Устройство для определения объема тела

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения объемов тел. Цель - упрощение и повышение надежности устройства. Измеряемое тело 19 помещают в поршневую полость 17 цилиндрической камеры 1. С помощью схемы 20 управления смещают поршень 3, уменьшая объем поршневой полости 17. С помощью второго задающего устройства 15 и схемы 20 управления обеспечивают колебательное движение объемов поршневой 17 и штоковой 18 полостей. Показания датчиков 7 и 8 давления сравниваются командно-вычислительным блоком 13, и в случае их несовпадения поступает сигнал на дальнейшее поступательное смещение поршня 3 и уменьшение поршневой полости 17. Повторяя операции, добиваются равенства изменения давлений в поршневой 17 и штоковой 18 полостях при равновеликом изменении их объемов. По положению поршня 3 рассчитывают объем измеряемого тела 19. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Р 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605099/10 (22) 14.11.88 (46) 07.08.91. Бюл. № 29 (75) С.Н.Гармон ников (53) 681.123(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 432344, кл. G 01 F 17/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1581845, кл. G 01 F 17/00, 20.03.89, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБЪЕМА ТЕЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения объемов тел. Цель — упрощение и повышение надежности устройства. Измеряемое тело 19 помещают в поршневую полость 17 цилиндрической камеры 1, С поИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения объемов тел, например проб грунта, при исследовании планет, имеющих многокомпонентную парогазовую атмосферу.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности устройства и его упрощение.

На фиг,1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма первого измерительного цикла функционирования устройства для определения объема тела.

На фиг.2 приняты обозначения: г1 — интервал времени выравнивания величин давлений парогазовой смеси в поршневой и штоковой полостях цилиндрической камеры после перевода поршня влево на фиксированное расстояние Ьф при откоытом пневмоклапане;

„, SU„„1668870 А1 мощью схемы 20 управления смещают поршень 3, уменьшая объем поршневой полости 17. С помощью второго задающего устройства 15 и схемы 20 управления обеспечивают колебательное движение объемов поршневой 17 и штоковой 18 полостей. Показания датчиков 7 и 8 давления сравниваются командно-вычислительным блоком 13, и в случае их несовпадения поступает сигнал на дальнейшее поступательное смещение поршня 3 и уменьшение поршневой полости 17. Повторяя операции, добиваются равенства изменения давлений в поршневой 17 и штоковой 18 полостях при равновеликом изменении их объемов, iTo положению поршня 3 рассчитывают обьем измеряемого тела 19. 2 ил.

Л0ф — изменения величины сигнала на выходе датчика положения поршня при переводе поршня влево на фиксированное расстояние Жф;

Л0Р— изменения величины сигнала на выходе датчика положения поршня при поочередном изменении объемов поршневой и штоковой полостей цилиндрической камеры на величину hVp, t< — время запоминания командно-вычислительным блоком величины давления парогазовой среды в штоковой полости в момент времени изменения ее объема на вЕличину ЛЧР, tz — время запоминания командно-вычислительным блоком величины давления парогазовой среды а поршневой полости в момент времени измерения ее объема на величину Ж/Р, tz — интервал времени сравнения командно-вычислительным блоком иэмеоен1668870

10

25

55 ных s моменты времени ц и 12 значений давлений парогазовой среды в поршневой и штоковой полостях цилиндрической камеры при изменении их обьемов на величину

Юр.

Устройство содержит цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2, поршнем 3 и штоком

4, пневмопровод 5 с пневмоклапаном 6, первый 7 и второй 8 датчики давления, датчик 9 положения поршня, привод 10 поршня, усилитель 11, узел сравнения 12, командно-вычислительный блок 13, первый

14 и второй 15 задающие устройства и сумматор 16.

Поршень 3 расположен внутри цилиндрической камеры 1 и делит ее внутренний объем на поршневую 17 и штоковую 18 полости. Исследуемое тело 19 помещается в поршневую полость 17, которая герметизируется крышкой 2.

Первый датчик 7 давления располагают в поршневой полости 17, Второй датчик 8 давления располагают B штоковой полости

18.

Пневмопровод 5 соединяет поршневую

17 и штоковую 18 полости цилиндрической камеры 1. Пневмоклапан 6 устанавливают на пневмопроводе 5. Выход первого датчика 7 . давления подсоединен к первому информационному входу командно-вычислительного блока 13. Информационный выход пневмоклапана 6 связан со вторым информационным входом командно-вычислительного блока 13, второй датчик 8давления соединен с третьим информационным входом командно-вычислительного блока

13. Первый и третий управляющие выходы командно-вычислительного блока 13 связаны cooTBGTcTBGKHQ с управляющими входами первого 14 и второго 15 задающих устройств, Выход первого задающего устройства 14 подсосдинен к первому входу сумматора 16, выход второго задающего устройства 15 подсоединен ко второму входу сумматора 16. Выход датчика 9 положения поршня связан с четвертым информационным входом командно-вычислительного блока 13 и с первым входом узла сравнения

12. Выход сумматора 16 соединен со вторым входом узла сравнения 12, Выход узла сравнения 12 соединен с входом усилителя

I1, выход которого связан с входом привода

10 поршня. Второй управляющий выход командно-вычислительного блока 13 подсоединен к управляющему входу пневмоклапана 6, Привод 10 поршня служит для перемещения поршня 3 внутри цилиндрической ка. меры 1.

Датчик 9 положения поршня предназначен для измерения местоположения поршня 3 внутри цилиндрической камеры 1.

Сумматор 16 служит для суммирования величин сигналов на первом и втором входах.

В исходном состоянии поршень 3 находится в крайнем правом положении. Пневмоклапан 6 открыт, Исследуемое тело 19 находится в поршневой полости 17 цилиндоической камеры 1.

При необходимости определения исследуемого тела 19 на первый управляющий вход командно-вычислительного блока 13 поступает сигнал "Измерение" и на его первом управляющем выходе появляется сигнал, поступающий на управляющий вход первого задающего устройства 14, которое сигналом со своего выхода через сумматор 16 и схему 20 управления привода поршня, состоящую иэ привода 10 поршня, усилителя

11, узла сравнения 12 и датчика 9 положения поршня, переводит поршень 3 из крайнего положения влево на фиксированное расстояние Аф. После выравнивания через интервал времени т1 величин давлений в поршневой 17 и штоковой 18 полостях цилиндрической камеры 1, что контролируется соответственно датчиками 7 и 8 давления, сигналы с выходов которых поступают на первый и третий информационные входы командно-вычислительного блока 13, появляется сигнал на втором управляющем выходе командно-вычислительного блока 13, который поступает на управляющий вход пневмоклапана 6 и закрывает его. Сигнал о закрытом состоянии пневмоклапана 6 с его информационного выхода поступает на второй,информационный гход командно-вычислительного блока 13, который сигналом со своего третьего управляющего входа включает второе задающее устройство 15, которое через сумматор 16 и схему 20 управления привода поршня обеспечивает поочередное равновеликое изменение объемов сначала штоковой 18, а затем поршневой 17 полостей.

Установленный в,штоковой полости 18 второй датчик 8 давления в момент времени

t> фиксирует значение давления в штоковой полости 18 при изменении ее исходного объема на величину AVp v передает измеренное значение давления Рщток Hà третий информационный вход командно-вычислительного блока 13, где оно запоминается.

Установленный в поршневой полости 17 датчик 7 давления в момент времени 12 фиксирует значение давления в поршневой полости 17 при изменении ее исходного

1668870 б Т о 2 4 порш, л II

Измерение

19 объема на величину Юр и передает измеренное значение давления Рпорш на первый информационный вход командно-вычислительного блока 13, где оно также запоминается. За интервал времени т командно-вычислительный блок 13 сравнивает измеренные давления Роток и Рпорш, и в случае их неравенства вновь на втором.управляющем выходе командно-вычислительцого блока 13 появляется сигнал, который открывает пневмоклапан 6, и вышеприведенные циклы измерения повторяются до тех пор, пока при равновеликом изменении объемов штоковой 18 и поршневой 17 полостей на величину Ж/р давления Рщ ок и

Рп,ро не будут равны. Тогда в момент достиI y жения равенства Рщток=Рпорш командно-вычислительный блок 13 на основании показаний датчика 9 давления на своем четвертом информационном входе рассчитывает искомый объем тела 19 Чт по формуле где Yo — полный объем цилиндрической камеры;

d — внутренний диаметр цилиндрической камеры 1;

1порщ конечная величина перемещения поршня 3.

Формула изобретения

Устройство для определения объема тела, содержащее цилиндрическую камеру с крышкой, поршнем и штоком, поршневая и штоковая полости которой сообщены пнев10 моприводом с клапаном и снабжены датчиками давления, и блок управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, блок управления выполнен в виде команд15 но-вычислительного блока, первого и второго задающих устройств, сумматора, узла .сравнения, усилителя, привода поршня и датчика положения поршня, причем первый и второй датчики давления, клапан, датчик

20 положения поршня подключены к соответствующим информационным входам командно-вычислительного блока, управляющие выходы которого подключены соответственно к входам клапана, первого и второго за25 дающих устройств, выходы двух последних подключены через сумматор к одному входу узла сравнения, к другому входу которого подключен датчик положения поршня, а выход узла сравнения через усилитель под30 ключен к приводу поршня.

1668870 впалый уломай удуший ко коман но- blvvcлигпельного бяока 13

Сигнал, измерение .Выход пероого задающего устройстоа 19

u дыход датчика 9 по лажения поршня

1 I 1 1! 1! ! 1

1г

I информационный Выход пневмоклапана 8!

l

I д

Сигнал на Выходе

Выход Второю„задр„ „ его уст ройстоа 75

Фиг. 2

Составитель О.Хоружий

Редактор Г,Наджарян Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Заказ 2650 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

ыход командно- бычис. штельноео блока g

8mopoD упра Вляющий

LIx0B командно-Вычислительного блока 13

1 ernuu упраВляющий

ыход командно- Вы-, числительного Глока13

1 ! ! !

1 !

Сигнал на Включение перВого задщощего устройств ц

Сигцал на выходе пероого задающего устроистВа 1ч

Сигнал иа Выходе датчика 9поло,кения

Сигналы управления пнебмокла паном 6 :

1- зал.рьнпь

2- открыть

Сигнал на инфориа иионном Выходе пнеВмокп апана8:

Сигнал на Ьключ.

Второго задаюцего gcmpoucmoa 15