Устройство для измерения расхода газа

 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения малых расходов газа. Целью изобретения является расширение диапазона измерения расходомера. Электронная схема сравнивает время переноса метки от генератора 2 к первому терморезистору 3 с установленным пороговым значением и, если время переноса больше этого значения, метку регистрируют первым терморезистором 3, если время переноса меньше порогового значения, метку регистрируют вторым терморезистором 4. Пороговое значение времени переноса метки устанавливается длительностью импульса одновибратора 19. Для того, чтобы градуировочная характеристика расходомера не изменилась при регистрации метки первым 3 или вторым 4 терморезистором, в схему устройства введены делитель 20 частоты с коэффициентом деления, равным отношению расстояний соответственно от второго 4 и первого 3 терморезисторов до генератора 2 метки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„Я0„„15 2 (5>)$ С 01 F 1/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР

К Д ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4441 309/3 1-10 (22) 20.06.88 (46) 30.07.90. Бюл, 11 - 28

";7!) Днепропетровский горный институт им, Артема (7?) В,A,Áîéêî, Г.А.Мирошник, В.Е.Фрундин и Е.В,11оляков (53) 681 ° 121(088 ° 8) (5б) Заявка Великобритании

У 1459448, кл. G 01 F 1./115, 1987, Авторское свидетельство СССР

М- 514199, кл, G Ol F 1/00, 1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА (57) Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения малых расходов газа, Целью изобретения является расширение диапазона измерения расходомера, Электронная схема сравнивает время

2 переноса метки от генератора 2 к первому терморезистору 3 с установленным пороговым значением и, если время переноса больше этого значения, метку регистрируют первым терморезистором 3, если время переноса меньше порогового значения, метку регистрируют в "opbw терморезистором 4 ° Пороговое значение времени переноса метки устанавливается длительностью импульса одновибратора 19, Для того, чтобы градуировочная характеристика расходомера не изменилась при регистрации метки первым 3 или вторым 4 терморезистором, в схему устройства введены делитель 20 частоты с коэффициентом деления, равным отношеиию расстояний. соответственно от второго

4 и первого 3 терморезисторов до генератора 2 метки, 3 ил, !

582014

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения малых расходов газа, Цель изобретения — расширение диапазона измерений, 5

На фиг.l приведена структурная схема устройства измерения расхода; на фиг..2 и 3 - временные диаграммы работы устройства при малых и боль,ших величинах расхода соответственно, Расходомер состоит иэ корпуса рас ходомера 1, генератора 2 тепловых меток, первого 3 и второго 4 термо,реэисторов, первого 5 и второго 6 ре .зисторов, усилителя 7, выпрямителя 8, определителя 9 полярности, экстрематора 10, первого одновибратора 11, первого 12 и второго 13 элементов 3 И, триггера 14, второго элемента 2 20 ИЛИ 15, третьего одновибратора 16, )! второго однрвибратора 17, импульсно го усилителя 18, четвертого одновиб ратора 19, делителя 20 частоты и первого элемента 2ИЛИ 21. 25

При измерении малых величин расхода устройство работает следующим образом (см, фиг,2), При включении устройства в работу одновибратор 16 выдает кратковременный импульс,,который усиливается импульсным усилителем 18, и генератор

2 формирует тепловую метку, Метка переносится потоком и осуществляет . кратковременный разогрев терморе35 зистора 3. Сигнал разбаланса моста волнообразной формы, имеющий положительную полярность, проходит через

:усилитель 7 и поступает на определи тель 9 полярности, который устанав-. g . ливается в режим ограничения сигнала на положительном уровне. По переднему фронту сигнала на прямом выходе определителя 9 полярности срабатывает одновибратор 17 и переводит триггер 14 в нулевое состояние, Сигнал на выходе выпрямителя 8 повторяет сигнал с выхода усилителя 7, причем вершина волны соответствует прохождению ядра метки через терморезистор

3, При достижении выходным сигналом экстремума на выходе экстрематора 10 возникает сигнал логической "1" и одновибратор 11 выдает кратковременный импульс.

Одновременно с запуском тепловой метки генератором 2 по переднему фронту импульса однсвибратора 16 срабатывает одновибратор 19 и выдает им" пульсный сигнал "0", длительность которого определяет пороговое значение времени переноса метки от генера. тора к приемнику, при котором регистрация метки производится первым

3 или вторым 4 терморезисторами, Если импульс "0" с выхода одновибратора 19 заканчивается до момента регистрации метки, сигналом "1" с выхода одновибратора 19 и сигналом "1" с прямого выхода определителя 9 полярности элемент 3 И 12 подготовлен к пропуску импульса с выхода одновибратора !1 íà S-вход триггера 14.

Элемент ЗИ 13 при этом закрыт сигналом "0" с инверсного выхода определителя 9 полярности. При регистрации метки импульс с выхода одновибратора

1l проходит через элемент ЗИ 12 на

S-вход триггера 14 и переводит его в единичное состояние. По переднему фронту сигнала с прямого выхода триг" гера 14, прошедшего через элемент

2ИЛИ 15, срабатывает одновибратор

16 и его импульсом, поданным на вход импульсного усилителя 18, производится запуск следующей метки, Сигналом

"0" с инверсного выхода триггера 14 накладывается запрет на прохождение сигнала через элемент ЗИ 13. С приходом следующей метки цикл работы устройства повторяется, При измерении больших .величин расхода, когда время переноса метки от генератора до первого терморезистора

3 меньше длительности импульса одновибратора 19, устройство работает следующим образом (см, фиг,3).

Аналогично описанному ранее, тепловая метка осуществляет кратковременный разогрев терморезистора 3, сигналом с выхода усилителя 7 определитель 9 полярности переводится в состояние ограничения сигнала на положительном уровне и по переднему фронту сигнала на его прямом выходе срабатывает одновибратор 17, переводя триггер 14 в нулевое состояние, В момент экстремума сигнала регистрации метки одновибратор 11 выдает. кратковременный импульс, который поступает на первые входы элементов

ЗИ 12 и 13. Однако элемент ЗИ 1 2 при этом закрыт импульсом "0" с выхода одновибратора 19, а элемента ЗИ

13 закрыт сигналом "0" с инверсного выхода определителя 9 полярности. Таким образом, если время переноса

5 15820 метки от генератора к первому терморезистору 3 меньше длительности импульса "0" с выхода одновибратора

19, прохождение метки через первый терморезистор 3 устройством не ре5 гистрируется. Тепловая метка движется дальше по каналу датчика и осушествляет кратковременный разогрев второго терморезистора 4. Сигнал разбаланса моста, имеющий отрицательную полярность, проходит через усилитель

7 и устанавливает определитель 9 полярности в режим ограничения сигнала на отрицательном уровне. Выпрямитель

8 изменяет полярность входного сигнала на положительную, аналогично описанному ранее экстрематор 10 и одновибратор 11 формируют кратковременный импульс в момент прохождения яд- 20 ра метки. Этот импульс проходит через открытый. элемент ЗИ i 3, элемент

2ИЛИ 15 на вход о.,новибратора 16, который формирует импульс на запуск следующей метки. С приходом следую- 25 щей метки цикл работы устройства повторяется.

Частота говторения меток при их регистрации первым терморезистором определяется по формуле 30

@ SL (4) Q

SЬL, !

Формула изобретения

ы

$? (2) 45

55 где Q — - расход газа;

S — - сечение внутреннего канала расходомера;

L — расстояние от генератора меток до первого термореэистора, Частота повторения меток при их регистрации вторым терморезистором определяется по формуле где Lq — расстояние от генератора меток до второго терморезистора, С целью получения неразрывной градуировочной характеристики расходомера в качестве выходного сигнала устройства следует принять частоту повторения меток при их регистрации вторым терморезистором и частоту повторения меток, деленную на коэфЕ фициент Кда = — при их регистраL, ции первым терморезистором. В схеме устройства эта операция осуществляег

14 б ся узлом, содержащим делитель 20 частаты с коэффициентом деления Кде — и элемент 2ИЛИ 21, При измерен

Ь нии малых расходов газа, когда метки регистрируются первым терморезистором, импульсы с выхода элемента ЗИ

12, пройдя через делитель 20 и элемент 2ИЛИ 21, поступают на выход устройства и частота импульсов на выходе

f

Е (3)

8 1 дел 8 < -а 8 й

При измерении больших расходов газа импульсы с выхода элемента 3 И

13, пройдя через элемент 2ИЛИ 21, поступают на вход устройства и их частота ранна

Таким образом, градуировочная характеристика расходомера не изменяется при регистрации метки первым или вторым терморезистором, В зависимости от нижнего и верхнего пределов измеренного расхода, а также свойств газа, расход которого измеряется, выбирают требуемые расстояния Li Lg и длительность импульса одновибратора 19 °

Устройство для измерения расхода газа, содержащее генератор тепловых меток, соединенный с импульсным усилителем, мостовую схему, плечами которой являются первый и второй резисторы, и помещенные в поток первый и второй терморезисторы, усилитель, подключенный к диагонали моста, выход которого последовательно соединен с выпрямителем, экстрематором и первым одновибратором, и подключенный к выходу усилителя определитель полярности, о r л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены первый и второй элементы И, второй, третий и четвертый одновибраторы, первый и второй элементы ИЛИ, RS-триггер и делитель частоты, а оба терморезистора расположены по одну сторону генератора меток по направлению потока, причем первые входы первого и второго

1582014

Составитель В,Шатунов

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор Н, Киштулинец

Заказ 2080 Тираж 551 Под пи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 элементов И соединены с выходом первого одновибратора, вторые входысоответственно с прямым и инверсным вь1ходами определителя полярности, вход второго одновибратора соединен с прямым выходом определителя полярности, а его выход — с R-входом RSтриггера, выход первого элемента И соединен с S-входом RS-триггера и с входом делителя частоты, первые входь| элементов ИЛИ соединены соответстМнно с выходом делителя частоты и прямым выходом RS-триггера, их втоpbte a oe HHeHb BbtxopoM второго элемента И, выходы первого элемента ИЛИ являются выходом устройства, а выход второго элемента ИЛИ через третий одновибратор соединен с вхо-. дом импульсного усилителя непосредственно, а с третьим входом первого элемента И вЂ” через четвертый одновибратор, при этом третий вход второго элемента И соединен с инверсным выходом RS-триггера.