Газодинамическое устройство для определения объема тел

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения объема тел неправильной формы. Цель изобретения - повышение точности измерения. Если в измерительную камеру 9 помещено тело неизвестного объема, то объем камеры будет меньше номинального, и на элементе 17 сравнения, выполненном в виде фазового детектора, будет сдвиг физ. Сигнал элемента 17 сравнения поступает на триггер 20, который через коммутатор 21 включает шаговый двигатель 22. Вал последнего поворачивается, перемещая через винтовую передачу 24 поршень 25 влево, т.е. на уменьшение объема эталонной камеры 10. Циклическое перемещение поршня 25 влево и процессы выпуска - впуска повторяются до тех пор, пока элемент 17 сравнения не зафиксирует совпадение фаз. Устройство отключается, и объем тела определяется как разность номинального объема измерительной камеры 9 и объема по счетчику 23. На протяжении всего измерения с помощью гидролинии 26 штоковую полость эталонной камеры 10 поддерживают заполненной вязкой несжимаемой жидкостью, что позволяет избежать просачивания газа из рабочей полости эталонной камеры в штоковую и т.о. повысить точность измерения. 1 ил.

Гч)с G 01 F 17/00

ГОСУДАРСТВЕ НГ 1ЫИ KOMVI I ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРИ гкнт cccv

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

COK)3 СОНЕ ГСКИХ

СОЦИЛЛИС И IEСКИХ

Р Г C I I V h f I ll K а.".» ..Ф (61) 1315812 (21) 4474546/24 (22) 18.05,89 (46) 30.08.91. Бюл. ¹ 32 (71) Ковровскии филиал Владими,)ского политехнического института (72) Н,А.Можегов, В.П.Косоруков, М.А.Тарасов, Ю.П.Ильиных и Н.Г.Солошенко (53) 531. 732(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1315812, кл. G 01 F 17/00, 1985. (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЬЕМА ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения обьема тел неправильной формы. Цель изобретения -- повышение точности измерения, Если в измерительную камеру 9 помещено тело неизвестного объема, то объем камеры будет меньше номинального, и на элементе 17 сравнения, Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. hk 1315812, Целью изобретения является повышение точности измерения объема.

Устройство содержит источник 1 постоянного перепада давления, первый 2, второй 3 и третий 4 дроссели, первый 5, второй

6, третий 7 и четвертый 8 электропневмоклапаны, установленные на входах и выходах пневмолиний измерительной 9 и эталонной

10 камер, рабочие полости которых сообщены с первым 11 и вторым 12 сигнализаторами давления. Два выхода первого

„„Я „„1673850 А2 выполненном в виде фазового детектора, будет сдвиг фаз. Сигнал элемента 17 сравнения поступает на триггер 20, который через коммутатор 21 включает шаговый двигатель 22. Вал последнего поворачивается, перемещая через винтовую передачу

24 поршень 25 влево, т.е. на уменьшение обьема эталонной камеры 10. Циклическое перемещение поршня 25 влево и процессы выпуска-впуска повторяютсо до тех пор, пока элемент 17 сравнения не зафиксирует совпадение фаз. Устройство отключается, и обьем тела определяется как разность номинального объема измерительной камеры

9 и объема по счетчику 23. На протяжении всего измерения с помощью гидролинии 26 штоковую полость эталонной камеры 10 поддерживают заполненной вязкой несжимаемой жидкостью, что позволяет избежать просачивания газа из рабочей полости эталонной камеры в штоковую и т.о. повысить точность измерения. 1 ил. сигнализатора 11 давления последователь- (д) но соединены с входом запоминающего ус- Q() тройства 13 и первыми входами первого 14 (Я и второго 15 коммутаторов. Два выхода сиг- С) налиэатора 12 давления соединены с вторыми входами коммутаторов 14 и 15. Один выход коммутатора 15 через генератор 16 прямоугольных импульсов соединен с элементом 17 сравнения через делитель 18 импульсов и генератор 19 прямоугольных импульсов. Выход элемента 17 сравнения через триггер 20 и третий коммутатор 21 соединен с шаговым двигателем 22, Один конец вала шагового двигателя 22 соединен со счетчиком 23, а другой конец через пере1673850 дачу 24 винт-гайка — co штоком поршня 25, установленного в эталонной камере. Первыи, второй, третий, четвертый выходы комму1атора 14 включены в линию управления электропневмоклапанами 5 8. К штоковой полости эталонной камеры 10 подключена гидролиния 26 r. последовательно размещенными на ней резервуаром?7 с рабочеи жидкос гью, гидронасосом 28 и клапаном 29, входы которых подключены к вгяходу третьего коммутатора 21, Устройство работзет спедуюгцим образом, Исходное положение поргпня 25 эталонной камеры 10 — крайнее правое, при

:310M рабочий обьем (до поршня) эталонной кзмеры максимален. (Объем эталонной кзмерьl показывает счетчик 23 в зависимости о положения поршня 25 в камере 10) Ход передачи винт-гайка выбран 1зким образом, чтобы при крайнем правом попо кении поршня эз ним оставалась некоторая гарантированная полость, обьем ко1орои заполнен рабочей жидкостью, например индус1ризльным маслом. Заполнено маслом и рзбочее пространство, подсоединенное к зтои полости, tèäðoëèttèè 26 до клапана 29. При тзком положении поршня

25 элок ропневмокпзпзны 6 и 8 и кнзпан 29 закрьt Tbt. а эпектропневмоклапаны 5 и 7 открыты, и воздух от источника 1 постоянного перепада дзвпения через дроссепь 2 по.тупает в измерительную кзмеру 9, в которую помегцено тело с неизвестным обьемом Vt.

Давление в измерительной камере 9 начинает постепенно повышаться. Б момент достижения выбранного мини лзпьногo давления Р « замыкается нижний контакт сигнзпизэторз 11 давления и включается нз

"заряд ззноминзющее устройство 13. Давление в измерительной камере 9 продолжает повышаться до заданного максимального значения Рмахс При достижении Р ;„, замыкается верхний контакт сигнзлизатора

11 д, пения, отключается запоминающее

yet pot;<. lo 13, заряд которо о длился нз протяжении времени tt, Одновременно сигнал подается на комму1атор 14, нз закрытие эпектропневмоклапанов 5 и 7 и открытие электропневмоклапана 8. Г1осле открытия электропневмоклапана 8 воздух от источника 1 постоянного перепада давления через дроссель 2 начинает поступать в эталонную камеру 10, и давление в ней начинает постепенно повышаться. Так как полость камеры

10 за поршнем 25 и рабочая полость гидролинии 26 до клапана 29 полностью заполнены несжимаемой рабочей жидкостью, вязкость которой значительно выше вязкости воздуха, а клапан 29 закрыт, утечки воздуха из рзбочего обьемз эталонной емкости в пространство зз поршень и и окружающую среду исключаются.

Когда давление в эгзпонной камере 10

5 достигнет Р к;, замыкаются верхние контакты сигнзлизаторз 12 дзвления, с которо о сигнал подается на коммутатор 15, и он включает генератор 19 прямоугольных импульсов. С последнего сигнал через дели10 тель 18 поступает на второи вход элемента

17 срзвнения, которнй выполнен нэ базе фазового детектора так, что при замкнутых верхних контактах сигнзлизатора 11 давления нэ втором входе фазового детектора15 логический ноль. Поэтому сигнал поступивший на второй вход элементз 7 сравнения от генератора 19 через делитель 18, не воспринимается.

Одновременно сигнал с верхних контак20 tntt сигнзпиззтора 12 давления поступает на комму1з1ор 14, которыи закрывает электропневмокпзпан 8 и открывает эпектропневмокпзпаны 6 и 7. Давление в измерительной

9 и эталонной 10 камерах на инзет падать

25 1зк как воздух из них через дроссепи 3 и 4 выходит в атмосферу, Г1ри этом давление в эталонной камере падает быстрее, так как она меньшего обьемз При достижении давления Р „„замыкается нижний контакт сиг30 нзпиззторз 12 давления, с которого сигнал идет на коммутатор 14, и он закрывает электропневмоклапэн 7 и г, крывает электропневмокпапан 8 Давление в эталонной камере начинает возрас1ать и при достиже35 нии Р „, замыкаются верхние контакты си нализзгорз, с которого сигнал подается нз коммутзтор 15, опять вкпючзющии генератор 19 прямоугольных импульсов, и сигнзп с него через делитель 18 поступает на

40 второй вход элемента 17 сравнения. Так как верхние контакты сигнализатора 11 давления к этому времени разомкнуты, на втором входе элемента 17 сравнения в этот момент — логическая единица. Поэтому сигнал, раз45 деленный делителем 18, элементом сравнения воспринимается, Одновременно при замыкании верхних контактов сигнапиэатора 12 давления подается сигнал на коммутатор 14, который закрывает

50 эпектропневмоклапан 8 и открывает электропневмокпапан 7, и цикл операций повторяется.

B измерительной камере 9, параллельно с работой эталонной камеры по цикличе55 скому впуску и выпуску воздуха, давление продолжает падать и при достижении P«„ замыкаются нижние контакты сигнализатора 11. Сигнал с него поступает на запоминающее устройство 13 и коммутатор 14. Время выпуска воздуха из измерительной камеры

1673850

9 до давления Р мин равно 72 . Си(нал с коммутатора 11закрываг < <лектропневмоклапан 6

В момент окончательной разрядки запоминающего устройс<ва 13 сигнал с него поступает на коммутатор 15, который включает генератор 16 прямоугольных импульсов, и сигнал с него поступает на первый вход элемента 17 сравнения, определяющий сдвиг фаз конечных фронтов импульсов, поступивших с генераторов 16 и 19 за время тр + ti

Если в измерительную камеру 9 помещено тело неизвест <ого объема, то объем камеры меньше номинального, на элементе сравнения 17, выполненном в виде фазового детектора, имеется сдвиг фаз. и сигнал с элемента сравнения при такой полярности сдвига фаз поступает на триггер 20, который через коммутатор 21 одновременно включаег шаговыи двигатель 22, гидронасос 28 и открывает клапан 29 Вал двигателя 22 поворачивается. перемещая через винтовую передачу 24 поршень 25 влево, т.е. <а уменьшение объема эталонной камеры 1::), В момент остановки двигателя 22 гидронасос 28 отключается, а клапан 29 закрывается. Таким образом, штоковаа полость эталонной камеры 10 и рабочее пространство гидролинии 26 до клапана 29 остаются полностью заполненными рабочей жидкостью, исключая утечки воздуха из рабочего объема эталонной емкости.

Циклическое перемещение поршня 25 влево и процессы впуска и выпуска повторяются до тех пор. пока элемент 17 сравнения не зафиксирует говпадение фаз, В этом случае устроигтво отключается, и объем измеряемого тела определяется как разность номинального обьема измерительнои камеры 9 и обьема

При перемещении поршня вправо одно5 временно с включением шагового двигателя

22 открывается клапан 29 и избыток жидкости из штоковой полости эталонной емкости

10 по гидролинии под давлением, создаваемым поршнем, перемещается в резервуар

10 27. После выключения шагового двигателя клапан 29 закрывается, оставляя полностью заполненными жидкостью участок гидролинии до клапана 29 и штоковую полость эталонной камеры 1О.

15 Использование изобретения позволит значительно повысить точность измерения объема тел. Точность повышается вследствие того, что утечки воздуха через подвижные соединения эталонной камеры

20 исключаются, так как штоковая полость эталонной камеры полностью заполнена вязкой рабочей жидкостью, исключающей проникновение воздуха из рабочей полости эталонной камеры 10 в штоковую полость.

25 Формула изобретения

Газодинамическое устройство для определения объема тел по авт.св. N. 1315812, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения точ30 ности измерения, оно снабжено последовательно ь но соеди не н н ы ми резервуаром с рабо <ей жидкостью, гидронасосом и клапаном, выход которого соединен со штоковой полостью

35 эталонной камеры, причем управляющие входы гидронасоса и клапана подключены к выходу третьего коммутатора.

1673850

Составитель О. Хоружий

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Т. Орловская

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

Заказ 2909 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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