HU200835B - Device for metering quantity of flowing mediums - Google Patents

Description

A találmány tárgya áramló közegek menynyiségének mérésére szolgáló lebegőtestes áramlásmérőt tartalmazó átfolyásmórők pillanatnyi mért értékeinek kijelzésére és tárolására alkalmas berendezés.

Általánosan ismert az a tény, hogy az évtizedek óta uralkodó mechanikus áramlásmerési módszerek mellett egyre növekszik az automatikus leolvashatóságot biztosító korszerű merőátalakítók iránti igény. A gyakorlatban többféle megoldás ismeretes a mérőcsőben elmozduló lebegő fémtest helyzetének érzékelésére. A kapacitív mérőátalakítóknál a szigetelő anyagból készült mérőcső küső falán kiképzett fegyverzetek közötti kapacitás változik meg és ad kimenőjelet. Az ultrahangos megoldásnál a lebegőtest alsó vagy felső szélső értékétől mért távolság meghatározása történik a lebegőtestről visszavert ultrahanghullámok futási idejének mérésével pl.: a HU 162082 sz. szabadalmi leírásban.

Az optoelektronika elven működő megoldásoknál a lebegőtest a fényforrás és fényérzékelő között helyezkedik el, és a fényérzékelők jelének feldolgozásával lehet következtetni a lebegőtest helyzetére, ahogyan azt a HU 183092 sz. szabadalmi leírásból megtudhatjuk.

A DE 2719993 sz., a GB 2071336 sz. és a HU 164769 sz. szabadalmi leírásból ismert mágneses megoldásoknál a lebegőtestbe épített állandómágnes van hatással a mérőcső falán kívül elhelyezett mágneses érzékelőkre. Konkrét megvalósítási formája a német Turbo cég RE-tronic áramlásmérője. Induktív megoldásoknál a mórőcsövet tekercs veszi körül, és a fém lebegőtest elmozdulásának hatására bekövetkező induktivitás és veszteség meghatározásával következtetnek a mért értékre.

Az ismertett első megoldás a mérési tartomány felső szakaszában, ahol megnő a lebegőtest és kondenzátor fegyverzet közötti távolság, növekvő mérési hibát mutat.

Az ultrahangos megoldásnál a mérendő közeg hőmérsékletváltozás okoz számottevő hibát, s az agresszív közegek mérése nem megoldott.

Az optoelektronikai elvű megoldások átlátszatlan közegek pl.: tej, hipermangán-oldat esetén nem használhatók, ugyanakkor csakis átlátszó mórőcső alkalmazásával működnek.

A mágneses megoldásoknál a lebegőtestbe épített állandómágneses koercitív erejének változása és az agresszív közegek káros befolyása jelent alkalmazási korlátozást.

A hagyományos induktív-elektromágneses megoldásoknál a lebegőtest hatására létrejövő induktivitás-változás csak bizonyos ferromágneses anyagoknál tapasztalható, melyek korrózióállósága nehezen biztosítható. További problémát jelent az alkalmazott hídkapcsolások kiegyenlítése termikus drift esetén.

A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynél az agresszív közegekkel szemben ellenálló nem ferromágneses fém lebegőtest és 2 a mérőátalakító kapcsolata a mérési tartományon belül mindvégig pontosan meghatározott, nincs visszahatás a lebegőtestbe, ugyanakkor széles tartományon belül használható, távszabályozásra alkalmas kimenőjelet ad, és átviteli karakterisztikája a különböző mérendő különböző mérendő közegekhez alkalmazkodó, tetszés szerint programozható.

A találmány szerinti berendezés tehát áramló közegek mennyiségének mérésére alkalmas induktív mérőátalakító lebegőtestes áramlásmérőkhöz (rotaméretekhez), amelynek meghatározója az áramlásmérővel koncentrikusan felépített, a mérőcsövön egymás felett elhelyezett tekercsekből álló érzékelő, analóg multiplexerrel kapcsolt LC oszcillátor, valamint a multiplexelő oszcillátor jelével kapuzott billenőkor, amely a lebegőtest helyzetének címét ciklikusan frissítve tárolóba juttatja. A leolvashatóság érdekében a cím mintavételezve egy újabb tárolóba jut, melynek kimenete vezérli egy programozható memóriaáramkör megfelelő tartományát, amely a kijelezni kívánt értéket tartalmazza a szükséges kód szerint.

A berendezés további jellemzője, hogy a programozható memóriában tárolt információtól függően azonos mérőcső és lebegőtest esetén gyakorlatilag tetszőleges számú közegre történhet a hitelesítés. A talámány egy lehetséges megvalósítás módját hivatkozással a mellékelt rajzra, az alábbiakban mutatjuk be.

A találmány szerinti berendezést az 1. ábra alapján ismertetjük.

Á kívánt hatás elérése érdekében a lebegőtestes áramlásmérőre koncentrikusan egymás felett elhelyezett tekercsekből álló 1 érzékelő a 2 analóg multiplexerhez csatlakozik. Az 1 érzékelő tekercsei a 9 oszcillátor hangoló ele meit képezik, amely 9 oszcillátor kimenete a 10 jelformáló egységen keresztül a 11 komparátorra kerül. A 11 komparátor kimenete a 12 újraindítható monostabil multivibrátorra csatlakozik, melynek kimenete a 13 kapuzó áramkör közbeiktatásával a 14 kettős monostabil multivibrátorra kerül. A 13 kapuzó áramkör vezérlő bemenetére a 15 multiplexelő oszcillátor van kötve, amely ezen kívül a 8 multiplexerre és a 3 számláló egyik bemenetére is csatlakozik. A 3 számláló másik bemenetére és a 4 címtároló időzítő bemenetére egyaránt a 14 muftivibrátor csatlakozik. A 4 címtároló az 5 bináris tárolóval van összeköttetésben, melynek vezérlő beme netére a 16 alacsonyfrekvenciás oszcillátor kimenete kapcsolódik.

Az 5 tároló a 6 programozható memóriáí amkörre csatlakozik, ennek vezérlő benetére a 8 multiplexer van kötve. A 7 kijelző egység egyaránt össze van kötve a 6 memóriaáramörrel és a 8 multiplexerrel.

Az 1. ábrán látható berendezés a következő.

Működés közben a 9 oszcillátor 2 analóg multiplexer által kapcsolt 1 érzékelő tekercseinek valamelyikében a lebegőtest helyzetétől függően a jelszint megváltozik, a fém lebegőtest

-2HU 200835 Β által okozott, főleg örvónyáramú veszteség hatására. A 9 oszcillátor amplitúdó függvényében kialakuló négyszögjel sorozat a 12 újraindítható monostabll multivibrátor vezérli. Az alaphelyzetben vagy beblllentett állapotban lévő 12 5 multlvibrátor kimenő Jele a 15 multiplexelő oszcillátor négyszögjelével kapuzva a 13 kapuzó áramkör kimenetén jelzi a lebegőtest jelenlétét az éppen kapcsolt 1 érzékelő megfelelő tekercsének szintjén. Ez a jel Indítja a 14 10 kettős monostabll multivibrátort, amely a 3 számláló törlését ós a 4 címtároló beírását időzíti. A 15 multiplexelő oszcillátor a 3 bináris számlálót lépteti, amely mindig az 1 érzékelő éppen kapcsolt tekercsének sorszámát mint 15 címet tartalmazza. Ez a cím vezérli a 2 multlplexelő egységet.

A lebegőtest helyzetének megfelelő bináris cím ciklikusan frissítve kerül a 4 címtárolóba.

A megfelelő leolvashatóság érdekében ez a 20 cím a 16 alacsonyfrekvenciás oszcillátor vezérlésével mintavételezve jut az újabb 5 bináris tárolóba. Ennek kimenete címezi meg a 6 programozható memóriaáramkör bizonyos tartományát, amely a kijelezni kívánt értéket tartalmaz- 25 za hótszegmenses alakra kódolva. A 7 kijelző és a 6 memóriaáramkör vezérlését a 8 multiplexer végzi.

A találmány szerinti mórőátalakító kiváló tulajdonságai klviláglanak számos alkalmazási 30 területen, de különösen nagy jelentősége van ipari folyamatok áramló közegeinek mérésénél ós szabályozásánál, valamint minden olyan esetben, ahol nehezen hozzáférhető vagy biztonsági okokból nem megközelíthető helyen 35 kell méréseket elvégezni. Az ismertetett mórőátalakító legfőbb előnye, hogy ellentétben az eddig ismert hagyományos megoldásokkal — programozható memóriaáramkört tartalmaz, amely egy adott mérőcső és lebegőtest geo- 40 metriai esetén Is gyakorlatilag tetszőleges számú, különböző fizikai jellemzőkkel rendelkező mérendő közegre történő kalibrálást tesz lehetővé tisztán programozás útján.

Claims (5)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Berendezés áramló közegek mennyiségének mérésére, mely az áramló közeg útjába kapcsolt lebegőtestes áramlásmérőt tartalmaz, ahol a mérőcső belsejében lévő fém lebegőtest helyzete az áramló közeg mennyiségével arányos és amelyhez egy vagy több tekercsből álló érzékelő fej és érzékelő elektronika kapcsolódik, azzal jellemezve, hogy a lebegőtestes áramlásmérő mérőcsövéhez érzékelő (1) csatlakozik, amelynek tekercsei analóg multiplexeren (2) keresztül az oszcillátor (9) hangoló elemeit képezik, mely oszcillátor kimenete a jelformáló egységen (10) keresztül komparátorra (11) kerül, melyre újraindítható monostabll multivibrátor (12) csatlakozik, melynek kimenete a kapuzó áramkör (13) közbeiktatásával kettős monostabll multlvlbrátorra (14) kapcsolódik, mely egyaránt csatlakozik a címtárolóra (4), valamint a számláló (3) bemenetére, ahol a címtároló (4) a bináris tárolóval (5) van össze köttetésben, melynek vezérlő bemenetére az alacsonyfrekvenciás oszcillátor (16) kimenete kerül, mely bináris tároló (5) a programozható memóriaármakörre (6) kapcsolódik, melynek vezérlő bemenete és a kijelző egység (7) meg felelő bemenete egyaránt összköttetésben van a multiplexerrel (8), melyre a multipiexeiő oszcillátor (15) csatlakozik a számláló (3), valamint a kapuzó áramkör (13) egyidejű összekötésével.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelő (1) a. lebegőtestes áramlásmérőre koncentrikusan egymás felett elhelyezett több tekercsből áll

3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lebegőtestes áramlásmérő mérőcsövónek aktív szakaszán iegaiább 48 tekercs helyezkedik el.

4. A 3. Igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lebegőtest helyzetének megfelelő információt rögzítő címtároló (4) kimenete a mintavételező alacsonyfrekvenciás oszcillátor (16) közreműködésével kapcsolódik a bináris tárolóra (5).

5. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kijelző egység (7) bemenetelre a programozható memóriaáramkör (6) kódolt kimenetel csatlakoznak.