Устройство для измерения массового расхода истечения газа из емкостей
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l>)59441l
Союз Советскни
Соцналнстнческнтт
Респубики (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,1274 (2!) 2078546/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25,12.78.Бюллетень ¹ 7 (45) Дата опубликования описания 030278 (Я} М. Кл.
Гоцдвротввооыр оомотвт
Соввтв Моноотров СССР оо,долом овоорвтвооо о оторытво (5Я} У Д К 6 8 1 . 1 2 1 . 8 (088.8) (72) Авторы изобретения
Н.A.Òðîôèìîâ, В.В.Лаппо и K.Ï.Ïîäêîïàåí (71) Заявитель.< 5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА
ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗА ИЗ ЕМКОСТЕЙ
Изобретение относится к устройствам для электрических измерений и может быть использовано для измерения массового расхода газа при его исте- чении иэ емкостей. 5
Известны устройства для измерения массового расхода газа,. содержащие датчики давления, перепада давления на сужающем устройстве и блоки, осуществляющие расчет значения расхода 10 по информации, поступающей с указанных датчиков (1),12 ).
Иэ известных устройств ана тогичного назначения и аналогичной схемы наиболее близким к предложенному устрой- 15 ству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, которое имеет датчик давления, соединенный через первый преобразователь напряжение — частота с первым ключом,,20 блок управления, соединенный через первый дозатор времени с управляющими входами первого и второго ключа, блок перемножения, запоминающий регистр и второй преобразователь, напряжение — 25 частота, выход которого соединен со входом второго ключа, а также датчик перепада давления, включающий в себя сужающее устройство и корнеизвлекаю-, щий блок-I31. В этом устройстве происхос 2 дит обработка информации, полученной от датчиков, давления P и перепада давления д Р,по формуле:.
Q=-АЯР дР где Q — расход газа;
А — коэффициент пропорциональности.
Недостаток известного уст<ройства— низкая точность, полученная в результате применения сужающего устройства, необходимого для получения перепада давления. Точность измерения также мала нз-за того, что это устройство не учитывает изменения температуры газа и степень его сжимаемости. Кроме того, надежность такого устройства иэза наличия датчика перепада давления также низка, особенно при высоких давлениях в системе.
IJezb изобретения — увеличение точности измерения и повышение надежности работы устройства.
Это достигается тем, что устройст» во снабжено датчиком <температуры блоком деления, реверсивным счетчиком импульсов, блоком фиксации степени сжимаемости газа, вторым дозатором времени, двумя дополнительными ключами н третьим преобразователем напряжение
594411
)О
Составитель Т.Звенигородская
Редактор Т.Загребельная Техред Н.Андрейчук Корректор Е.Папп
Заказ 824/43 Тираж 871 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 та, причем датчик температуры через третий преобразователь напряжение чатота и третий ключ подсоединен к одному входу блока перемножения, ко второму входу которого подсоединен выход второго ключа; выход датчика давления через блок фиксации степени сжимаемости газа подсоединен ко входу второго преобразователя напряжение-частота; выходы первого ключа и блока перемножения подсоединены ко входу блока деления, выход последнего подсоединен к тактовому входу реверсивного счетчика импульсов, шина сложения которого подсоединена к выходу первого дозатора и управляющему входу третьего ключа, а шина вычитания через второй дозатор времени — к бло,ку управления; выход реверсивного счетчика импульсов через четвертый ключ подсоединен к запоминающему регистру; управляющие входы четвертого ключа подсоединены к выходу второго дозатора времени и блоку управления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
Р 366358,кл. 6 01 у 1/08,26.03.71.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 339796,кл. 6 01 У 15/04,22.02.71.
3. Бутаев Г.М. и Лученицер И.А.
Цифровое устройство для решения уравнения расхода газа с автоматической коррекцией по давлению . Автоматика и приборостроение, Р 1, 1963, с. 45-49.
594411 частота, причем датчик температуры через третий преобразователь напряжениечастота и третий ключ подсоединен к одному входу блока перемножения, ко второму входу которого нодсоединен 5 выход второго ключа; выход датчика давления через блок фиксации степени сжимаемости газа подсоединен ко входу второго преобразователя напряжение - частота; выходы первого ключа и блока переьеожения подсоединены ко входу блока деления, выход последнего подсоединен к тактовому входу реверсивного счетчика импульсов, шина сложения которого подсоединена к выходу первого дозатора и управляющему входу третьего ключа,а шина вычитания -через второй дозатор времени - к блоку управления) выход реверсивного счетчика импульсов через четвертый ключ подсоединен к запоминающему регистру; управ- 20 ляющие входы четвертого ключа подсоединены к выходу второго доэатора времени и блоку управления.
На чертеже представлена блок-схема устройства. 26
Устройство содержит датчики давления 1 и температуры 2, блок 3 фиксации степени сжимаемости газа, преобразователи 4-6 напряжение — частота, кжочи 7-10, блоки перемножения 11 и 30 деления 12, реверсивный счетчик 13 импульсов, блок 14 управления, дозаторы 15, 16 времени, запоминающий регистр 17.
Работа"T устройство следующим образом.
Преобразованные в частоту следования импульсов давление P и температура Т в емкости, из которой истекает газ, поступают через ключи 8 и 9 со- 40 ответственно на блоки деления 12 и перемножеНия 11. В блоке 11 перемножения происходит перемножение величины, пропорциональной температуре, на козфциент Z az ZT По сигналам с блока 14 управления реверсивный счетчик 13 импульсов сначала подсчитывает количество импульсов, пр порциональное указанной величине у4; эа. определенный отрезок времени, 1 1 определяемый доэатором 15 времени, .а в другой отрезок времени, олределя- 60 емый доэатором 16 времени, производит вычитание нэ записанного ранее количества импульсов ново о количестаа импуль oH P z т 65 Таким образом, реверсивный счетчик 13 импульсов осуществляет цифровое дифференцирование поступившей на его тактовый вход информации. Полученная величина -(— ) чед Р 2Т рез ключ 10 поступает на запоминающий регистр 17 и является величиной, пропорциональной массовому расходу истечения газа из емкости, так как согласно уравнению реального газа Менделеева-Клайперона массовый. расход q npu истечении газа весом Q из емкости объема Ч при изменении давления Р, температуры T и коэффициента сжимаемости Z равен: .где Я вЂ” газовая постоянная. Произведя необходимые преобразования, получают д а (2 ) где д-- коэффициент пропорциональности, Применение цифрового дифференцирования позволяет избавиться от неточностей показаний устройства, воэнйкающих за счет кратковременных скачков элементов (датчиков и т.п.),когда может получиться дифференциал, равный бесконечности. Такое построение устройства позволяет отказаться от датчика перепада давления с сужающим узлом, что при определенном соотношении объема емкости, расхода и давления увеличивает точность измерения и надежность работы устройства. Устройство целесообразно применять в уст- íîâêàõ,,где процесс истечения газа достаточно быстродействующий. Формула изобретения Устройство для измерения массового расхода истечения газа из емкостей, содержащее датчик давления, соединенный через первый преобразователь напряжение — частота с первым ключом, блок управления, соединенный через первый дозатор времени с управляющими входами первого н второго ключа, блок перемножения,запоминающий регистр и второй преобразователь напряжение — частота, выход которого соединен со входом второго ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения точности измерения и повышения надежности работы, оно снабжено датчиком температуры,блоком деления, реверсивным счетчиком импульсов, блоком фиксации степени сжимаемости газа, вторым доэатором времени, двумя дополнительными ключами к третьим преобразователем напряжение -часто
