчиНАЕТСя НОВый циКл изМЕРЕНия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Oll

А1

®)5 С 01 1 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4347823/24-10 (22) 11, 12. 87 (46) 15.03,90. Бюл. 11- 10 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им, И.Г.Есьмана и Азербайджанский политехнический институт им, Ч.Ильдрыма (72) И. С. Касимз аде, А.А. Джафаров, M. Н. Арнольдов и Г. I(.Ëèôàíòüåâà (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 574650, кл. G 01 Ь 9/18, 1977.

Материалы Всемирного электротехнического конгресса. Москва, 19?7, секция 56, доклад 41. Злектрокинетические преобразователи — новый тип датчиков для измерения переменных давлений в автоматике и измерительной технике.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ г (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения и расширить область применения, По сигналу "Пуск" с блока 16 управления клапан S закрывается и к дефференциальным входам электрокинетического преобразователя через патрубки 7 подаются измеряемые среды, Сигнал, пропорциональный перепаду давления в камерах 1(1 и 1(4, поступает через усилитель 9 и селектор 10 на схему 11 запоминания и далее на измеритель 17, На схеме дифференциатора 12 формируется двухполярный импульс, момент измерения полярности которого фиксируется нуль-органом 13 в момент дости Р р

3 1550342

40 угольной формы (фиг. 2в), максимальное значение изменения которого пропорционально измеряемому перепаду давлений Р .

55 жения потенциала схемы 11 запоминания уровня Е11. В момент действия сигнала отрицательной полярности от дифферен- циатора 12 на выходе формирователя 14 образуется прямоугольный импульс, поступающий в блок 16, задний фронт коI

Изобретение относится к информаци онно-измерительной технике, в частности к измерителям давления с деформа" ционным (сильфонным, мембранным) прео бр аз ов ател ем.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширения области применения путем обеспечения работы электрокинематического преобразователя давлений на постоянном потоке измеряемой среды.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства измерения перепада давлений, Устройство (фиг 1) состоит из сильфонного преобразователя 1 перепа да давлений, содержащего корпус 2, разделенный пористой перегородкой 3 с токосъемными электродами 4,и сильфонами 5. на входные Кl, К4 и рабочие

К2, К3 камеры, объем последних пар из которых, замкнутый сильфонами 5, заполнен полярной жидкостью 6 в качест ве. рабочей, и патрубки 7, соединяющие входные камеры с потоком, в котором измеряется давление управляемого клапана S, установленного между патрубками 7, и функционально взаимосвязанных усилителя 9, селектора 10 полярности импульсов, схемы 11 запоминания, дифференциатора 12, нульоргана 13, формирователей 14, 15 импульса, блока 16 управления и измерительного устройства 17.

Устройство измерения перепада дав" лений работает следующим образом, В исходном состоянии клапан 8, который в зависимости от рода потока измеряемой среды может быть электро-, пневмо-, гидроклапаном, открыт и шунтирует, электропрокинетический преобразователь (ЭКП), В этом случае во входных камерах Kl и К4 давления одинаковые, т.е. Г„ = Р„, так как гидравлическое (или пневматическое) торого соответствует моменту прекращения движения сильфонов 5, В этот момент клапаны 8 открываются и си;рь фоны возвращаются в исходное положение, начинается новый цикл измерения.

l ил, сопротивление шунтирующего канала с клапаном 8 пренебрежимо мало.

Управление схемой измерителя осуществляется блоком управления 16, По сигналу "Пуск" блока 16 (фиг. 2б) клапан 8 закрывается и благодаря интегрирующему свойству системы патрубок 7 — камера Kl (или K4) измерителя к дифференциальным входам ЭКП подводится импульсный перепад давления Р„, определяемый разностью статических давлений Р „„и Р измеряемого потока вещества, Под действием давления АР„ яшдкость перетекает через пористую перегородку 3 до прекращения движения сильфонов 5 и на электродах

4 возникает потенциал течения Е„ (фиг. 2в), определяющий измеряемое давление. Одновременно появляется упругая реакция сильфонов 5, противодействующая измеряемому давлению и в течение некоторого времени приводящая к исчезновению этого потенциала. При этом по мере развития давлений потока, поступающего в камерах Kl и К4 до,предела значений Р„, и Pqq в объекте измерения, потенциал Е+ изменяется по линейно нарастающему закону, а при их постоянстве — по падающему во времени экспоненциальному закону, т.е. на выходе ЭКП перепада давлений возникает потенциал Г практически треТокосъемные электроды 4 ЭКП подключены к входу электронного усилителя 9, предназначенного для согласования высокоомного внутреннего сопротивления ЭКП,с внешней электрической цепью. Измеряемое выходное напряжение Е+ через усилитель 9, селектор 10 поступает на схему запоминания (экстремум-детектор) 11, выполненную на основе интегратора, которнй преобразует амплитуду импульса Е+ в пропорФормула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения перепада давлений, содержащее электрокинетический преобразователь, состоящий из корпуса с подводящим патрубком, разделенного герметичной перегородкой

5 155034 циональный уровень постоянного потенциала. В схеме 12 формирование уровня постоянного потенциала происходит при линейном заряде емкости до вели5 чины измеряемого импульса, которая запоминается на время, необходимое для полного цикла измерения. Этот запомненный аналоговый сигнал подается на высокоомный вход измерительного устройства 17, градуировка которого может. быть выпЬлнена в единицах давления, до тех пор, пока схема ll не получит новую информацию.

Функциональным назначением селек- 15 тора 10 является вйделение импульсных сигналов Е+ и Е биполярного потенциала (фиг. 2в), которые, проходя по соответствукпцим цепям через преобразующие блоки, т.е ° дифференциатор 12, 20 формирователь 15 прямоугольного импульса, нуль-орган 13 и формирователь 14 прямоугольного импульса, поступают в блок 16 управления. На схеме дифференциатора 12 формируется дву- 25 полярный импульс (фиг. 2г), момент изменения полярности которого фиксируется с помощью нуль-органа 13 (фиг. 2д), соответствующий моменту достижения потенциалом схемы эапоми- 3Q нания 11 уровня Е „ (фиг. 2е). Сигнал с выхода нуль-органа 13 запускает блок управления 16 (фиг. 2ж) в течение цикла измерения, в промежутке времени которого исключается возможность разряда емкости через выходные электрические цепи. преобразователя 1.

Под действием сигнала отрицательной полярности от дифференциатора 12 (фиг. 2г) на выходе формирователя 14 4р образуется прямоугольный импульс воздействия (фиг. 2з), поступающий .в блок управления 16, задний фронт (спад) которого соответствует моменту прекращения движения сильфонов 5, 45 свидетельствуя, что отсутствует потенциал течения преобразователя 1.

После того как сильфоны 5 заняли новое равновесное динамическое состоякие, управляемый клапан 8 по сигналу блока управления 16 (фиг. 2к) открывается, вследствие чего сильфоны

5 из-за упругих сил по истечении некоторого отрезка времени возвращаются В исходное положение (весь пере- 55 местивщийся объем рабочей жидкости 6 перекачан обратно): давления в камерах Кl и К4 уравновениваются, т.е.

Рщ Р . В результате на выходе

2 6

ЭКП появляется импульсный потенциал

Е(фиг. 2в) отрицательной полярности.

За время образования спада отрицательного импульса Е, соответству.ощего исходному состоянию сильфона 5, на выходе формирователя 15 возникает прямоугольный импульс (фиге 2д)р который подводится на вход блока управления 16. Под воздействием зацнего фронта этого импульса блок управления 16 вырабатывает сигналы, действием которых экстремум-детектор 12 сбрасывается в нулевое положение путем "стирания" запомненного информационного потенциала, для чего его выход замыкается на корпус и клапан 8 переключается, т.е. закрывается, вызывая нарастание перепада давлений в камерах ЭКП до величины измеряемого потока. При этом снова автоматически начинается цикл измерения: измеряемый перепад давления постоянного потока.Р управляемым клапаном 8 преобразуется в давление, в-данном случае изменяющееся по трапецеидальному закону (фиг, 2а), в результате которого на выходе 31(II давления образуется биполярный треугольный импульс (фиг, 2в), по которому с помощью вненней электрической схемы осу-. ществляется измерение статического давления Р, Плавное изменение давления в камерах ЭКП необходимо, чтобы точно фиксировать максимальное значение изменения уровней импульсов Г» и Е .соответственно нуль-органом 14и формирователем импульса 16.

Таким образом, благодаря применению деформационного электрокинетического преобразователя с управляемым клапаном в сочетании с электронной схемой создается возможность использовать его при измерении на постоянном потоке, в результате чего исключается влияние состава, свойств и температуры контролируемой среды и поляризации электродов ЭКП на показания измерителя давления, что повьппает точность измерения, а также обеспечивает стабилизацию чувствительности датчика.

1550342

ВР

О

f n

Составитель В.ульянов

Редактор N.Öèòêèíà Техред И.Дидык

Корр ектор И. Иаксимишинец

Заказ 265 Тираж 4G8 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 на две камеры - первую и вторую, причем в герметичной перегородке установлены два сильфона с образованием полости, заполненной рабочей жидкостью, в которой размещены пористые перегородки с двумя токосъемными электродами, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения области приме" 1

1О нения пу тем обеспечения работы электрокинетического преобразователя на постоянном потоке измеряемой среды, он дополнительно. снабжен усилителем, селектором полярности импульсов, диф- 1g ференциатором, нуль-органом, двумя формирователями импульсов, блоком управления и измерителем, при этом корпус преобоазователя снабжен вторым патрубком, соединенным с второй каме- 0 рой, а между патрубками установлен шунтирующий канал с управляемым клапаном, причем оба патрубка соединены с источниками измеряемых давлений, при этом электроды преобразователя через усилитель подсоединены к входу селектора полярности импульсов, первый выход которого через первый формирователь прямоугольных импульсов подключен к первому входу блока уп" равления, второй выход через первый вход схемы запоминания подключен к входу измерителя, а третий выход селектора через второй формирователь прямоугольных импульсов и нуль-орган подключен к второму и третьему входам блока управления, при этом первый выход пульта управления подключен к входу управляемого клапана, а второй выход — к второму входу схемы запоминания .