Способ определения объема вещества в замкнутой емкости и устройство для его осуществления

 

Использование: пищевая, фармацевтическая, перерабатывающая и иные отрасли промышленности, где необходимо определять количество емкости. Сущность изобретения: при определении объема вещества осуществляют наддув емкости до докритического отношения давлений, измеряют давление в емкости, окружающей атмосфере и температуру в емкости и контролируют таймером и датчиком избыточного давления истечение воздуха через сопло с непостоянным расходом в атмосферу. Объем вещества в емкости определяют по газодинамическим соотношениям. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, перерабатывающей и иных отраслях промышленности, где необходимо определение количества жидких, сыпучих и твердых веществ, находящихся в замкнутой емкости.

Известен способ и устройство определения объема вещества в замкнутой емкости, основанные на создании динамически меняющегося избыточного давления в эталонной и измерительной емкостях, отделенных друг от друга упругой непроницаемой мембраной, колеблемой электромеханическим приводом с известными параметрами, регистрации характеристик динамического изменения избыточного давления двумя датчиками давления, один из которых установлен в эталонной, другой в измерительной емкостях, и сопоставлении характеристик динамического изменения давления в эталонной и измеряемой емкостях в специальном узле сравнения. Точность измерения в этом случае зависит от влияния на результаты измерений нестабильности и нелинейности характеристик мембраны, возбуждающей динамические изменения давления, а также от нелинейности элементов конструкции.

Известен способ определения объема вещества в емкости и устройство для его реализации, осуществляемые путем наддува эталонной и измеряемой емкостей воздухом с избыточным давлением и последующим истечением его из каждой емкости при сверхкритическом истечении из сопла с постоянным расходом воздуха и измерении времени падения давления а емкостях на фиксированную величину. Недостатком способа и устройства является необходимость наличия двух емкостей эталонной и измеряемой, геометрические размеры которых должны быть равными или соизмеримыми. Соотношения объемов емкостей определяющим образом сказывается на точности измерения. Кроме того, необходимо обеспечивать сверхкритический режим истечения из сопла, что требует создания высокого уровня наддува емкостей, тем самым создавая большие сложности для безопасной эксплуатации установок. Высокий требуемый уровень избыточного давления вносит также дополнительную погрешность в измерении, связанную с упругими деформациями конструкции емкостей.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ и устройство для измерения количества вещества в замкнутой емкости. Способ включает наддув емкости и измерение параметров истечения воздуха из емкости с постоянным расходом.

Устройство содержит средство подачи в емкости воздуха с избыточным давлением, средство для истечения воздуха из емкости с постоянным расходом - расходомер, таймер, датчик избыточного давления в емкости. Необходимость обеспечения и поддерживания постоянного расхода воздуха при его истечении из емкости требует достаточно высокого уровня избыточного давления воздуха в емкости, который должен обеспечивать субкритический режим истечения, кроме того, требуется достаточно большой свободный от измеряемого количества вещества объем емкости для поддержания постоянного расхода воздуха из нее в течение некоторого времени.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение точности определения количества вещества, находящегося в замкнутой емкости, при обеспечении безопастности эксплуатации за счет снижения величины избыточного давления воздуха.

Поставленная техническая задача решается тем, что осуществляют основной наддув емкости до избыточного давления, при котором отношение давлений атмосферы к избыточному в емкости больше критического, затем прекращают основной наддув, одновременно измеряя избыточное давление и температуру в емкости и давление в атмосфере, и осуществляют через сопло докритическое истечение воздуха с непостоянным расходом в атмосферу, после чего через фиксируемый промежуток времени падения избыточного давления повторно измеряют избыточное давление в емкости и судят об объеме вещества по соотношениям.

где W_В объем вещества в замкнутой емкости, (м³); W_Е объем замкнутой емкости без вещества, (м³); τ_i интервал времени падения при открытом сопле избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i, (с); n показатель политроны процесса расширения воздуха в емкости: f эффективная площадь сечения сопла, (м²); R газовая постоянная воздуха, (R 29,27 кгм/кг·град);
T₁ температура воздуха при давлении наддува P₁ (K);
z_i-Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения воздуха из емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом, (бар);
P_i давление воздуха в емкости по истечении интервала времени τ_i, (бар);
P_a атмосферное давление (бар);
Ψ_i функции расхода воздуха из емкости;
K показатель адиабаты для воздуха (k 1,25);
В частных случаях, когда емкость, в которой находится вещество, негерметична, перед основным наддувом осуществляется тарировочный наддув избыточным давлением, величина которого равна давлению основного наддува, изменяя при этом избыточное давление и температуру в емкости и атмосфере, после чего через фиксируемый промежуток времени при падении избыточного давления в емкости за счет ее негерметичности, повторно измеряют избыточное давление в ней и судят о объеме вещества в негерметичной емкости по соотношениям.

где
W_В объем вещества в замкнутой емкости, (м³;
W_Е объем замкнутой емкости без вещества, (м³);
τ_i интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i при открытом сопле (с);
τ_iт интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i при закрытом сопле (с);
n показатель политропы процесса расширения воздуха в емкости;
f эффективная площадь сопла (м²);
R газовая постоянная воздуха (R 29,27 кгм/кг·град);
T₁ температура воздуха в емкости при давлении наддува P₁ (K);
Z_i-Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения воздуха из емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом, (бар);
P_i давление воздуха в емкости по истечении интервалов времени тау_i при открытом сопле, τ_iт при закрытом сопле, бар;
P_a атмосферное давление, (бар);
Ψ_i Функция расхода воздуха из емкости;
K показатель адиабаты для воздуха, (k=1,25).

В частных случаях для дополнительного повышения точности изменений при однократном наддуве многократно определяют объем вещества для разных величин падения давления и судят об объеме вещества как среднем значении вычисленных объемов для разных величин падения избыточного давления.

Устройство для определения объема вещества в замкнутой емкости содержит элементы загрузки и выгрузки вещества из емкости, средство подачи в емкость воздуха с избыточным давлением, средство истечения из емкости воздуха с избыточным давлением в атмосферу в виде сопла, закрывающегося крышкой, таймер времени истечения воздуха с избыточным давлением из емкости, датчик избыточного давления в емкости, датчик атмосферного давления вне емкости, датчик температуры воздуха в емкости и вычислитель, включающий последовательно соединенные первый умножитель, первый вход которого соединен с датчиком температуры в емкости, а второй с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального значению газовой постоянной воздуха, первый блок вычисления показательной функции, второй умножитель, второй вход которого соединен с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, а третий вход с таймером времени истечения воздуха из емкости, первый делитель, блок памяти, второй делитель, первый сумматор, второй вход которого соединен с задатчиком константы, третий делитель, второй сумматор, второй вход которого соединен с задатчиком сигнала, пропорционального объему замкнутой емкости без вещества, а выход с индикатором объема вещества в замкнутой емкости, а также последовательно соединенные третий сумматор, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный константе, а на второй вход сигнал, пропорциональный величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, четвертый делитель, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, а на второй сигнал, пропорциональный константе, а также последовательно соединенные пятый делитель, первый вход которого с датчиком избыточного давления в емкости, а второй с датчиком атмосферного давления, второй блок вычисления показательной функции, второй вход которого соединен с выходом четвертого делителя, четвертый умножитель, выход которого соединен со вторым входом первого делителя, а также блок памяти констант, первый управляющий вход которого соединен с датчиком избыточного давления в емкости, второй управляющий вход с датчиком атмосферного давления, третий управляющий вход с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального показателя политропы расширения воздуха в емкости, выход блока памяти констант соединен со вторым входом четвертого умножителя, а также пятый умножитель, первый вход которого соединен с блоком памяти, а второй вход с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального эффективной площади сопла, а выход ко второму входу третьего делителя.

Решение постоянной задачи обеспечивается тем, что в емкости необходимо создавать незначительное, практически безопасное избыточное давление и используются широко применяемые датчики давления и серийновыпускаемые элементы.

Изобретение обеспечивает автоматизацию процесса измерений и вычислений для определения количества вещества в замкнутой емкости или их системах.

На фиг. 1 представлено устройство для определения количества вещества в замкнутой емкости; на фиг.2 его электронная схема; на фиг.3 диаграммы различных режимов и возможные варианты работы.

Устройство для определения количества вещества в замкнутой емкости включает в себя (фиг. 1А) емкость в виде корпуса бункера 1 с известным объемом W_e; в котором размещено неизвестное количество W_В измеряемого вещества 2. Незанятую веществом часть емкости составляет свободный объем W_c 3, причем поверхность вещества в емкости имеет сложную пространственную форму с произвольными впадинами и выступами. На емкости смонтированы магистраль 4, перекрывающаяся задвижкой 5 с электропневмоклапаном, для загрузки измеряемого количества вещества; сопло при докритическом режиме истечения с непостоянным расходом 6, закрывающееся на время наддува емкости крышкой 7; средство для подачи в емкость воздуха с избыточным давлением в виде трубопровода 8 с задвижкой 9; элемент выгрузки вещества из емкости в виде люка 10. Внутри свободного объема емкости смонтированы датчик избыточного давления 11, датчик температуры воздуха 12. Вне емкости располагаются датчик атмосферного давления 13 и таймер 14 времени истечения воздуха с избыточным давлением из емкости в атмосферу.

Вычислитель (фиг. 2) включает в себя последовательно соединенные первый умножитель 15, первый вход которого соединен с датчиком температуры 12, а второй с датчиком 16 постоянного сигнала, пропорционального значению газовой постоянной воздуха, первый блок вычисления показательной функции 17, второй умножитель 18, второй вход которого соединен с задатчиком 19 постоянного сигнала, пропорционального по величине показателю политропы расширения воздуха, а третий вход с таймером 14, первый делитель 20, блок памяти 21, второй делитель 22, первый сумматор 23, второй вход которого соединен с задатчиком константы 24, третий делитель 25, второй сумматор 26, второй вход которого соединен с задатчиком 27 сигнала, пропорционального объему пустой емкости, а выход с индикатором 28 объема вещества в емкости, а также последовательно соединенные третий сумматор 29, на первый вход которого подается сигнал от задатчика константы 24, а на второй вход от задатчика 19, и четвертый делитель 30, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя 31, на первый вход которого подается сигнал от задатчика 19, а на второй сигнал от задатчика константы 32, а также последовательно соединенные пятый делитель 33, первый вход которого соединен с датчиком избыточного давления 11, а второй с датчиком 13 атмосферного давления, второй блок вычисления показательной функции 34, второй вход которого соединен с выходом четвертого делителя 30 и четвертый умножитель 35, выход которого соединен со вторым входом первого делителя 20, а также блок памяти 36, первый управляющий вход которого соединен с датчиком 11 избыточного давления, второй управляющий вход с датчиком 13 атмосферного давления, а третий управляющий вход с задатчиком постоянного сигнала 19, выход блока памяти 36 соединен со вторым входом четвертого умножителя 35, а также пятый умножитель 37, первый вход которого соединен с блоком памяти 21, а второй вход с задатчиком постоянного сигнала 38, пропорционального эффективной площади сопла, а выход умножителя 37 соединен с вторым входом третьего делителя 25.

Способ определения объема вещества в замкнутой емкости осуществляется следующим образом. Свободный от вещества объем емкости при закрытой крышке сопла наддувают избыточным давлением воздуха P₁, при котором отношение атмосферного давления P_a к избыточному в емкости больше критического, затем прекращают наддув, измеряют величины избыточного давления в емкости, температуру в ней T₁, атмосферное давление P_a и осуществляют путем открытия крышки сопла докритическое истечение воздуха через сопло с непостоянным расходом в атмосферу, после чего через фиксируемый таймером промежуток времени τ_i повторно измеряют избыточное давление в емкости P_i и рассчитывают объем вещества в емкости по соотношениям:



где W_B объем вещества в замкнутой емкости, м³;
W_E объем замкнутой емкости без вещества, м³;
τ_i интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i при открытом сопле, с;
n показатель политропы процесса расширения воздуха в емкости;
f эффективная площадь сечения сопла, м²;
R газовая постоянная воздуха (R 29, 27 кгм/кг·град);
T₁ температура воздуха в емкости при давлении наддува, К;
Z_i-Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения из замкнутой емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом, бар;
P_i давление воздуха в емкости по истечении интервала времени тау_i, бар;
P_a атмосферное давление (бар);
Ψ_i функция расхода воздуха из емкости;
K показатель адиабаты для воздуха, (k=1,25);
В частном случае при наличии негерметичности в емкости способ предусматривает проведение перед основным наддувом тарировочного до давления, равного давлению основного наддува P₁. После прекращения тарировочного наддува измеряются избыточное давление и температуру воздуха в емкости T₁ и давление в атмосфере P_a, зачем через фиксируемый интервал времени падения избыточного давления τ_iт при закрытой крышке сопла за счет негерметичности емкости при докритическом истечении воздуха с непостоянным расходом повторно измеряют избыточное давление в ней P_i и после проведений всех операций основного наддува судят об объеме вещества в негерметичной емкости по соотношениям.

где
W_b объем вещества в замкнутой емкости (м³);
W_e объем замкнутой емкости без вещества (м³);
τ_iт интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува до значения P_i при открытом сопле (с);
τ_i интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува до значения P_i при закрытом сопле (с);
n показатель политропы процесса расширения воздуха в емкости;
f эффективная площадь сечения сопла (м²).

R газовая постоянная воздуха (R 29,27 кгм/кг·град);
T₁ температура воздуха в емкости при давлении наддува P₁ (K); Z_i Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения из замкнутой емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом, (бар); P_i - давление воздуха в емкости по истечении интервалов времени тау_i при открытом сопле, τ_iт при закрытом сопле, (бар);
Ψ_i функция расхода воздуха из емкости;
K показатель адиабаты для воздуха (k 1,25);
Выбор значений промежутков времени падения давления при истечении воздуха из емкости в атмосферу (τ_i и τ_iт) должен удовлетворять требованию существования в емкости избыточного над атмосферным давления, например, предварительным заданием конкретных величин для давления P₁ и P_i. Для дополнительного повышения измерений при однократном наддуве многократно определяют объем вещества для разных величин падения избыточного давления и судят об объеме вещества как среднем значении вычисленных для разных величин падения избыточного давления объемов.

где
W_b среднее значение величины объема вещества в емкости (м³);
W_Bi, W_Bj, W_Bk величины объемов вещества в емкости, определенные по приведенным выше соотношениям в процессе однократного наддува ее до давления P₁ и истечении из нее воздуха до значений избыточных давлений P_i > P_j > P_k, (м³);
m число измерений объема вещества в емкости при ее однократном наддуве.

Устройство для определения количества вещества в емкости работает следующим образом. В известный свободный объем W_Е емкости 1 через магистраль 4 при открытой задвижке 5 загружают неизвестное количество вещества 2. При этом задвижка 9 трубопровода 8 подачи воздуха с избыточным давлением, люк 10 выгрузки вещества из емкости и крышка 7 сопла 6 закрыты.

В частном случае, когда емкость может быть негереметичной, перед основным наддувом производится тарировочный наддув емкости. При этом открывается задвижка 9 трубопровода 8 подачи воздуха с избыточным давлением в емкость 1. Датчиком 11 контролируется величина давления наддува в емкости, по достижению некоторого значения избыточного давления P₁, при котором отношение давления атмосферы P_a к избыточному P₁ больше критического (P₁ ≈ 1,2 1,4 кг/см²) подается сигнал на закрытие задвижки 9 трубопровода 8. Одновременно с прекращением наддува измеряются избыточное давление P₁ датчиком 11, температура воздуха в емкости T₁ датчиком 12, атмосферное давление P_a датчиком 13, с таймера 14 снимаются показания, соответствующие нулевому отсчету времени.

В дальнейшем в процессе падения давления в емкости за счет ее негерметичности при закрытом крышкой 7 сопла 6 таймером 14 фиксируется время падения избыточного давления в емкости от величины P₁ до некоторого значения P_i. В итоге при проведении тарировочного наддува на вход вычислителя подаются электрические сигналы, соответствующие значениям избыточного давления в емкости P₁ и P_i, времени падения избыточного давления в емкости от P₁ и P_i за счет ее негерметичности τ_iт, температуре в емкости T₁, атмосферному давлению P_a.

При проведении основного наддува также открывается задвижка 9 трубопровода 8 для подачи сжатого воздуха в емкость. Датчиком 11 контролируется величина давления основного наддува, по достижению некоторого значения избыточного давления, равномерного P₁, подается сигнал на закрытие задвижки 9 трубопровода 8. Одновременно с прекращением основного наддува измеряются избыточные давления P₁ датчиком 11, температура воздуха T₁ датчиком 12, атмосферное давление P_a датчиком 13, с таймера 14 снимаются показания, соответствующие нулевому отсчету времени. После этого открывают крышку 7 сопла 6 и осуществляют через сопло докритическое источение воздуха с непостоянным расходом в атмосферу. Таймером 14 фиксируется время τ_i падения избыточного давления в емкости от величины P₁ до P_i. В итоге при проведении основного наддува на вход вычислителя подаются электрические сигналы, пропорциональные давлению наддува емкости P₁, избыточному давлению в емкости P_i, времени падения избыточного давления в емкости от P₁ до P_i за счет негерметичности и истечения через сопло τ_i температуре в емкости T₁, атмосферному давлению P_a.

Работа составляющих вычислитель блоков при тарировочном и основном наддувах во многом совпадает и происходит следующим образом.

Последовательно соединенные сумматор 29, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный константе (+1), а второй вход сигнал, пропорциональный показателю степени политропы n, делитель 30, второй вход которого соединен с выходом умножителя 31, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный показателю степени политропы n, на второй вход - сигнал, пропорциональный константе (+2), обеспечивают выдачу значения степени для блока вычисления показательной функции 34. Порядок вычисления значений степени для блока 34 при проведении тарировочного и основного наддувов идентичен.

Блок памяти констант 36 управления сигналами от датчиков избыточного 11 и атмосферного 31 давлений и задатчика 19 сигнала, пропорционального показателю степени политропы n. На выходе блока памяти, соединенного со вторым входом умножителя 35, по значениям P₁, P_i, n вырабатывается сигнал, пропорциональный величине изменения интегральной функции дозвукового истечения из емкости через сопло (Z_i Z₁). Работа блока памяти констант при проведении тарировочного и основного наддувов не различается.

Последовательно соединенные делитель 33, на первый вход которого подается сигнал от датчика избыточного давления 11, а на второй вход от датчика атмосферного давления 13, блок вычисления показательной функции 34, второй вход которого соединен с выходом делителя 30 и умножителя 35, выход которого соединен со вторым входом делителя 20, обеспечивают вычисление комплекса Порядок вычисления комплекса при проведении тарировочного и основного наддувов совпадает.

По завершению тарировочного наддува на первый вход умножителя 15 подается электрический сигнал, соответствующий температуре в емкости T₁, а на второй от задатчика 16 значения газовой постоянной воздуха R. После умножителя 15 сигнал, равный произведению RT₁ подается на вход блока вычисления показательной функции 17, на выходе которого имеет место сигнал, пропорциональный поступающий на первый вход умножителя 18. На два остальных входа умножителя 18 поступают сигналы, пропорциональные показателю степени политропы n от задатчика 19 и времени падения избыточного давления в емкости за счет ее негерметичности τ_iт На выходе умножителя 18 имеет место сигнал, пропорциональный произведению который поступает на первый вход делителя 20. На второй вход делителя 20 поступает сигнал от умножителя 35, пропорциональный комплексу
Аналогичный порядок вычислений реализуется после завершения процедуры основного наддува. В итоге на выходе делителя 20 в зависимости от вала наддува формируются сигналы, пропорциональные комплексам


которые поступают в блок памяти 21, последовательно соединенный с делителем 20.

Далее сигналы от блока памяти 21 поступают в последовательно подсоединенные делитель 22, вырабатывающий сигнал, пропорциональный отношению K_i/K_it, сумматор 23, второй вход которого соединен с задатчиком 24 константы (+1), вырабатывающий сигнал, пропорциональный величине (1 K_i/K_it), делитель 25, обеспечивающий при взаимодействии с умножителем 37, первый вход которого соединен с блоком памяти 21, а второй вход с задатчиком 38 постоянного сигнала, соответствующего эффективной площади сопла f. В результате на выходе делителя 25 формируется сигнал, пропорциональный величине комплекса . Этот сигнал поступает на первый вход последовательно подсоединенного сумматора 26, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 27 сигнала, пропорционального объему свободной от вещества емкости W_Е. Суммарный сигнал, соответствующий величине объема вещества в замкнутой емкости, поступает на индикатор 28.

Формула изобретения

1. Способ определения объема вещества в замкнутой емкости, основанный на наддуве емкости и измерении параметров истечения воздуха из нее, отличающийся тем, что осуществляют основной наддув емкости до избыточного давления, при котором отношение давлений атмосферы к избыточному в емкости больше критического, затем, прекращая основной наддув, одновременно измеряют избыточное давление и температуру в емкости и давление в атмосфере, после чего осуществляют докритическое истечение воздуха с непостоянным расходом в атмосферу через сопло и через интервал времени повторно измеряют избыточное давление в емкости и определяют объем вещества в емкости по соотношениям



где W_В объем вещества в замкнутой емкости;
W_Е объем замкнутой емкости без вещества;
τ_i интервал времени падения при открытом сопле избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i;
n показатель политропы процесса расширения воздуха в емкости;
f эффективная площадь сечения сопла;
R газовая постоянная воздуха;
T₁ температура воздуха в емкости при давлении наддува P₁;
Z_i Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения воздуха из емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом;
P_i давление воздуха в емкости по истечении интервала времени τ_i;
P_a атмосферное давление;
Ψ_i функция расхода воздуха из емкости;
k показатель адиабаты для воздуха.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при осуществлении процесса в негерметичной емкости перед основным наддувом осуществляют ее тарировочный наддув, измеряют избыточное давление и температуру в емкости и давление в атмосфере, после чего через интервал времени при падении избыточного давления в емкости за счет ее негерметичности при закрытом сопле повторно измеряют избыточное давление в ней и определяют объем вещества в негерметичной емкости по соотношениям





где W_В объем вещества в замкнутой емкости;
W_Е объем замкнутой емкости без вещества;
τ_i интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i при открытом сопле;
τ_iт интервал времени падения избыточного давления в емкости от давления наддува P₁ до значения P_i при закрытом сопле;
n показатель политропы процесса расширения воздуха в емкости;
f эффективная площадь сечения сопла;
R газовая постоянная воздуха;
T₁ температура воздуха в емкости при давлении наддува P₁;
Z_i Z₁ изменение интегральной функции дозвукового истечения воздуха из емкости;
P₁ давление наддува емкости воздухом;
P_i давление воздуха в емкости по истечении интервалов времени τ_i при открытом сопле, τ_iт при закрытом сопле;
Ψ_i функция расхода воздуха из емкости;
k показатель адиабаты для воздуха.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что объем вещества определяют как среднее значение вычисленных объемов для разных величин падения избыточного давления при одноразовом наддуве.

4. Устройство для определения объема вещества в замкнутой емкости, содержащее элементы загрузки и выгрузки вещества из емкости, средство подачи в емкость воздуха с избыточным давлением, средство истечения из емкости воздуха с избыточным давлением, датчик избыточного давления, а также таймер времени истечения воздуха из емкости, отличающееся тем, что средство истечения воздуха с избыточным давлением из емкости выполнено в виде сопла с герметичной крышкой с докритическим истечением при постоянном расходе, при этом устройство дополнительно содержит датчик атмосферного давления, датчик температуры воздуха в емкости и вычислитель, включающий последовательно соединенные первый умножитель, первый вход которого соединен с датчиком температуры воздуха в емкости, а второй с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального значению газовой постоянной воздуха, первый блок вычисления показательной функции, второй вход которого соединен с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, а третий вход с таймером времени истечения воздуха из емкости, первый делитель, блок памяти, второй делитель, первый сумматор, второй вход которого соединен с задатчиком константы, третий делитель, второй сумматор, второй вход которого соединен с задатчиком сигнала, пропорционального объему замкнутой емкости без вещества, а выход с индикатором объема вещества в замкнутой емкости, а также последовательно соединенные третий сумматор, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный константе, а на второй вход - сигнал, пропорциональный величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, и четвертый делитель, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный величине показателя политропы расширения воздуха в емкости, а на второй - сигнал, пропорциональный константе, а также последовательно соединенные пятый делитель, первый вход которого соединен с датчиком избыточного давления в емкости, а второй с датчиком атмосферного давления, второй блок вычисления показательной функции, второй вход которого соединен с выходом четвертого делителя, и четвертый умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого делителя, а также блок памяти констант, первый управляющий вход которого соединен с датчиком избыточного давления в емкости, второй управляющий вход с датчиком атмосферного давления, а третий управляющий вход с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального показателю политропы расширения воздуха в емкости, выход блока памяти констант соединен с вторым входом четвертого умножителя, а также пятый умножитель, первый вход которого соединен с блоком памяти, а второй вход с задатчиком постоянного сигнала, пропорционального эффективной площади сопла, а выход с вторым входом третьего делителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3