<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention est relative à des circuits pour le comptage d'impulsions électriques.
Dans le brevet belge n 551.901 a été décrit un circuit du genre comprenant un condensateur d'intégration (aussi dénommé condensateur réservoir ou d'emmagasinage) qui est alimenté en impulsions électriques qui sont toutes du même genre, la charge du condensateur d'intégration étant ainsi amenée à un ni- veau prédéterminé, des moyens de commutation prévus pour provoquer une variation de la charge du condensateur d'une valeur prédéterminée lorsque ledit niveau de charge est atteint, et des moyens de comptage f onctionnant une fois au cours de chaque cycle du condensateur d'intégrationo
Suivant l'invention décrite dans le brevet belge précité, l'on pré- voit un condensateur auquel le condensateur d'intégration, pour sa variation de charge précitée,
est connecté par lesdits moyens de commutation lorsque ledit ni- veau de charge prédéterminé est atteint, lesdits moyens de commutation compren- nent un relais avec une bobine d'actionnement connectée à la sortie d'un dispo- sitif de relaxation ou à bascule, le relais, dans un état, connectant le conden- sateur de variation de charge de façon à le maintenir à un niveau de charge pré- déterminé (différent de celui du condensateur d'intégration qui provoque le fonc- tionnement des moyens de commutation), le relais, dans son autre état, connectant le condensateur déintegration aucondensateur de variation d e charge p o u r
EMI1.1
répa ,-:3s ols ê.nt:ria:..1sdit&c'ondehs-ate ,31;
le diqposit3f=re'lakafeur 'ou àbascuLe'est con- necté au condensateur d'intégration (d'unefaçon évitant'une parte decharge de celui-ci), avec pour résultat que dans un état stable du dispositif à bascule, le relais se trou- ve dans ledit premier état, mais lorsque le condensateur d'intégration atteint ledit niveau de charge prédéterminé, ledit dispositif relaxateur bascule à son autre état stable dans lequel il amène le relais à son autre état.
Une application importante du brevet belge précité concerne la me- sure d'un écoulement de liquide, qui peut être effectuée en utilisant ledit cir- cuit pour compter les impulsions fournies par un organe sensible de débit-mètre du type général décrit dans le brevet belge n 5500430. Il est normalement nécessaire que les indications du débit-mètre soient fournies en tant que fonc- tion de la masse du liquide plutôt que du volume et le but principal de la pré- sente invention est de munir le circuit de l'invention du brevet belge n 551.901 de moyens lui permettant de donner une indication qui est fonction de la masse du liquide.
Un but auxiliaire de la présente invention est de procurer un tel circuit qui puisse être ajusté suivant la densité du liquide au début de la me- sure et qui établira ensuite une compensation automatique des variations de den- sité du liquide dues aux variations de température.
La présente invention prévoit, dans le circuit du brevet belge n 551.901, un potentiomètre qui est manuellement ajustable suivant la densité du liquide et un réseau à thermistor établissant une résistance qui, lors de l'utilisation du circuit, varie en fonction de la température du liquide, le po- tentiomètre et le réseau à thermistor étant tous deux prévus pour modifier le nombre d'impulsions requis pour effectuer un comptage, avec pour résultat que lors de l'utilisation du circuit avec le potentiomètre ajusté pour un liquide déterminé, les indications des moyens de comptage sont données en fonction du débit massique, quelles que soient les variations de température.
De préférence, le potentiomètre est connecté entre le condensateur d'intégration et le dispositif relaxateur ou à bascule de façon à modifier le niveau de charge du condensateur d'intégration, nivau auquel le dispositif re- laxateur bascule pour décharger ledit condensateur, et le réseau à thermistor est également prévu pour modifier ledit niveau de charge.
Une réalisation de l'invention sera décrite à présent à titre d'ex- emple en se référant au dessin annexé, dont la figure unique est un schéma d'un débit-mètre comprenant le circuit représenté à la figure 1 du brevet belge n
<Desc/Clms Page number 2>
551.901, avec certaines modifications.
Dans le dessin, les éléments du circuit qui correspondent à ceux décrits dans le brevet belge n 551.901 portent les mêmes indices de référence .
Un générateur d'impulsions 1 est prévu pour fournir des impulsions de forme d'onde carrée à une pompe à diodes comportant un condensateur d'alimentation 2, une pai- re de diodes 3 , 4 et un condensateur d'intégration 5, la fréquence des impulsi- ons étant déterminée par celle des impulsions provenant d'un organe sensible S ayant les caractéristiques décrites dans le brevet belge n 550.430 précité. Les tensions fixes pour le générateur 1 sont fournies par une ligne à haute tension et une tension de référence dont la source est indiquée en 6 peut être fournie par une simple chaîne de résistances de diviseur de tension entre les fils à haute tension.
Un tube à vide poussé 7 est monté normalement en tant que montage à charge cathodique; une résistance 27 est connectée entre son anode et le fil po- sitif à haute tension, tandis qu'un rhéostat 30 est connecté en série avec une résistance de charge cathodique 28 entre la cathode 9 et le fil négatif à haute tension. La grille de commande 8 du tube 7 est connectée du côté positif du con- densateur d'intégration 5. La cathode 9 du tube 7 est connectée à un contact fixe 11 d'un relais désigné globalement par la référence 12. L'autre contact fixe 13 du relais 12 est connecté au fil de haute tension négative par l'intermédiaire d'une résistance 14 et le contact d'armature 15 du relais est connecté à ce fil par l'intermédiaire d'un condensateur-trappe 16.
Le relais 12 comporte une bo- bine d'actionnement 17 alimentée à partir de la sortie d'un dispositif relaxa- teur ou à bascule 18 qui est tel que dans son premier état stable, la bobine de relais 17 est hors-circuit et le contact d'armature 15 est appliqué contre le contact fixe 13, tandis que dans le second état stable du dispositif 18, la bobine 17 est mise sous tension et le contact d'armature est appliqué contre le contact fixe 11.
Un second tube à vide poussé 20, servant d'amplificateur, est con- necté avec des résistances de charge d'anode et de cathode 21 et 22, respective- ment, entre les fils à haute tension et sa grille 23 est connectée à la source de potentiel de référence 6: un réseau à thermistor, comprenant un thermistor 34 situé physiquement dans la zone du fluide à mesurer et une résistance shunt stabilisatrice 35, est placé en série avec la résistance de charge anodique 22.
Le point de connexion entre le réseau à thermistor et la résistance 22 est lui- même connecté au curseur 31 du rhéostat 30, par l'intermédiaire d'une diode 25, et l'anode 26 du tube 20 est connectée au dispositif relaxateur ou à bascule 18.
Le rhéostat 30 est ajustable manuellement et son curseur 31 est relié mécanique- ment à une aiguille 32 se déplaçant devant un cadran 33 calibré en unités de poids spécifique.
Le circuit fonctionne comme suit, en laissant tout d'abord de côté l'effet de rhéostat 30 et du réseau à thermistor 34,35: le dispositif relaxateur ou à bascule 18 est prévu (comme expliqué ci-après) pour basculer de son premier état stable au second lorsque le condensateur d'intégration 5 atteint son niveau de charge maximum prédéterminé. Lorsque la tension du condensateur 5 est infé- rieure à sa valeur maximum, la bobine de relais 17 n'est pas sous tension et le condensateur-trappe 16 est court-circuité à travers la résistance 14.
Lorsque la tension du condensateur 5 atteint son maximum, le dispositif relaxateur 18 bascule, la bobine de relais 17 est mise sous tension et le condensateur-trappe 16 est connecté à la cathode 9 du tube 7, en mettant ainsi instantanément cette cathode 9 à la terre et la grille 8 se trouve à un potentiel positif. De ce fait, un courant de grille apparaît et tend à ramener la tension de grille au poten- tiel de la terre, mais à cette tendance à la réduction s'oppose la tension crois- sante à la cathode 9, par suite de la charge du condensateur 16 à une tension positive, par l'intermédiaire de l'anode. Un équilibre existe lorsque le courant de grille cesse, ce qui survient quand une faible polarisation négative existe.
<Desc/Clms Page number 3>
Pour tous les buts pratiques, les condensateurs d'intégration et de trappe se trouvent alors au même potentiel. Les conditions primitives sont alors rétablies et le condensateur-trappe 16 est déchargé à travers la résistance 14 quand le relais revient à la position représentée.
Au fur et à mesure que la charge s'établit sur le condensateur d'in- tégration 5, la tension à la cathode 9 du tube 7 augmentée La tension à la cathode 24 du tube 20 sera la tension de référence appliquée à la grille 23, et aucun courant ne circulera dans la diode 25 jusqu'à ce que la tension à la cathode 9 atteigne la proportion de la tension de référence définie par le réglage du rhéostat et de sa résistance et du réseau à thermistor 34, 35 ainsi que des ré- sistances 28, 22. Après ceci, le courant circulera, la tension à la cathode 24 augmentera, polarisant par conséquent négativement le tube 20 et la tension à l'anode 26 augmentera en conséquence jusqu'à ce que le point de basculement du dispositif relaxateur 18 soit atteint.
Le fonctionnement du relais est provoqué, pour effectuer un comptage, au moyen d'un second relais reliémécaniquement au premier et indiqué schématiquement en C.
Le fonctionnement du rhéostat 30 et du réseau à thermistor 34, 35 sera décrit à présent: le curseur de rhéostat 31 est réglé de telle sorte que l'aiguille 32 indique, lorsque les mesures de débit ont commencé, le poids spé- cifique du fluide par rapport à une température nominale donnée (par exemple 20 ).
Le réglage du rhéostat a pour effet de modifier le niveau de charge du condensateur 5, niveau pour lequel le relaxateur bascule. Ceci modifiera le nombre d'impulsions provenant de l'organe sensible S qui est nécessaire pour effectuer un comptage dans le compteur C. Après le réglage approprié du rhéostat 30, les comptages du compteur C seront proportionnels à la fois au volume de fluide circulant dans l'organe S et à la densité du fluide, c'est-à-dire que le comptage se fera en fonction de la masse.
Les variations de la résistance de thermistor modifieront également le niveau de charge du condensateur 5 pour le- quel le relaxateur bascule: le réseau 34, 35 est établi de telle sorte que si, après un ajustage initial convenable du curseur 31, le fluide est soumis à une variation de température, le thermistor 34 modifie sa résistance avec pour ré- sultat que l'effet total du rhéostat 30 et du réseau à thermistor 34, 35 sera modifié tout comme si le rhéostat avait été réajusté pour le nouveau poids spé- cifique résultant de la variation de température. Le comptage en fonction de la masse sera par conséquent toujours correct.
Un débit-mètre tel que décrit ci-avant convient particulièrement pour l'utilisation dans la mesure de l'écoulement du carburant dans des avions, étant donné que les mesures d'écoulement devront normalement se faire en fonc- tion de la masse, le carburant étant souvent soumis à de fortes variations de température et une importance particulière étant attachée à l'élimination d'ap- pareils compliqués et encombrants comme on doit normalement en utiliser pour obtenir une mesure continue et automatique de la densité.
Le circuit ci-avant procure une mesure de la quantité d'écoulement et il sera normalement combiné avec un circuit destiné à indiquer la vitesse d'écoulement, tel que celui décrit dans la demande de brevet belge déposée en même temps que la présente et portant le titre "Perfectionnements relatifs aux circuits électriques servant à indiquer les fréquences d'impulsions". L'agence- ment du réseau à thermistor venant d'être décrit n'affectera pas le circuit de vitesse et il est préféré pour cette raison.
Toutefois, si aucun circuit de vitesse n'est utilisé ou si un tel circuit est entièrement séparé du circuit de quantité, le potentiomètre et le réseau à thermistor peuvent être réalisés de façon à agir sur la tension de référence provenant de la source 6 et appliquée au tube amplificateur 20, par exemple on peut les incorporer dans la source, cette dernière devenant alors une chaîne de résistances de diviseur de tension et
<Desc/Clms Page number 4>
le potentiomètre ainsi que le réseau à thermistor en faisant partie. Le potenti- omètre et le réseau à thermistor peuvent d'une autre façon être prévus pour agir sur l'amplitude des impulsions fournies par le générateur d'impulsions 1 au con- densateur d'alimentation 2.
REVENDICATIONS
1. Circuit pour le comptage d'impulsions électriques, suivant l'une quelconque des revendications du brevet belge n 551.901' ledit circuit étant prévu pour mesurer le débit de liquide en comptant les impulsions émises par un organe sensible au débit à une fréquence fonction de la vitesse du débit, ledit circuit comportant un potentiomètre qui peut être ajusté manuellement suivant la densité du liquide et un réseau à thermistor établissant une résistance qui, lors de l'utilisation du circuit, varie suivant la température du liquide, le potentiomètre et le réseau à thermistor étant tous deux prévus pour modifier le nombre d'impulsions nécessaire pour effectuer un comptage, avec pour résultat que lors de l'utilisation du circuit, avec le potentiomètre ajusté pour un liqui- de déterminé,
les indications des moyens de comptage sont données en fonction du débit massique quelles que soient les variations de température.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to circuits for counting electrical pulses.
In Belgian patent no.551.901 has been described a circuit of the type comprising an integration capacitor (also called reservoir or storage capacitor) which is supplied with electrical pulses which are all of the same type, the charge of the integration capacitor being thus brought to a predetermined level, switching means provided to cause a variation in the charge of the capacitor by a predetermined value when said level of charge is reached, and counting means operating once during each cycle of the integration capacitor
According to the invention described in the aforementioned Belgian patent, a capacitor is provided to which the integration capacitor, for its aforementioned load variation,
is connected by said switching means when said predetermined load level is reached, said switching means comprises a relay with an actuating coil connected to the output of a relaxation or toggle device, the relay, in a state, connecting the charge variation capacitor so as to maintain it at a predetermined charge level (different from that of the integration capacitor which causes the operation of the switching means), the relay, in its other state, connecting the deintegration capacitor to the load variation capacitor for
EMI1.1
repa, -: 3s ols ê.nt: ria: .. 1sdit & c'ondehs-ate, 31;
the diqposit3f = re'lakafeur 'or àbascuLe is connected to the integration capacitor (in a way avoiding a charge part of this one), with the result that in a stable state of the rocker device, the relay is found in said first state, but when the integrating capacitor reaches said predetermined charge level, said relaxer device switches to its other stable state in which it drives the relay to its other state.
An important application of the aforementioned Belgian patent relates to the measurement of a flow of liquid, which can be carried out using said circuit to count the pulses supplied by a sensitive flow meter member of the general type described in the Belgian patent. n 5500430. It is normally necessary that the flow meter readings be given as a function of the mass of the liquid rather than the volume, and the main object of the present invention is to provide the circuit of the invention. of Belgian Patent No. 551,901 for means enabling it to give an indication which is a function of the mass of the liquid.
An auxiliary object of the present invention is to provide such a circuit which can be adjusted according to the density of the liquid at the start of the measurement and which will then establish automatic compensation for variations in density of the liquid due to variations in temperature.
The present invention provides, in the circuit of Belgian patent no.551.901, a potentiometer which is manually adjustable according to the density of the liquid and a thermistor network establishing a resistance which, during use of the circuit, varies as a function of the temperature of the liquid. liquid, both the potentiometer and the thermistor network being intended to modify the number of pulses required to perform a count, with the result that when using the circuit with the potentiometer adjusted for a determined liquid, the indications counting means are given as a function of the mass flow rate, regardless of the temperature variations.
Preferably, the potentiometer is connected between the integration capacitor and the relaxer or toggle device so as to modify the charge level of the integration capacitor, level at which the relaxer device switches to discharge said capacitor, and the network. thermistor is also provided to modify said charge level.
An embodiment of the invention will now be described by way of example with reference to the appended drawing, the single figure of which is a diagram of a flow meter comprising the circuit shown in FIG. 1 of Belgian patent no.
<Desc / Clms Page number 2>
551.901, with some modifications.
In the drawing, the elements of the circuit which correspond to those described in Belgian patent no.551.901 bear the same reference indices.
A pulse generator 1 is provided to supply square waveform pulses to a diode pump comprising a supply capacitor 2, a pair of diodes 3, 4 and an integrating capacitor 5, the frequency the pulses being determined by that of the pulses originating from a sensitive organ S having the characteristics described in Belgian patent no. 550,430 cited above. The fixed voltages for generator 1 are supplied by a high voltage line and a reference voltage whose source is indicated at 6 can be supplied by a simple chain of voltage divider resistors between the high voltage wires.
A high vacuum tube 7 is normally mounted as a cathode load assembly; a resistor 27 is connected between its anode and the high voltage positive wire, while a rheostat 30 is connected in series with a cathodic load resistor 28 between the cathode 9 and the high voltage negative wire. The control grid 8 of the tube 7 is connected to the positive side of the integration capacitor 5. The cathode 9 of the tube 7 is connected to a fixed contact 11 of a relay generally designated by the reference 12. The other contact fixed 13 of relay 12 is connected to the negative high voltage wire through a resistor 14 and the armature contact 15 of the relay is connected to this wire through a trap capacitor 16.
The relay 12 comprises an actuating coil 17 supplied from the output of a relaxator or rocker device 18 which is such that in its first stable state, the relay coil 17 is switched off and the armature contact 15 is applied against fixed contact 13, while in the second stable state of device 18, coil 17 is energized and armature contact is applied against fixed contact 11.
A second high vacuum tube 20, serving as an amplifier, is connected with anode and cathode load resistors 21 and 22, respectively, between the high voltage wires and its grid 23 is connected to the line. reference potential source 6: a thermistor network, comprising a thermistor 34 physically located in the zone of the fluid to be measured and a stabilizing shunt resistor 35, is placed in series with the anode load resistor 22.
The connection point between the thermistor network and resistor 22 is itself connected to cursor 31 of rheostat 30, via a diode 25, and the anode 26 of tube 20 is connected to the relaxer device or to rocker 18.
The rheostat 30 is manually adjustable and its cursor 31 is mechanically connected to a needle 32 moving in front of a dial 33 calibrated in units of specific weight.
The circuit operates as follows, first leaving aside the effect of rheostat 30 and of the thermistor network 34,35: the relaxator or rocker device 18 is provided (as explained below) to switch from its first stable state in the second when the integration capacitor 5 reaches its predetermined maximum charge level. When the voltage of the capacitor 5 is lower than its maximum value, the relay coil 17 is not energized and the trap capacitor 16 is short-circuited through the resistor 14.
When the voltage of the capacitor 5 reaches its maximum, the relaxer device 18 switches, the relay coil 17 is energized and the trap capacitor 16 is connected to the cathode 9 of the tube 7, thus instantly putting this cathode 9 at the earth and grid 8 is at a positive potential. As a result, a grid current appears and tends to bring the grid voltage back to the potential of the earth, but this tendency to decrease is opposed by the increasing voltage at cathode 9, as a result of the charge. capacitor 16 to a positive voltage, through the anode. An equilibrium exists when the gate current ceases, which occurs when a weak negative bias exists.
<Desc / Clms Page number 3>
For all practical purposes, the integration and trap capacitors are then at the same potential. The original conditions are then re-established and the trap-capacitor 16 is discharged through the resistor 14 when the relay returns to the position shown.
As the charge builds up on the integration capacitor 5, the voltage at cathode 9 of tube 7 increases The voltage at cathode 24 of tube 20 will be the reference voltage applied to grid 23 , and no current will flow through diode 25 until the voltage at cathode 9 reaches the proportion of the reference voltage defined by the setting of the rheostat and its resistance and the thermistor network 34, 35 as well as resistors 28, 22. After this current will flow, the voltage at cathode 24 will increase, therefore negatively biasing tube 20, and voltage at anode 26 will increase accordingly until the switching point of the relaxator device 18 is reached.
The operation of the relay is caused, in order to perform a count, by means of a second relay mechanically connected to the first and indicated schematically at C.
The operation of the rheostat 30 and of the thermistor network 34, 35 will now be described: the rheostat slider 31 is adjusted so that the needle 32 indicates, when the flow measurements have started, the specific weight of the fluid. with respect to a given nominal temperature (for example 20).
The adjustment of the rheostat has the effect of modifying the charge level of the capacitor 5, the level at which the relaxator switches. This will change the number of pulses from the sensing organ S which is required to perform a count in counter C. After the appropriate setting of rheostat 30, the counts of counter C will be proportional to both the volume of fluid flowing through. the organ S and the density of the fluid, that is to say that the counting will be done as a function of the mass.
Changes in thermistor resistance will also change the charge level of capacitor 5 to which the relaxator switches: the network 34, 35 is established such that if, after a suitable initial adjustment of the slider 31, the fluid is subjected. at a change in temperature, thermistor 34 changes its resistance with the result that the total effect of rheostat 30 and thermistor network 34, 35 will be changed just as if the rheostat had been readjusted for the new specific weight resulting from the temperature variation. Counting as a function of mass will therefore always be correct.
A flow meter as described above is particularly suitable for use in measuring the flow of fuel in airplanes, since flow measurements should normally be made on a mass basis, the fuel being often subjected to strong variations in temperature and particular importance being attached to the elimination of complicated and cumbersome apparatus as one would normally use it to obtain a continuous and automatic measurement of the density.
The above circuit provides a measure of the amount of flow and will normally be combined with a circuit for indicating the rate of flow, such as that described in the Belgian patent application filed concomitantly herewith. the title "Improvements in electrical circuits used to indicate pulse frequencies". The arrangement of the thermistor network just described will not affect the speed circuit and is preferred for this reason.
However, if no speed circuit is used or if such a circuit is entirely separated from the quantity circuit, the potentiometer and the thermistor network can be made so as to act on the reference voltage coming from the source 6 and applied. to the amplifier tube 20, for example, they can be incorporated into the source, the latter then becoming a chain of voltage divider resistors and
<Desc / Clms Page number 4>
the potentiometer as well as the thermistor network being part of it. The potentiometer and the thermistor network can in another way be provided to act on the amplitude of the pulses supplied by the pulse generator 1 to the supply capacitor 2.
CLAIMS
1. Circuit for counting electrical pulses, according to any one of the claims of Belgian Patent No. 551.901 'said circuit being provided for measuring the flow of liquid by counting the pulses emitted by a member sensitive to the flow at a frequency function of the speed of the flow, said circuit comprising a potentiometer which can be manually adjusted according to the density of the liquid and a thermistor network establishing a resistance which, during use of the circuit, varies according to the temperature of the liquid, the potentiometer and the network with thermistor both being designed to modify the number of pulses necessary to carry out a counting, with the result that when the circuit is used, with the potentiometer adjusted for a determined liquid,
the indications of the counting means are given as a function of the mass flow rate whatever the temperature variations.