CS196749B1 - Způsob a zařízení k potlačení amplitud rušivých oscilací - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zařízeník potlačení amlitud rušivých oscilací měřených veličin, například tlaku a tlakové diference.

Snímání tlaku nebo tlakové diference kapalin a plynů se provádí snímači, které se připojují k prostoru, v němž se měří tlak prostřednictvím přívodního přenosového kanálu. Přívodním přenosovým kanálem se přenáší ke snímači signál, ve kterém jsou kromě užitečné složky obsaženy též rušivé oscilace. Pokud mají rušivé oscilace takové spektrum, které je nepříznivé z hlediska využití užitečného signálu, potom se hledá řešení k potlačení.vlivu rušivých oscilací.

fe známo několik způsobů potlačení amplitud rušivých oscilací. Nejobvyklejší je seškrcení průřezu přívodního přenosového kanálu v blízkosti odběru tlaku. Tím se vytvoří filtr prvního řádu, ve formě RC členu, jehož časová konstanta má nepříznivý vliv na přenos signálu. Někdy se dosahuje zvětšení filtračního účinku seškrcením průřezu přívodního přenosového kanálu v blízkosti snímače a filtr vzniká buď z kapacity snímače a škrtícího odporu, nebo se přidává paralelně ke snímači nádoba, jejíž objem zvyšuje filtrační účinek.

Výjimečně se útlumu dosahuje vhodnou volbou průměru přívodního přenosového kanálu, popřípadě útlumovými články vyšších řádů.

Společnou nevýhodou všech uvedených ty pů tlumení je, že tlumení postihuje, nejen rušivé oscilace, ale též užitečný signál. Při nevhodné spektrální relaci mezi užitečnými signálem a rušivými oscilacemi je použití přídavného tlumení prakticky vyloučeno. Další nevýhodou přídavných průtokových odporů v přívodním přenosovém kanálu je, že se zvyšuje možnost ucpání přívodního přenosového kanálu ve zúženém průřezu, což by mělo za následek poruchu měření. Při tlumení pulsací filtry sestavenými z odporů a kapacit je nežádoucím jevem závislost tlumícího účinku na velikosti měřeného tlaku, v případech kdy se mění značně hladina měřeného tlaku.

Tyto nedostatky do značné míry odstraňuje způsob potlačování amplitudy rušivých oscilací přenášených měřených veličin, například tlaku a tlakové diference v přenosových kanálech v místě snímání příslušné veličiny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na rušivou oscilaci snímané fyzikální veličiny se superponuje oscilace stejné frekvence, ale opačné fáze. Tato superponovaná oscilace se odvozuje od rušivé oscilace ve vzdálenosti jedné čtvrtiny vlno196749 vé délky rušivé oscilace od místa připojení snímače.

Podstatou zařízení k provádění tohoto způsobu je, že sestává z přívodního přenosového kanálu, který přechází v první přídavný přenosový kanál, který je na konci zaslepen. Délka prvního přídavného přenosového kanálu od místa přechodu k zaslepenému konci je rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace. V místě přechodu mezi přívodním přenosovým kanálem a prvním přídavným přenosovým kanálem je odbočka pro napojení snímače.

Mezi snímač a první přídavný přenosový kanál mohou být postupně připojeny zaslepené přídavné přenosové kanály. Vzdálenost mezi uzavřeným koncem· předchozího přídavného přenosového kanálu a místem napojení následujícího přídavného přenosového kanálu se rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace, kterou potlačuje předcházející přídavný přenosový kanál.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že nenastává přídavné zpoždění měřícího signálu, což je významné zejména v obvodech s krátkými časovými konstantami. Odpadají případné škrtící orgány i přídavné nádobky, které celé zařízení komplikují. Použití tohoto způsobu je zcela nezávislé na změnách tlakové hladiny. Připojením několika kanálů o stejné délce je možno výsledný tlumící účinek pro určitou frekvenci několikanásobně zvýšit. Při uspořádání s více přídavnými přenosovýjmi kanály je možno zařízení provést tak, že průtokové průřezy postupně za sebou jdoucích přídavných přenosových kanálů se postupně zmenšují, čímž lze dosáhnout lepšího výsledného účinku. Prostorovou náročnost lze omezit tím, že se jednotlivé kanály provedou zakřivené, popřípadě vzájemné uspořádání jednotlivých kanálů se provede optimálně z hlediska prostorových možností.

Příklad provedení zařízení pro potlačení amplitud rušivých oscilací podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení pro potlačení rušivé oscilace jediné frekvence a na obr. 2 zařízení pro potlačení rušivých oscilací o —n— různých frekvencích.

Na místo, ve kterém se má měřit tlak [obr. 1) je připojen přívodní přenosový kanál í. Přívodní přenosový kanál 1 přechází v místě 2 přechodu v první přídavný přenosový kanál 4i, který je na svém konci zaslepen. V místě 2 přechodu mezi přívodním přenosovým kanálem 1 a prvním přídavným přenosovým kanálem 4i je odbočka pro připojení snímače 3. Vzdálenost mezi místem 3 a zaslepeným koncem prvního přídavného přenosového kanálu 4i se rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace, kterou má první přídavný přenosový kanál 4i potlačit.

Pro potlačení rušivých oscilací o několika různých frekvencích (obr. 2) je v místě 2 přechodu připojena k prvnímu přídavnému přenosovému kanálu 4i, soustava dalších pěti přídavných přenosových kanálů 4«, 4s, 4i,

.. 4n-i, 4n. Každý přídavný přenosový kanál

41, 42, 4s, 44, ,.4n-i, 4n je na svém konci zaslepen. Funkční délka každého přídavného přenosového kanálu 4i, 42, 43,, 44, ,.4n-i, 4n, to je vzdálenost zaslepeného konce od místa 2 přechodu je vždy rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace, kterou potlačuje příslušný přídavný přenosový kanál 4ι,

43, 44 ...4n-i, 4n. K poslednímu přídavnému přenosovému kanálu 4n je v místě 2 přechodu připojen snímač 3 tlaku, popřípadně jedna větev snímače tlakové diference v případě, když se měří tlakové diference. Přídavné přenosové kanály 4i, 42, 43, 44 ...4n-i 4n lze uspořádat buď tak, že jejich osy jsou rovnoběžné v jedné rovině (obr. 2), popřípadě· jsou ekvidistantní. Osy jednotlivých přídavných přenosových kanálů 4i, 42, 43, 4í...4n-i, 4n mohou být též vzájemně libovolně uspořádány s přihlédnutím k prostorovým možnostem. Pro zvýšení účinku při potlačení rušivé oscilace o určité frekvenci je možno připojit několik přídavných přenosových kanálů 4i, 42, 43, 44...4n-i o stejné délce, přičemž délka každého z těchto přídavných přenosových kanálů 4i, 42, 43, 44...4n-i,4n se rovná čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace, která se těmito kanály potlačuje. Toto uspořádání není na výkrese znázorněno.

Průtokové průřezy jednotlivých přídavných přenosových kanálů 4i, 42, 43, 44 ...4n-i, jsou buď stejné (obr. 2) nebo je možno průtokové průřezy postupně za sebou jdoucích přídavných přenosových kanálů 4i, 42, 43, 4«, ...4n-i, 4n postupně zmenšovat (což není na výkrese znázorněno).

Přívodním· přenosovým kanálem 1 (obr.

1.) přichází do prvního přenosového kanálu 4i signál včetně rušivé oscilace. Rušivá oscilace se na zaslepeném konci prvního přídavného přenosového kanálu 4i odráží a do místa 2 přechodu přichází v protifázi. Superpozicí odražené rušivé oscilace k původní oscilaci dojde ke snížení výsledné amplitudy rušivé oscilace v místě 2 přechodu. Do snímače 3 tedy přichází signál s podstatně potlačenou rušivou oscilací. Teoreticky, při zanedbání ztrát v prvním přídavném přenosovém kanálu 4i je amplituda rušivé oscilace přicházející do snímače 3 nulová.

Jestliže přicházejí přívodním přenosovým kanálem 1 kromě užitečné složky signálu, rušivé oscilace o různých frekvencích, potom je možno připojit k prvnímu přídavnému přenosovému kanálu 4i další přídavné přenosově kanály 42, 43, 44 ...4n-i, 4n, přičemž délka každého přídavného přenosového kanálu 42, 43, 44 ...4n-i, 4n určuje frekvenci oscilace, kterou příslušný přídavný přenosový kanál 42, 43, 44 ...4n-i, 4n potlačuje. Do snímače 3 jde teoreticky užitečný signál zbavený oscilací, které byly postupně v iednotlivých přídavných přenosových kanálech 4ς

42, 43, 44 ...4n-i, 4n potlačeny. Vzhledem ke ztrátám v přídavných přenosových kanálech 4i, 42, 43, 44 ...4ni, 4n. nelze rušivé oscilace zcela potlačit.

Vynálezu se využije při měření a regulaci tlaku a tlakové diference, poměrů tlaku a průtoku ve všech oborech průmyslu.

Claims (3)

1. Způsob potlačení amplitudy rušivých oscilací přenášených měřených veličin například tlaku a tlakové diference v přenosových kanálech v místě snímání příslušné veličiny, vyznačující se tím, že na rušivou oscilaci snímané fyzikální veličiny se superponuje oscilace stejné frekvence, ale opačné fáze, kterážto superponovaná oscilace se odvozuje od rušivé oscilace ve vzdálenosti jedné čtvrtiny vlnové délky rušivé oscilace od místa připojení snímače.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že sestává z přívodního přenosového kanálu (1) přecházejícího v první přídavný přenosový kanál (4i), který je na konci zaslepen a délka prvního přídavného přenosového kanálu (4i) od místa (2) přechodu k zaslepenému konci je rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace a v místě (2) přechodu mezi přívodním přenosovým kanálem (1) a prvním přídavným přenosovými kanálem (4i) je odbočka pro napojení snímače (3).

3 Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že mezi snímač (3) a první přídavný přenosový kanál (4i) jsou postupně připojeny zaslepené přídavné přenosové kanály (42, 43, 44...4n-i, 4n), přičemž vzdálenosti mezi uzavřeným koncem předcházejícího přídavného přenosového kanálu (4·, 42, 4s, 4t, ...4n-i) a místem (2) napojení následujícího přídavného přenosového kanálu (42, 4\ 4-t, ...4n-i, 4n) se rovná jedné čtvrtině vlnové délky rušivé oscilace, kterou potlačuje předcházející přídavný přenosový kanál (4i, 4«, 43, 4* ...4n-i).