Устройство для измерения давления

 

ОП ИГРАНИ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.VII.1971 (№ 1686806/18-10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 27. VII. 1973. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 14. XI. 1973

М, 1 л, G 011 7/02

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР па делам иэооретений и открытий

УДК 531 787 2(088 8) Авто,ры изобретения

А. А. Абдуллаев, Т, М. Алиев, А. А. Тер-Хачатуров, Ю. В. Щербинин и И. М. Барденштейн

Заявитель

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к манометрам с дискретно-непрерывной компенсацией.

Известны устройства для измерения давления, содержащ ие упругий чувствительный элемент, сообщаемый с .измеряемой средой через электропневматический клапан, системы дискретной и непрерывной компенсации, выходы которых подсоединены к цифровому отсчетному устройству, и индикатор перемещения чувствительного элемента, соединенный через двухпозиционный ключ с блоками управления систем дискретной и непрерывной компенсации.

Известные устройства, имеют малое быстродействие, и показания их неопределенны изза инерционной меха нической системы.

В предлагаемом устройстве, с целью повышения быстродействия и увеличения устойчивости его работы, блок управления системой дискретной компенсации выполнен в виде дискретного датчика давления прямого преобразования, чувствительный элемент кото|рого подсоединен к электропневматическому клапану, На чертеже представлен а схема устройства.

Измеряемое давление Рх через трехходовой электропневматический клапан 1 подается под мембрану 2 н на вход дискретного датчика 3 давления прямого преобразования, Давление Рх изменяется по принципу динамической силовой компенсации двумя снстсмямн, 5 дискретной и непрерывной.

Система дискретной компенсации имеет подъемно-навешивающий механизм, состоящий пз набора грузов 4, перемещаемых с помощью втулок 5, закрепленных ня штанге 6.

lо Подъемная штанга 6 совершает поступательное движение прн вращении гайки 7 двигателем О.

Размер втулок 5 по высоте выбран так, что расстояние между подвешенными ня нпх грузами 4 равно шагу винтовой пары штанга 6— гайка 7. Таким образом, прн повороте гайки 7 на 360 в направлении опускания штанги нижний груз 4 ложится на грузовую тарелку 9, действующую непосредственно на мсморяну

2. При следующем обороте гайки 7 ня первьш уже лежащий HH тарелке 9 гр; з 4 лохкится второй и т. д., что позволяет по числ оборотов судить о количестве действующих ня чувствите ibHbiii элемент грузов 4, Число оборотов гайки 7 отсчнтыгястся датчиком 10 импульсов, сигнал которого поступает через ключ 11 на вход старин х рязрядог, электронного цифрового реверсивного сче1— чика 12. Прн опускании грузов 4 датчик 10

30 выдаст сигнал на шину сложения (:. +») зазор

5 о

3 счетчика 12, а при подъеме груза — на шину вычитания (« — »).

Система непрерывной компенсации предназначена для созда ноя точного компенсирующего усилия в пределах веса, одного груза в процессе изменения, В нерабочее время эта система ксмпенсирует вес грузовой тарелки 9 и жесткого центра, упругую силу мембраны 2, а также изменение этих сил в зависимости от температуры и других условий.

Переменная по знаку и величине непрерывная компенсирующая сила создается рычагом

18 и изменяется при перемещении груза 14 микрометрическим винтом 15. Винт приводится во вращение встроенным в рычаг 18 электродвигателем 16.

Величина компенсирующей силы или пропорциональное ей перемещение груза 14 отсчитывается с помощью датчика 17 оборотов микрометрического винта 15 младшим и раз рядами электронного реверсивного счетчика

12, причем при возрастании силы сигналы от датчика 17 поступают на шину сложения («+») младшего разряда счетчика, я при уменьшении силы — на шину вычитания (« — ») . Сигналы от датчика 17 поступают на счетчик 12 через ключ 18, управляемый сигналом «Измерение», Положение мембраны 2, т. е. отклонение ее от нейтрали под действием каких-либо сил, контролируется бесконтактным .индикатором 19 малых перемещений, имеющим в качестве чувствительного элемента перемещения дифференциальную емкость 20 с одной подвижной и двумя неподвижными

1Iластинами. 110 1BtI>KHBH cpe+HHsI пластична жестко связана с чувствительным элементом давления мембраной 2 так, что при отклонении мембраны 2 от нейтрального положения на выходе индикатора 19 появляется сигнал, соответствующий направлению отклонения, (перекомпенсации или недокомпенсации) .

Этот сигнал подается на д вухпозиционный ключ 21, управляющий направлением вращения двигателя 16 рейтерного механизма через блок 22 управления системы непрерывной компенсации. При этом сигнал недокомпенсации вызывает либо увеличение компенсирующей силы, что соответствует вращению двигателя 16 в одну сторону, либо уменьшение компенсирующей силы (вращение двигателя в противоположную .сторону), В первом случае счетные импульсы от датчика 17 поступают на шину («+») .младших разрядов реверсивного счетчика 12, во втором случае — ия шину (« — ») этого счетчика.

Перед началом измерения полости мембраны 2 и датчика 8 находятся под атмосферным давлением. Если сигнал измерения отсутствует, ключи 11 и 18 закрыты, а двухпозиционный ключ 21 связывает индикатор 19 с блоком 22 управления системы непрерывной компенсации. Поэтому, если мембрана 2 находится в нерав новесном положе н ии из-за «сползания нуля», то индикатор 19 управляет переме15

25 зо

60 щением груза 14 до тех пор, пока рычаг 18 не вернет мембрану 2 в нейтральное положен ие.

Импульсы датчика 17, возникающие при перемещении груза 14, не пропускаются на счетчик, так как закрыт ключ 18. После возврата мембраны 2 в нейтральное положение выходной сигнал индикатора 19 пропадает.

Таиим образом происходит «отработка, нуля», после чего прибор готов к,измерению, что и отмечается блоком 28 сигнализации.

Измерение, давления начинается .подачей в схему сигнала «Измерение», Этот сигнал открывает ключи ll и 18, запускает дискретный датчик 8 давления, через ключ 21 открывает индикатор 19 и открывает элект роуправляемый клапан 1 на входе измеряемого давления, подавая тем самым давление под мембрану 2 и на вход датчика 8. При этом датчик 8 действует на систему дискретной компенсации, навешивая на тарелку 9 необходимое число грузов 4. По мере опускания каждого грузя счетные импульсы датчика 10 поступают на шину («+») старших разрядов счетчика 12.

Одновременно с работой системы диск ретной компенсации индикатор 19, получая сигнал разбаланса между. давлением и силой оТ дифференциальной емкости 20, через блок 22 воздействует на двигатель 16 системы непрерывной компенсации, создавая усилие на мембрану 2. При вращении винта 15 счетные импульсы от датчика 17 поступают,ня пишу («+») младших разрядов счетчика 12. Б момент компенсации (когда входное давление н изменяется, что отмечается также блоком 28 сигнализации) счетчик 12 показывает величину измеряемого давления.

Прибор остается включенным и при изменении давления,,например уменьшении, и работает следующим обр,азом.

Когда на входе д атчика 8 давление изменяется, последний вырабатывает новьш сигнал, соответствующий измененному состоянию Рх, и, управляя двигателем 8 системы дискретной компенсации, поднимает, необходимое число грузов 4. При этом счетные импульсы от датчика 10 .поступают на шину (« — »), старших разрядов счетчика 12 (показания вычитаются). Одновременно на вход индикатора 19 поступает разбаланс другого знака от дифференциальной емкости 20 и через блок 22 управления, двигатель 16 начинает вращаться в сторону уменьшения силы, действующей ня мембрану 2, При этом счетные импульсы от датчика 17 поступают на шину (« — ») счетчика 12.

Таким образом, устройство постоянно следит за величиной измеряемого давления, а показания счетчика 12 в каждый момент времени соответствуют измеряемому Рх.

Описанный алгоритм устройства, когда одновременно с работой системы дискретной компенсации вступает в работу .tt система Â2 365

Ю алиюргау непрерывной компенсации, позволяет иметь преобладание компенсирующей силы над измеряемым давлением, когда величина последнето близка к значениям, уравновеш|иваемым только системой дискретной компенсации. В этом случае после того, как опущено необходимое целое число грузов 4, система непрерывной компенсации уменьшает силу от рейтерного механизма, и счетные импульсы от последнего вычитаются из показаний счетчика.

Предмет изобретения

Устройство для измерения давления, содер.кащее упругий чувствительный элемент, сообщаемьш с измеряемой средой через электропневматическ ий клапан, системы дискретной н непрерывной компенсации, выходы которых подсоединены к цифровому отсчетному устройству, и индикатор перемещения чувствительного элемента, соединенный через двухпозиционный ключ с блоками управления систем дискретной и непрерывной компенсации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения устойчивости работы, в нем блок управления системы дискретной компенсации BbIIIOJIíåí в виде дискретного датчика давления прямого преобразования, чувствительный элемент которого подсоединен к электропневматическому клапану.