Устройство для измерения скорости потока газа
Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит: генератор 1 тепловых меток, терморезисторы 2 и 3, резисторы 4 и 5, усилитель 6, опорный генератор 7, делитель 8 частоты, суммирующий счетчик 9, вычитающий счетчик 10, импульсный усилитель 11, RS-триггер 12, выпрямитель 13. экстрематор 14, одновибраторы 15 и 18, регистр 16, элемент ИЛИ 17, 1-11-12-15-14- 13-6-2-4-5-3-2:7-9-16-10-17-18-10:7-8-13:12- 10: 12-16. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ч >s G 01 P 5/12
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 1
i(e
С) (1 в
3 (21) 4775630/10 (22) 27.11.89 (46) 07.12.92. Бюл; М 45 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) В.А.Бойко, Г,А.Мирошник, В.Е.Фрундин, B.Ã.Ìàð÷åíêo, Е.В.Поляков, И.B.Áðèê.
Л.А,Фруман и Л.Г.Овсейко (56) Авторское свидетельство СССР
Nå 1582014, кл, G 01 F 1/68, 1988.
Авторское свидетельство СССР
N 1719905, кл, G 01 Р 5/12, 1991.
„„5U „„1780017 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА (57) Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит: генератор 1 тепловых меток, терморезисторы 2 и 3, резисторы 4 и
5. усилитель 6, опорный генератор 7, делитель 8 частоты, суммирующий счетчик 9, вычитающий счетчик 10, импульсный усилитель 11, RS-триггер 12, выпрямитель 13, экстрематор 14, одновибраторы 15 и 18, регистр 16, элемент ИЛИ 17, 1-11-12-15-1413-6-2-4-5-3-2; 7-9-16-10-17-18-10: 7-8-13; 1210; 12-16. 1 ил.
178001 7! !В00i)81 ение отнс сится к Горной промы ш/lенн Осiè, а им8нно к 1/стройствам для изморе!!ия малых скоростеи движения газо8010 LOOTOI(rl B f OpHblX выработках MBTOLIHbffi>f ! 1(- : ГОДОМ, I -;BВ8cTB0 устройство для измерения расход" за, формирующее сигнал для запус«B следу!Ощей метки при регистрации предL!q>/f. ..:,8é, Частота генерации меток в TBКОМ LJCT ) OifCYB8, Я ВЛЯIОШВЯСЯ 8ГО ВЫХОДНЫМ с if IIBnof пропорциональна скорости потока, ! о позволяет легÄo осуществлять индикаци;0 из!1е,")яемой величины, 1 !8(!Ос Гатками такоГО устройства яВляю:!ся зависимость энергопотребления от
С1; pOOTL1 измеряемого потока, а так>ке низ,;;)» НВДЕ>::(НОСт!ь СВЯЗаННаЯ С ВОЗМОЖНО тЬЮ !.01,1ва !18>кима! автогене!)ации, если не за" фи!<сирое(!а предыдущая метка, или неограни ILB .о долгого сущестBoвания режима.
:огд;-.. !cnедствие ложных срабатываний .хе:":ы В пространстве между генератором и реп,;. ра Гс!ром находятся дB8 и более тепло:.bI: .!Оток.
Н Bêáon88 близким по технической сущ:!Осги .Вллется устройство для измерения
oB1c>(од» га=-!а меточным методом, содержа С(:" C, !FTOj) ТОПЛОВЫХ МЕТОК, TBPi40PBÇÈс. 0:. if(nf аченный B мостовую схему (;:.Яитель сигнала мостовой схемы, экстреi fO!)..„Д.:OВИОРатOР, ГЕНЕРатОР BÛCOI(O×Bс 0 !.ь!х импульсов. делитель частоты.
> ;::,!!ул! с:-;ый усилите/(ь, RS-триггер и суммиi:, I,L). (i1i С"-:BÒBIL ii ..
".с-э-ойстьг) работает в режиме периодио зэf!уска меток независимо от скорос г:/, .:-Г. Ii>p>IBI>10! 0 потока и Обладает с:абн !!л-:.ь!м энергопотреблением, а также !.овь щенной надежностью. T,fc сбой В его раб)ото- не Влияет на последующие циклы ,;;>!8ÐÅÍÈß, Вмес-ге с тем, такое устройство обладаВT суо(ес!;8flíff ;: недостатком: получаемая результа ге из- !ерения величина — время трап(: !ортирования метки. которая В виде
ЧИ С/! а За \ИСЫ Ба TCB B СУММИ РУ!0(п!ИЙ СЧ8Т ! ик, находится В Обоатной заВисимос)и QT гко;,ocTIn 00Tof<а газа. /!л!я нахождения скорости потока по измеренному времени грс)нсilорт!1pования метки ребуются Вы числен!!я, Выполняемые вручную либо с помощью ЭБМ.
I.!е/!ь!О изобретения Является повышение быстродействия за счет ycT pBH8íèß ! ром 8>кут очны (8bf÷èc/18íèé.
Поставленная цель достигается за счет
fÎ А, «то В устройстве для измерения скороГ.ги ffoTof газа, содержащем генератортепловы;; меток, Llo(LI<ëfî÷8ííый к выходу имг!у/1ьсьfîfo усилителя. Вход KÎTÎðîã0 под10
4Г
55 ключен к выходу делителя частоты и R-входу суммирующего счетчика, мостовую схему регистрации меток, к измерительной диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель, выпрямитель, экстрематор, первый одновибратор, R-вход RSтриггера, S-Вход которого связан через делитель частоты с опорным генератором и счетным входом суммирующего счетчика. и второй одновибратор, к выходу суммирующего счетчика подключены последовательно соединенные регистр, вычитающий счетчик и элемент ИЛИ, при этом выход
RS-триггера связан с С-входом суммирующего счетчика и импульсным входом ввода числа регистра. выход опорного генератора подключен к счетному входу вычитающего счетчика, к входу ввода числа которого подключен выход второго одновибратора, вход которого подключен к выходу элемента
ИЛИ, На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения скорости потока газа.
Устройство содержит воздушный канал, в котором установлен генератор 1 тепловых меток, выполненный в виде тонкой нити из высокоомного провода, и два терморезистора 2 и 3, установленные симметрично относительно генератора 1, Резисторы 4 и 5 образуют с терморезисторами 2 и 3 мостоВую схему регистрации меток, измерительная диагональ которой подключена к входу усилителя 6. Опорный генератор 7 соеди нен своим выходом с делителем 8 частоты, счетными входами суммирующего и вычита!ощего счетчиков 9 и 10. Выход делителя 8 соединен через импульсный усилитель 11 с генератором 1, а также с S-входом RS-триггера 12. R-входом счетчика 9, К выходу усилителя 6 последовательно подключены выпрямитель 13, экстрематор 14, первый одновибратор 15, R-вход триггера 12, выход которого соединен с С-входами счетчика 9 и регистра 16. Выходы счетчика 9 соединены с входами регистра 16, выходы которого соединены с входами счетчика 10. К выходу счетчика 10 подключены последовательно элемент ИЛИ 17 и второй одновибратор 18, выход которого связан с входом записи числа счетчика 10.
Устройство работает следующим образом.
При включении его в работу частотный сигнал с генератора 7 поступает на вход делителя 8 и на счетные входы счетчиков 9 и 10. Кроме того, на выходе делителя 8 через равные промежутки Времени появляется импульс, служащий командой на запуск метки, Этот импульс. пройдя через усилитель
1780017
11, поступает на генератор 1, который и формирует тепловую метку, которая переносится контролируемым потоком в направлении терморезистора 2 или 3, Этим же импульсом триггер 12 переводится в еди- 5 ничное состояние и переводит счетчик 9 в режим счета импульсов генератора 7. В то же время импульсный сигнал с выхода делителя 8 удерживает счетчик 9 в нулевом состоянии. По окончании этого импульса 10 счетчик 10 начинает отсчет импульсов генератора 7. В это время тепловая метка вызывает разбаланс измерительного моста и на выходе его появляется волнообразный сигнал, полярность которого зависит от на- 15 правления потока, Этот сигнал, пройдя через усилитель 6 и выпрямитель 13, поступает на экстрематор 14, который регистрирует момент прохождения ядра метки. В момент скачкообразного изменения его вы- 20 ходного сигнала одновибратор 15 формирует кратковременный импульс, который переводит триггер 12 в нулевое состояние.
В момент его переключения прекращается счет импульсов счетчиком 9, который фикси- 25 рует число N, пропорциональное времени
Тп прохождения ядром метки расстояния ь между генератором 1 и терморезистором 2 или 3:
30 где v — скорость потока;
fl- — частота опорного генератора 7. 35
Одновременно по заднему фронту сигнала с выхода триггера 12, поданного на
С-вход регистра 16, это число переносится в него.
После подачи напряжения питания в ре- 40 гистре 16 и счетчике 10 оказываются записаны случайные числа. Счетчик 10 отсчитывает поданные на его вход импульсы от генератора 7 и при появлении сигнала
"0" на всех его выходах сигнал появляется 45 также на выходе элемента ИЛИ 17, что приводит к срабатыванию одновибратора 18. Импульс со счетчика 10 поступает на вход ввода числа счетчика 10 и служит командой на запись числа из регистра 16 в него, Далее 50 работа счетчика 10 заключается в повторяющихся отсчетах импульсов с выхода генератора 7 до его полного обнуления и во вводах чисел, имеющихся в регистре 16.
Таким образом работа устройства в течение первого цикла после подачи напряжения питания и до регистрации первой тепловой метки происходит случайным образом, а выходной сигнал не используется для целей измерений.
После регистрации первой тепловой метки в регистре 16 оказывается зафиксировано число N, соответствующее времени переноса метки от генератора к приемнику, При очередном обнулении счетчика 10 и срабатывании одновибратора 18 число N, содержащееся в регистре 16, переписывается в счетчик 10, который продолжает работать как было выше описано. Время отсчета То счетчика 10 до его полного обнуления при этом будет равно
N Ы
Т= — =Т =—
fl- ч
То есть повторяющимися отсчетами счетчика 10 многократно воспроизводится интервал времени Тп переноса ядра метки от генератора 1 к терморезистору 2 или 3, Частота fy импульсов на выходе одновибратора 18 будет прямо пропорциональна скорости потока газа
1 ч
fy=
Го -6
Далее при появлении следующего импульса на выходе делителя 8 происходит запуск очередной тепловой метки, фиксация которой вызывает обновление числа, записанного в регистр 16, и ступенчатое из менение выходной частоты fy, отслеживающей меняющуюся скорость потока.
Формула изобретения
Устройство для измерения скорости потока газа, содержащее генератор тепловых меток, подключенный к выходу импульсного усилителя, вход которого подключен к Bblxo ду делителя частоты и R-входу суммирующего счетчика. мостовую схему регистрации меток, к измерительной диагонали которой подключены последовательно соединенные усилитель. выпрямитель, экстрематор, первый одновибратор, R-вход RS-триггера, Sвход которого связан через делитель частоты с опорным генератором и счетным входом суммирующего счетчика, второй одновибратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения быстродействия за счет устранения промежуточных вычислений, к выходу суммирующего счетчика подключены последовательно соединенные регистр, вычитающий счетчик и элемент ИЛИ, при этом выход RS-триггера связан с С-входом суммирующего счетчика и импульсным входом ввода числа регистра, выход опорного генератора подключен к счетному входу вы1780017
Составитель Е.Никитин
Техред M.Moðãeíòàë Корректор Т,Палий
Редактор И.Савина
Заказ 4433 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 читающего счетчика, к входу ввода числа которого подключен выход второго. одновибратора, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ.
