CS237113B1

CS237113B1 - Electronic flow-meter

Info

Publication number: CS237113B1
Application number: CS825907A
Authority: CS
Inventors: Milan Polacek
Original assignee: Milan Polacek
Priority date: 1982-08-09
Filing date: 1982-08-09
Publication date: 1985-07-16
Also published as: CS590782A1

Abstract

Zariadenie pre elektronické meranie pretekajúceho množstva tekutin obsahuje najmenej dvě komory, ktoré sa zo spoločného přívodu kvapaliny striedavo plnia cez otvorený vtokový ventil a striedavo vyprázdňujú cez otvorený výtokový ventil, čím vo výslednom efekte je prietok nepřerušený. 0- tváranie a zatváranie ventilov je riadené elektronicky podl'a odoberaného množstva tekuitiňy, pričom elektrické odezvy prepínania sú priamo úměrné prietoku a vyhodnotené elektronicky. Zariadenie je vhodné pre meranie prietoku najma zo samospádových nádrží.Device for electronic measurement of flowing the amount of fluids contains at least two chambers that are out of the common fluid feed alternately through the open inlet valve and alternately empty through the open outlet valve, thereby resulting in the outlet Effect, the flow is uninterrupted. 0- forming and closing the valves is controlled electronically according to the amount withdrawn tekuitiňy, with electrical switching response are proportional to flow rate and evaluated electronically. The device is suitable for flow measurement mainly from gravity tanks.

Description

Vynález sa týká zariadenia pre elektronické meranie pretekajúceho množstva tekutin v širokom dynamickom režime od pomalého prietoku až po maximálny prietok. Zariadenie je vhodné pre odčítanie množstva rádu mililitrov· až niekoíko desiatok litrov v fubovofnom časovom intervale, pričom prietok sa může lubovolne přerušit.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for electronically measuring the flow rate of fluids in a wide dynamic mode from a slow flow rate to a maximum flow rate. The device is suitable for reading a quantity of the order of milliliters · up to several tens of liters at any time interval, the flow rate can be arbitrarily interrupted.

Sú známe moderně zariadenia, ktoré poskytujú volitelné informácie prietoku kvaliny v priemysile, v službách a v laboratóriach, ktoré ako prietokové porovnatelné čidlá obsahujú lopatková turbínu, kde lopatky otáčajúce sa prietokom tekutiny prerušujú světelný tok žiariča, ktorému odpovedá Impulzová odozva optoelektronického prijímacieho prvku. Je taktiež známa axiálna turbína, ktorá svojím telesom moduluje lúč žiariča dopadajúci na optoelektronický prvok.Modern devices are known which provide optional quality flow information in industry, services and laboratories, which include a turbine turbine as flow comparable sensors, wherein the blades rotating with the fluid flow interrupt the luminous flux of the radiator to which the pulse response of the optoelectronic receiving element corresponds. An axial turbine is also known which modulates a radiator beam impinging on an optoelectronic element.

Prietokové čidlá s turbínou nepriaznivo ovplyvňujú zotrvačnosť turbíny, čím nastáva oneskorenie pri začiatku malého prietoku a •necitlivost na malý prietok vdbec. Tieto prietokové čidlá majú spoločnú nevýhodu, ktorá spočívá v malej linearitě počtu impulzov· pri meniacom sa prietoku. Ďalšou ich nevýhodou je úzký rozsah objektívneho merania, ktoré je závislé od optimálneho prietoku tekutiny.Flow sensors with a turbine adversely affect the inertia of the turbine, resulting in delays at low flow start and • low flow insensitivity at all. These flow sensors have the common disadvantage of the low linearity of the number of pulses at the varying flow rate. Another disadvantage is the narrow range of objective measurement, which is dependent on optimal fluid flow.

Uvedené nedostatky sú odstránené podfa vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že je vytvořené aspoň z dvoch komor, ktoré na hornom vstupe obsahujú aspoň dva vtokové ventily a na dolnom výstupe sú opatřené aspoň dvomi výtokovými ventilmi pre podl'a potřeby nepřerušené dávkovanie meraného média, ďalej je vytvořené aspoň z dvoch snímačov výšky hladiny a aspoň z jednéhoi vyhodnocovacieho elektronického obvodu, kde logický stav snímačov je měnitelný výškou hladiny v komorách, pričom výstupy snímačov sú elektronicky přepojené jednak s ovládáním vtokových ventilov a s ovládáním výtokových ventilov a jednak sú přepojené so vstupom elektronického vyhodnocovacieho obvodu pre vyhodnotenie prietoku.These drawbacks are eliminated according to the invention, which consists of at least two chambers having at least two inlet valves at the upper inlet and provided with at least two outlet valves at the lower outlet for uninterrupted metering of the medium to be measured, further comprising at least two level sensors and at least one evaluation electronic circuit, wherein the logic state of the sensors is variable level in the chambers, the sensor outputs being electronically coupled to both the inlet valve control and the outlet valve control, and to the electronic input evaluation circuit for flow evaluation.

Vyšší účinok zariadenia podta vynálezu spočívá predovšetkým tv kvalitativně objektivnějších informáciach o pretefcajúcom množstve tekutin, ktoré je nezávislé na dynamickom režime prietoku od minimálneho množstva až po konštrukciu daný maximálny prietok, pričom absolutné přetečené množstvo može byť časovo lubovolne přerušené.The higher effect of the device according to the invention lies in particular in the qualitatively more objective information about the flowing fluid quantity, which is independent of the dynamic flow regime from the minimum flow rate to the design maximum flow rate, the absolute flow rate being arbitrarily intermittent.

Na obr. 1 je znázorněná schéma zariadenia podl'a vynálezu, ktoré bude popísané v príkllade konkrétného prevedenia. Na obr. 2 a 4 sú znázorněné konštrukcie prietokového čidla podta vynálezu, ktoré pre přehlednost neobsahujú prepojenie na elektronicky vyhodnocovací obvod. Na obr. 3 je znázorněná konštrukcia čidla priemyselne vyrobitel'ného ako výlisok z plastickej hmoty pre komerčně použitie.In FIG. 1 is a diagram of a device according to the invention, which will be described by way of example of a particular embodiment. In FIG. Figures 2 and 4 show flow sensor designs according to the invention which, for clarity, do not include a connection to an electronic evaluation circuit. In FIG. 3 shows the construction of a sensor manufactured industrially as a plastic molding for commercial use.

Konkrétné prevedenie zariadenia je založené na funkčnej schéme znázornenej na obr. 1. Cez ventil VI vtokovým otvorom 11 sa plní prvá komora Kl, pričom ventil Dl je zatvorený. Plnenie je podmienené vyprázdněním komory K2 cez výtokový ventil D2, výtokovým otvorom 12. Plavák PÍ změní logický stav snímača S2 hladiny, ktorého výstup ovládá klopný obvod 2, ktorý elektricky obrátí funkciu každého vtokového ventilu a výtokového ventilu.A particular embodiment of the device is based on the functional diagram shown in FIG. 1. The first chamber K1 is filled through the valve VI through the inlet opening 11, the valve D1 being closed. Filling is conditioned by emptying the chamber K2 via the outlet valve D2, through the outlet opening 12. Float PI changes the logic state of the level sensor S2, the output of which is controlled by the flip-flop 2, which electrically reverses the function of each inlet valve and outlet valve.

Výstup z klopného obvodu 2 slúži ako zdroj impulzov pre digitálny čítač 3, kde počet impulzov je priamo úměrný pretečenej tekutině. Na obr. 2 je konkrétné usporiadanie prietokového čidla, kde vstupné a výstupné ventily sú v spoločnom telese oboch komor Kl a K2 s dutými plavákmi PÍ a P2, aby neobmedzovali prietok. Otočné ventilové záklopky sú spriahnuté, — otáčajúce sa vždy o 90° pri jednom impulze.The output of the flip-flop 2 serves as a pulse source for the digital counter 3, where the number of pulses is directly proportional to the fluid flow. In FIG. 2 is a particular flow sensor arrangement wherein the inlet and outlet valves are in a common body of the two chambers K1 and K2 with hollow floats P1 and P2 so as not to limit the flow. The rotary valve valves are coupled, - rotating 90 ° per pulse.

Ideálne by bolo použiť solenoidné ventily konstruované pre tento účel. Ako vidieť z obr. 1 a 2 každá komora Kl, K2 obsahuje odvzdušňovacie kanály 01, 02 s výhodou přepojené do spoločnej vzduchovej komory opatrenej jednosměrným ventilom z atmosféry do vzduchovej komory.Ideally, solenoid valves designed for this purpose would be used. As seen in FIG. 1 and 2, each chamber K1, K2 comprises vent channels 01, 02 preferably connected to a common air chamber provided with a one-way valve from the atmosphere to the air chamber.

V případe prípustnej menšej nepřesnosti može vzduchový kanál 03 priamo prechádzať z prvej komory Kl do druhej komory K2. Teleso prietokového čidla je odstrieknuté z čírej plastickej hmoty, kde spoločný vtokový otvor 11 a výtokový otvor 12 je kolmý na rovinu telesa. Veko telesa nesie optoelektronické prvky, ktoré pozostávajú zo žiaričov Z a snímačov Sl až S3 hladiny, a ktoré sa podfa volby ručně prepínačom 1 alebo na základe informácie zo zobrazovacej jednotky elektronicky prepínajú pre optimálně vyhodnotenie dynamického režimu. Elektronické riadenie prepínania vtokových a výtokových ventilov pomoeou snímačov· Sl až S3 hladiny umožňuje plynulý alebo přerušovaný prietok tekutiny podfa potřeby odoberaného množstva. Na obr. 3 je znázorněné prevedenie zariadeniá, kde funkciu dvoch vtokových ventilov VI, V2 a dvoch výtokových ventilov Dl a D2 plní spoločná záklopka Z.In the case of permissible minor inaccuracy, the air duct 03 can directly pass from the first chamber K1 to the second chamber K2. The flow sensor body is ejected from a clear plastic where the common inlet port 11 and the outlet port 12 are perpendicular to the plane of the body. The housing cover carries optoelectronic elements, which consist of radiators Z and level sensors S1 to S3, and which are optionally switched manually by switch 1 or based on information from the display unit to electronically switch for optimal evaluation of the dynamic mode. Electronic control of the inlet and outlet valves switching by means of level sensors · S1 to S3 allows a continuous or intermittent flow of fluid as needed. In FIG. 3 shows an embodiment of a device where the function of two inlet valves V1, V2 and two outlet valves D1 and D2 is performed by a common valve Z.

Teleso prietokového čidla zariadenia je odstrieknuté z čírej plastickej hmoty a je vhodné pre komerčně použitie, kde presakovanie z prvej komory Kl do druhej komory K2 je zanedbatelné. Na obr. 4 je znázorněné prietokové čidlo, ktoré svojím usporiadaním je vhodné pre konštrukciu z inertných materiálov a pre vysoké teploty. Komory Kl a K2 sú trubice z křemenného skla. Vtokový ventil VI a V2 je vytvořený vstupnou záklopkou Z1 a výtokový ventil Dl a D2 je vytvořený výstupnou záklopkou Z2. Spoločná záklopka Z ina obr. 3 ako aj vstupná záklopka Z1 a výstupná záklopka Z2 na obr. 4 sú přepínané vťahovacím elektromagnetom.The flow sensor body of the device is ejected from clear plastic and is suitable for commercial use where leakage from the first chamber K1 to the second chamber K2 is negligible. In FIG. 4 shows a flow sensor which by its arrangement is suitable for construction of inert materials and for high temperatures. The chambers K1 and K2 are quartz glass tubes. The inlet valve V1 and V2 is formed by the inlet valve Z1 and the outlet valve D1 and D2 is formed by the outlet valve Z2. The common flap Z of FIG. 3 as well as the inlet flap Z1 and the outlet flap Z2 in FIG. 4 are switched by a pull-in solenoid.

237237

Zariadenie podfa vynálezu je možné aplikovat pre meranie pretekajúceho množstva tekutého média v priemysle, v laboratóriach a všade tam, kde sa vyžadujú spoíah13 livé údaje o skutočnom prietoku. Je vhodné pre meranie prietoku najmá zo samospádových nádrží.The device according to the invention can be applied to measure the flow rate of liquid medium in industry, in laboratories and wherever reliable actual flow data are required. It is suitable for flow measurement, especially from gravity tanks.

Claims

An apparatus for electronically measuring a flowing quantity of fluids comprising at least two chambers, characterized in that it comprises at least two inlet valves (VI, V2) at the inlet of which the outlets extend to the top of at least two chambers (ΚΙ, K2), wherein the lower outlets of the chambers (K1, K2) are provided with at least two discharge valves (D1, D2j) and wherein one of the chambers (K1, K2) is provided with a lower level sensor (S1) and at least one of the chambers (K1, K2) is provided with at least one upper level sensor (S2) located above the horizontal plane of the lower level sensor (S1) and further comprising at least one electronically

The evaluation circuit (3, 2, 1) wherein the logic state of the lower and upper * sensors (S1, S2) is variable by the level of the chamber (K1, K2), the outputs of the lower and upper level sensors (S1, S2) on the one hand with the control of the inlet valves (V1, V2) and on the other hand with the input of the electronic evaluation circuit (3, 2, 1) for evaluating the flow of liquid medium.

2. Apparatus for electronic flow measurement according to claim 1, characterized in that the chambers (K1, K2) have different cross-sections within their own height for optimal sensing of the level in the chambers.