SU690331A1 - Устройство дл измерени количества тепла - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области тепловых измере гай, напр1гмер, к измерению количества тепла, переносимого жидкостью.

Известны устройства дл  измерени  количества тепла, содержащие термосопротивление , установленные в потоке жидкости,, выходную схему и показывающий прибор l

Однако известные устройства имеют большую погрешность измерени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  количества тепла, содержащее термосопротивлени , частотный датчик объемного расхода теплоносител , выход которого подключен к входу генератора импульсов, состо щего ив двух триггеров, соединенных между собой через мультивибратор, усилитель, показывающий прибор, формирователь ffivinynbcoB тока 2 .

Однако известное устройство облеедает недостатками, заключающимис  в

ITOM, что питание тёрмосопротивлёний импульсным напр жением производитс  по различным цец м, что приводит к ошибке измерени  разброса параметров этих цепей, кроме того, не учи . тываетс  изменение плотности жидкости под действием температуры, и вависи мость частоты выходного сигнала датчика расхода нелинейна, что  вл етс  источником дополнительной погрешности

0 измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Claims (2)

1. Это достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство дополнительно вве5 . дены блок Коррекции, аналоговый ключ, два врем -импульсных преобразовател , ооединеиных последовательно, а формирователь импульсов тока снабжен дополнител1гным входом, подключенным к выходу перво0 го в рем -импульского преобразовател , ава- логовьй вход которого Черев усилитель подключен к диагонали моста, образованного термосоЕротиБлени ми, к одному ив плеч которого подсоединен входом блок коррекции , подключенный к входу второго врем -импульсного преобразовател , подсоединенного через соединенные последовательно аналоговый ключ и фильтр низкой частоты к показывающему прибору причем ко второму входу аналогового ключа подключен источник опорного напр жени , а к другой диагонали мостовой схемы подключен выход формировател  импульсов тока, подсоединенного осно ным входом к выходу генератора импуль гов, подключенного также к дискретному; входу первого врем -импульсного преобразовател . Врем -импульсный преобразователь содержит три аналоговых ключа, операционный усилитель, подключенный к входу преобразовател  через сопротивление и аналоговый ключ, источник опорного напр жени , который через йторой аналоговый ключ также подключен к входу операционного усилител , нуль-орган, под ключенный входом к выходу усилител , а выходом - к входу триггера, логическую схему ИЛИ-НЕч подключенную входом к выходу триггера через второй аналоговый ключ, а выходом - к третьему аналоговому ключу. В генератор импульсов тока дополнительно введены врем -импульсный преобразователь и источник опорного напр жени , подключенный к входу дополнител ного преобразовател , выход которого соединен с входом триггера, образующег , выход генератора импульсов. На фиг. 1 показано описываемое устройство дл  измерени  количества тепла, где 1, 2, 3, 4 - термосопротивлени , 5- частотный датчик объемного расхода 6- вход генератора импульсов, 7 - ген ратор импульсов, 8 - формирователь импульсов тока, 9 - основной вход формировател  импульсов, 10 - выход генератора импульсов, 11 и 12 - выходы формировател  импульсов, 13 - усилитель, 14 - вход врем -импульсного преобразовател , 15 - врем -импульсный преобразователь , 16 - вход блока коррекции , 17 - блок коррекции, 18 - выход блока коррекции, 19 - вход второго врем -импульсного преобразовател , 20 - второй врем -импульсный преобразова- тель, 21 - выход первого преобразовател , 22 - дискретный вход второго пре образовател , 23 - дополнительный вход формировател  импульсов тока, 24 лискретцый вход первого преобразовате- л , 25 - выход второтч) преобразовател , 26- управл ющий вход аналогового ключа, 27- аналоговый ключ, 28 - выход ключа , 29 - источник опорного напр жени ; 30 - выход ключа, 31 - фильтр низкой частоты, 32 - показывающий прибор. На фиг. 2 показаны графики токов и напр жений в различных точках схемы устройства дл  измерени  количества тепла, где А, В, С, О , G Е, Р,Н - импульсы тока, и - напр жение, J - ток, t - врем . На фиг. 3 показано устройство врем -импульсного преобразовател , где 33 - операционный усилитель, 34 - выход усилител , 35 - конденсатор, 36 вход усилител , 37 - аналоговый ключ, 38 - сопротивление, 39 - второй аналоговый ключ, 40 - сопротивление, 41 - источник опорного напр жени , 42 - нуль-орган, 43 - вход триггера, 44 триггер , 45 - второй вход триггера, 46 - вход ключа, 47 - вход логической схемы, 48 - логическа  схема ИЛИНЕ , 49 - вход ключа, 50 - вход логической схемы, 51 - управл ющий вход ключа, 52 - третий аналоговый ключ. На фиг. 4 показан генератор импульгсов тока, где 53 - триггер, 54 - мультивибратор , 55 - дополнительный врем импульсньй преобразователь, 56 - дополнительный источник опорного напр жени , 57 - второй триггер. Устройство работает следующим образом . Дл  измерени  объемного расхода жидкости используетс  частотный датчик объемного расхода 5, частота f выходных импульсов А (см. фиг. 2) которого св зана с замер емым расходом О ytc соотношением ,/--Ki ( к. и К - коцстанты). Каждый второй выходной импульс датчика расхода 5 побуждает генератор импульсов 7 к формированию импульса В, длительность ь которого св зана с частотой f импульсов А соотношением ( К„ - константа). Импульс в с выхода 10 генератора импульсов 7 поступает на вход 9 форми56 робател  8, который вырабатывает импуль тока С стабильной амплитуды i-c и длительности , равной длительности ft импульса В, поступающего на вгюд 9 фор мировател  8. Выходы 11 и 12 формировател  8 соединены с одной из диагоналей Лоста, составленного из термосопротивлений 1, 2, 3, и 4. Термосопротивлени  1 и 2 установлены в патрубке подвода жидкоети (на чертеже не изображен), а термесопротивлени  3 и 4 в патрубке отвода жидкости (на чертеже не изображен), в котором установлен также частотный дат чик расхода 5. При идентичности термосопротивлений 1,2, 3 и 4 и аппроксимации величины сопротивлени  R термосопротивлений 1, 2,3 и 4 соотношением ), Rt , ( - температурный коэффициент сопротивлени , t - значение температуры, импулью тока С наведет на другой диагонали моста импульс напр жени  D . вели- чина 2/JJ которого равна U-{c,(,)KiЭтот импульЬ усиливаетс  усилителем 13 и подаетс  на аналоговьй вход 14 врем -импульсного преобразовател  15, на дискретный вход 24 которого поступает импульс В от генератора импульгсов 7. Врем -импульсный преобразователь 15 предствал ет собой устройство, которое формирует импульс Е, следующий по времени непосредственно вслед за импульсом В, поступающим на дискретный вход 24, а длительность t сформированного импульса Е пропорциональна произведению амплитуды Ujj импульса D,no ступающего на аналоговый вход, на длительность tg импульса В, т.е. Е (к. - константа). Учитыва , -. L, R -((tz. ti)., , J/ f-.С- f- получаем 31 t,,«,.rf(i,, Kj(,;(K,-f.Kj, где 5 (j(-константа. Этот импульс Е поступает на допслнительный вход 23 формировател  7, который вырабатывает импульс Г стабильной амплитуды Lp и длительности, равной р Е пульс Р тска наводит на термосопротив ении 4 импульс напр жени  G с амплитудой Up, равной ). Этот импульс G поступает на вход 16 блока коррекции 17, который вырабат вает импульс напр жени  Н с амплитудои t/ пропорциональной плотности жидкости V. в Месте установки датчика раохода 4, котора  в некотором диапазоне рабочих температур аппроксимируетс  .выражением .С/-/г ;, V - плотность жидкости при t ft - температурный коэффициен плот нести, - значение температуры. г...( ( к - константа). Блок коррекции 17 осуществл ет преобразование напр жени  и Q поступающего на вход 16 в соответствии с выражением jj де К Kj Напр жение амплитудой U с выхода 18 блока коррекции 17 подаетс  на ана- . логовый вход 19 врем -импульсного преобразовател  20, на дискретный вход 22 которого подаетс  импульс Е с выхода 21 преобразовател  15 длительНОСТЬ if . Преобразователь 20 функционирует аналогично преобразователю 15 и,следовательно , формирует, импульс L , длительност ь i, которотч ттрйпорциоиальна произведению напр жени  1/ на аналоговом входе 19 и длительности ймпульt-Ha дискретном входе 22, т.е. рав . %. .t,/,/f,-/r,.((K,-fK,K, -,,-(t.-t, ) К- константа. где Импульс L , поступа  на управл ющий вход 26 аналогового ключа 27, привод т к аамыкашю на врем  t ключа 27 В течение этого времени напр жение tJ от источника опорного напр жени  29 через фильтр низкой частоты 31 по ступает на показывающий прибор 32, Если учесть что частота спедовани  импульсов равна f /2, to можно сделат i вывод о величине напр жени  на выходе .фильтра 31у которое будет равно LrcU,.t.f . ,.( Н() -..(. ж Я1 K,-j), т.е. пропорционально 11 2. произведению разности температур на объемный расход и на плотность или про порсионально тепловыделению, что и отр жаетса показывающ1ш прибором 32. Каждый врем  импульсньй преобразователь 15,20 выполнен на основе опе рационного усилител  33, работающего в режиме двухтактного интегрировани . Предложенное устройство позвол ет повысить точность измерени  количества тепла, выдел емого в различных промыш ленных установках, Формула изобретени  1. Устройство дл  измерение количества тепла, содержащее термосопротив лённ , частотный датчик объемного рас ,хода теплоносител , выход которого подклю чев к входу генератора импульсов, состо щего из двух триггеров, соединенных между собой черев мультивибратор, усилитель, показывающий прибор, формирователь импульсов тока, отличающеес  тем, что, с пелью повыше ВИЯ точиостн иамеренв , в устройство дополнительно введены блок коррекции, аналоговый ключ, источник опорного напр жени , фильтр нивкой частоты, два врем -импульсных преобразовател , соединенных Последовательно, а формирователь импульсов тока снабжен дополнительным входом, подключенным к выхо- ду первого врем -импульсного преобразовател , аналоговый вход которого че- рез усилитель подключен к диагонали моста, образованного термосопротивлени ми , к одному из плеч которого подсоединен входом блок коррекции, подключённый к входу второго врем -импульсного преобразовател , подсоединенного через последовательно соедйненые аналоговый ключ и фильтр низкой частоты к показывающему прибору, причем ко второму входу аналогового ключа подсоединен источник опорного напр жени , а к другой диагонали моста подключен выход формировател  импульсов тока, подсоединенного основным входом к выходу генератора импульсов, подключенного также к дискретному входу первого врем -импульсного преобразовател . 2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что врем -импульсньй преобразователь содержит три аналоговых ключа, операционный усилитель, подключенньй к входу преобразовател , через сопротивление и аНалоговьй ключ, источник опорного Напр жени , который через второй аналоговый ключ также подключен к входу операционного усилител , нуль-орган, подключенньй входом к выходу усилител , а выходом - к взсоду триггера, логическую схему И ЛИНЕ , подключенную входом к выходу триггера через второй аналоговый ключ, а выходом - к третьему аналоговому ключу . 3.Устройство по П.1, о т л и ч а ю шее с   тем, что в генератор импульсов тока дополнительно введены вре- м  импульсный преобразователь и источник опорного напр жени , подключенный К входу дополнительного преобразовател , выход которого соединен с входом триггера, образующего выход генератора импульсов. Источника информации, прин тые во нимание при экспертизе 1 Патент США 1 3S37311, л. G 01 К 17/06, онублик. 197О.
2. 2. Патент CUIA № 3812713, л. G 01 к 17/10, опублик. 1974. (ПРОТОТИП},

   W /