Меточный датчик скорости потока газа

 

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 P 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ биг.7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 4701835/10 ,. (24 95.06. 89 (46) 15,03.92. Бюл. М 10 (71) Днепропетровский горный институт им., Артема (72) В.А.Бойко, Г.А.Мирошник, В.Е,Фрундин, В.Г.Марченко и Е.В.Поляков . (53) 681.121(088.8)

1(56) Агейкин Д.И. Датчики контроля и регу- ,лирования. М.: Машиностроение, 1965, с.

744.Авторское свидетельство СССР, М 1582014, кл, G 01 F 1/68, 1988., (54) МЕТОЧНЫЙ ДАТЧИК СКОРОСТИ ПО; ТОКА ГАЗА

; (57) Изобретение относится к горной про: мышленности и может быть использовано

»5U 1720021 А1 при измерении малых скоростей движения воздуха в горных выработках. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет линеаризации характеристики датчика. Меточный датчик скорости потока газа формирует частотный выходной сигнал, генератор тепловых меток

2 формирует в измеряемом потоке метку, регистрируемую с помощью терморезистора 3, включенного в одно из плеч измерительной мостовой схемы. Реверсивный счетчик 9 и суммирующий счетчик 10 при измерениях позволяют обеспечить цикл работы, исключающий влияние длительности импульсов запуска тепловой метки на выходную частоту устройства. 2 ил.

1720021

Изобретение относится к горной про- решения счета суммирующего счетчика 10. мышленности и может быть использовано Прямой выход триггера 13 подключен к вхопри измерении малых скоростей движения ду управления реверсивного счетчика 9, а воздуха в горных выработках. R-вход триггера 13 — к выходу формироватеИзвестен работающий на частотном 5 ля импульсов 7, принципе меточный датчик расхода. Устройство работает следующим обраНедостатком этого устройства является зом. нелинейность его градуировочной характе- При измерении первый одновибратор ристики из-за влияния длительности им- 14 формирует импульс, длительность котопульса генератора меток на частоту 10 рогообеспечиваетзапускгенераторатепловыходного сигнала. вых меток через импульсный усилитель 16.

Наиболее близким по технической сущ- Генератор 2 при этом формирует тепловую ности к предлагаемомуявляетсяустройство метку, которая переносится потоком в наизмерениярасходагаза,такжеработающее правлении терморезистора 3. Тот же имна частотном принципе. Устройство содер- 15 пульс первого одновибратора 14 триггер 13 жит генератор тепловых меток, подключен- переводит в единичное состояние триггер ный к выходу импульсного усилителя, 13, удерживает в нулевом состоянии ревермостовую схему регистрации меток, в одном . сивный счетчик 9 и разрешается отсчет имиз плеч которой включен помещенный в пульсов с выхода высокочастотного контролируемыйпотоктерморезистор,фор- 20 генератора 8 суммирующим счетчиком 10, мирователь импульсов, первый и второй од- который предэарительно сбрасывается по новибраторы, триггер. импульсу второго одновибратора 15, По

Недостатком этого устройства также яв- окончании импульса одновибратора 14 сумляется нелинейность градуировочной ха- мирующий счетчик 10 зафиксирует число, рактеристики, наличие в ней разрыва из-за 25 соответствующее длительности этого имрегистрации метки посредством двух тер- пульса NM. По окончании импульса одновибморезисторов мостовой схемы. ратора 14 реверсивный счетчик 9

Цель изобретения — повышение точно- производит отсчет импульсов с выхода высти измерения путем ленеаризации харак- сокочастотного генератора 8 и при уравнитеристики датчика. 30 вании чисел в счетчиках 9 и 10 на выходе

На фиг. 1 приведена функциональная схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 возникает схема датчика; на фиг. 2 — временные диаг- сигнал лог. "1", который однако не проходит раммы,поясняющие его работу. через элемент 2И 12, так как на его второй

Меточный датчик скорости потока газа вход подан сигнал лог; "0" с инверсного содержит воздушный канал 1, э котором ус- 35 выхода триггера 13. тановлены генератор 2 тепловых меток, вы- Прохождение меткой терморезистора 3 полненный, например, в виде тонкой нити вызывает появление на выходе мостовой из высокоомного провода и терморезистор схемы сигнала куполообразной формы и в

3, включенный в одно из плеч мостовой схе- момент максимума сигнала узел 7 выдает мы.B других плечах мостовой схемы вклю - 40 импульс, который поступает Hà R-вход тригчены резисторы 4, 5 и 6. К диагонали моста гера 13, переводя его в нулевое состояние, подключен формирователь импульсов 7. а реверсивный счетчик 9 в режим вычитаВыход генератора высокочастотных им- ния, Работа реверсивного счетчика 9 в этом пульсов 8 подключен к счетным входам ре- режиме продолжается до тех пор, пока соверсивного счетчика 9 и суммирующего 45 держащееся внемчислостанетравнымчиссчетчика 10, Первая группа входов схемы лу Nn, зафиксированному суммирующим равнозначность 11 подключена к выходам счетчиком 10. При этом на выходе схемы реверсивного счетчика 9, а вторая ее группа РАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 возникает сигнал входов — к выходамсуммирующегосчетчика лог. "1", поступающий теперь через откры10. Первый вход элемента 2И 12 подключен 50 тый элемент 2И 12 на входы одновибратора к выходу схемы PABH03HAЧНОСТЬ 11, а 14 и 15, вызывая их срабатывание. В дальвторой вход элемента 2И 12 — к инверсному нейшем цикл работы устройства повторяетвыходу RS-триггера 13. Выход. элемента 2И ся.

12 подсоединен к входам первого и второго Как видно из временных диаграмм раодновибраторов 14 и 15. Выход одновибра- 55 боты счетчиков 9 и 10 (фиг. 2 д, е) за время тора 15 подключен к Й-входу суммирующего действия импульса с выхода одновибратора счетчика 10, Выход первого одновибратора 14 в суммирующий счетчик 10 записывается

14 подключен к входу импульсного усилите- число ля 16, S-входу триггера 13, установочному N< = 1гТи, входу реверсивного счетчика 9 и входу раз- где fr — частота импульсов генератора 8.

1720021

Число импульсов, отсчитываемых реверсивным счетчиком 9 за время работы в режиме суммирования определяется временем транспортирования ядра метки от генератора к приемнику 5

Йтр = тгТтр . (2)

Число импульсов, поступающих в реверсивный счетчик 9 за время работы в режиме вычитания выч.= тр Йи = б(Ттр -Ти) . (3) 10

Время его работы в режиме вычитания

1 выч Ттр Ти чвыч

fr

Как следует из временной диаграммы 15 работы реверсивного счетчика 9 (фиг. 2 д), время полного цикла его работы равно сумме времени импульса Ти, времени его работы в режиме суммирования и в режиме вычитания 20

Т = Ти + Ттр + (Ттр - "и) = 2Ттр (5)

Так как время цикла работы реверсивного счетчика определяет период следования импульсов запуска меток, используемых в качестве выходного сигна- 25 ла датчика, из формулы (5) следует, что их частота равна

2 Т, 2д

1 (6) и линейно, зависит от скорости потока ч, З0 поскольку определена только временным транспортированием.

Формула изобретения

Меточный датчик скорости потока газа, содержащий генератор тепловых меток, подключенный к выходу импульсного усилителя, мостовую схему регистрации меток, в одном из плеч которой включен помещенный в контролируемый поток терморезистор, формирователь импульсов, связанный с выходом мостовой схемы регистрации меток, RS-триггера с входом импульсного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены генератор импульсов, реверсивный счетчик, суммирующий счетчик, схема РАВНОЗНАЧНОСТЬ, схема 2И, первый и второй входы которой подключены соответственно к выходу схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ и инверсному выходу RS-триггера, выход схемы

2И подключен к входам первого и второго одновибраторов, выход первого однавибратора дополнительно соединен с S-входом

RS-триггера, установочным входом реверсивного счетчика и входом разрешения счета суммирующего счетчика, прямой выход

RS-триггера соединен с входом управления реверсивного счетчика, R-вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а первая и вторая группы входов схемы РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены соответственно к выходам реверсивного и суммирующего счетчиков.

1720021 иц

< опт

jap.p

Игк

Ж5

Составитель М.Тихонов

Редактор М,Недолуженко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 770 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