SU1582014A1

SU1582014A1 - Устройство дл измерени расхода газа

Info

Publication number: SU1582014A1
Application number: SU884441309A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Бойко; Геннадий Александрович Мирошник; Владимир Ефимович Фрундин; Евгений Владимирович Поляков
Original assignee: Днепропетровский горный институт им.Артема
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1990-07-30

Abstract

Изобретение относитс к области приборостроени и предназначено дл измерени малых расходов газа. Целью изобретени вл етс расширение диапазона измерени расходомера. Электронна схема сравнивает врем переноса метки от генератора 2 к первому терморезистору 3 с установленным пороговым значением и, если врем переноса больше этого значени , метку регистрируют первым терморезистором 3, если врем переноса меньше порогового значени , метку регистрируют вторым терморезистором 4. Пороговое значение времени переноса метки устанавливаетс длительностью импульса одновибратора 19. Дл того, чтобы градуировочна характеристика расходомера не изменилась при регистрации метки первым 3 или вторым 4 терморезистором, в схему устройства введены делитель 20 частоты с коэффициентом делени , равным отношению рассто ний соответственно от второго 4 и первого 3 терморезисторов до генератора 2 метки. 3 ил.

Description

Фиг. 1

Изобретение относитс к приборе- строению и может быть использовано дл измерени малых расходов газа.

Цель изобретени - расширение диапазона измерений.

На фиг.1 приведена структурна схема устройства измерени расхода; на фиг.-2 и 3 - временные диаграммы работы устройства при малых и больших величинах расхода соответственно. Расходомер состоит из корпуса расходомера 1, генератора 2 тепловых меток, первого 3 и второго 4 термо- реэисторов, первого 5 и второго 6 резисторов , усилител 7, выпр мител 8, определител 9 пол рности, экстрема- тора 10, первого одновибратора 11, первого 12 и второго 13 элементов 3 И, триггера 14, второго элемента 2 1МЛИ 15, третьего одновибратора 16, -второго одндвибратора 17, имцулъсно- то усилител 18, четвертого одновиб- ратора 19, делител 20 частоты и первого элемента 2ИЛИ 21.

При измерении малых величин расхода устройство работает следующим образом (см. фиг.2).

При включении устройства в работу одновибратор 16 выдает кратковременный импульс, который усиливаетс импульсным усилителем 18, и генератор 2 формирует тепловую метку. Метка переноситс потоком и осуществл ет . кратковременный разогрев терморе- зистора 3, Сигнал разбаланса моста волнообразной формы, имеющий положительную пол рность, проходит через усилитель 7 и поступает на определитель 9 пол рности, который устанавливаетс в режим ограничени сигна- ла на положительном уровне. По переднему фронту сигнала на пр мом выходе определител 9 пол рности срабатывает одновибратор 17 и переводит триггер 14 в нулевое-состо ние. Сигнал на выходе выпр мител 8 повтор ет сигнал с выхода усилител 7, причем вершина волны соответствует прохождению дра метки через терморе истор 3. При достижении выходным сигналом экстремума на выходе экстрематора 10 возникает сигнал логической 1 и одновибратор 11 выдает кратковременный импульс,

Одновременно с запуском тепловой метки генератором 2 по переднему фронту импульса однсвибратора 16 срабатывает одновибратор 19 и выдает импульсный сигнал О, длительность которого определ ет пороговое значение времени переноса метки от генератора к приемнику, при котором регистраци метки производитс первым 3 или вторым 4 терморезисторами. Если импульс О с выхода одновибратора 19 заканчиваетс до момента ре-

гистрации метки, сигналом 1 с выхода одновибратора 19 и сигналом 1 с пр мого выхода определител 9 пол рности элемент 3 И 12 подготовлен к пропуску импульса с выхода одновибратора 11 на S-вход триггера 14. Элемент ЗИ 13 при этом закрыт сигналом О с инверсного выхода определител 9 пол рности. При регистрации метки импульс с выхода одновибратора

0 11 проходит через элемент ЗИ 12 на S-вход триггера 14 и переводит его в единичное состо ние. По переднему фронту сигнала с пр мого выхода триггера 14, прошедшего через элемент

5 2 ИЛИ 15, срабатывает одновибратор 6 и его импульсом, поданным на вход импульсного усилител 18, производитс запуск следующей метки. Сигналом О с инверсного выхода триггера 14

0 накладываетс запрет на прохождение сигнала через элемент ЗИ 13, С приходом следующей метки цикл работы устройства повтор етс .

При измерении больших величин расс хода, когда врем переноса метки от генератора до первого терморезистора 3 меньше длительности импульса одно- вибратора 19, устройство работает следующим образом (см. фиг.З)

0 Аналогично описанному ранее, теплова метка осуществл ет кратковременный разогрев терморезистора 3, сигналом с выхода усилител 7 определитель 9 пол рности переводитс в

5 состо ние ограничени сигнала на положительном уровне и по переднему фронту сигнала на его пр мом выходе срабатывает одновибратор 17, перевод триггер 14 в нулевое состо ние. Q В момент экстремума сигнала регистрации метки одновибратор 11 выдает, кратковременный импульс, который поступает на первые входы элементов ЗИ 12 и 13. Однако элемент ЗИ 12 при этом закрыт импульсом 0м с выхода одновибратора 19, а элемента ЗИ 33 закрыт сигналом О с инверсного выхода определител 9 пол рности. Таким образом, если врем переноса

5

51

метки от генератора к первому термо- резистору 3 меньше длительности импульса О с выхода одновибратора 19, прохождение метки через первый терморезистор 3 устройством не регистрируетс . Теплова метка движетс дальше по каналу датчика и осуществл ет кратковременный разогрев второго терморезистора 4, Сигнап разбаланса моста, имеющий отрицательную пол рность, проходит через усилитель

7и устанавливает определитель 9 пол рности в режим ограничени сигнала на отрицательном уровне. Выпр митель

8измен ет пол рность входного сигнала на положительную, аналогично описанному ранее экстрематор 10 и одно- вибратор 11 формируют кратковременный импульс в момент прохождени дра метки. Этот импульс проходит чере открытый элемент ЗИ 13, элемент 2ИЛИ (5 на вход с.лновибратора 16, который формирует импульс на запуск следующей метки. С приходом следующей метки цикл работы устройства повтор етс .

Частота повторени меток при их регистрации первым терморезистором определ етс по формуле

4

Л SL,

(О

где Q - расход rasaj

S - сечение внутреннего канала

расходомера;

L-) - рассто ние от генератора меток до первого терморе- зистора.

Частота повторени меток при их регистрации вторым терморезистором определ етс по формуле

„„3sl

(2)

где LЈ- рассто ние от генератора меток до второго терморе- зистора.

С целью получени неразрывной градуировочной характеристики расходомера в качестве выходного сигнала устройства следует прин ть частоту повторени меток при их регистрации вторым терморезистором и частоту повторени меток, деленную на коэф-

Ч L,

ции первым терморезистором. В схеме устройства эта операци осуществл е

фициент Кдел

при их регистра

146

с узлом, содержащим делитель 20 частоты с коэффициентом делени Кдел

-- и элемент 2ИЛИ 21. При измереLV

нии малых расходов газа, когда метки регистрируютс первым термореэисто- ром, импульсы с выхода элемента ЗИ 12, пройд через делитель 20 и элемент 2ИЛИ 21, поступают на выход устройства и частота импульсов на выходе

(3)

15

При измерении больших расходов газа импульсы с выхода элемента 3 И 13, пройд через элемент 2ИЛИ 2) , поступают на вход устройства и их частота равна

f& - i-i}

-9

SL,

(4)

5

0

5

0

5

0

5

Таким образо.м, градуировочна ха- рактеристика расхоДомера не измен етс при регистрации метки первым или вторым терморезистором.

Claims

В зависимости от нижнего и верх-Hero пределов измеренного расхода, а также свойств газа, расход которого измер етс , выбирают требуемые рассто ни Lt, L и длительность импульса одновибратора 19. I Формула изобретени

Устройство дл измерени расхода газа, содержащее генератор тепловых меток, соединенный с импульсным усилителем , мостовую схему, плечами которой вл ютс первый и второй резисторы , и помещенные в поток первый и в-юрой терморезисторы, усилитель, подключенный к диагонали моста, выход которого последовательно соединен с выпр мителем, экстрематором и первым одновибратором, и подключенный к выходу усилител определитель пол рности, о тличающеес тем, что, с целью расширени диапазона измерени , в него введены первый и второй элементы И, второй, третий и четвертый одновибраторы, первый и второй элементы ИЛИ, RS-триггер и делитель частоты, а оба терморезистора расположены по одну сторону генератора меток по направлению потока, причем первые входы первого и второго

715

элементов И соединены с выходом первого одновибратора, вторые входы - соответственно с пр мым и инверсным выходами определител пол рности, вход второго одновибратора соединен с пр мым выходом определител пол рности , а его выход - с R-входом RS- триггера, выход первого элемента И соединен с S-входом RS триггера и с вводом делител частоты, первые вхо- дь| элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом делител частоты и

149

пр мым выходом RS-триггера, их вторые входы соединены с выходом второго элемента И, выходы первого элемента ИЛИ вл ютс выходом устройства, а выход второго элемента ИЛИ через третий одновибратор соединен с входом импульсного усилител непосредственно , а с третьим входом первого элемента И - через четвертый одновиб- ратор, при этом третий вход второго элемента И соединен с инверсным выходом RS-триггера.