Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do automatycz¬ nego pomiaru malych natezen przeplywu gazów, przysto¬ sowany do wykorzystania w pomiarach laboratoryjnych i przemyslowych w przemyslach aparatury pneumatycz¬ nej, przemysle chemicznym, spozywczym, farmaceutycz¬ nym i innych.* Znane sa liczne rozwiazania ukladów przeplywomierzy sluzacych do automatycznego pomiaru malych natezen przeplywu gazów, w których wykorzystuje sie zasade po¬ miaru czasu przeplywu okreslonej objetosci gazu, a proces porcjowania przeplywajacego czynnika odbywa sie na drodze mechanicznej.Znany jest równiez sposób pomiaru, zgodnie z którym miara natezenia przeplywu jest czas przejscia blony po¬ miarowej, wytworzonej z plynu blonotwórczego pomiedzy dwiema kresami cylindra pomiarowego, przy czym blona ta generowana jest u wylotu kanalu doprowadzajacego przez scisniecie elastycznej gruszki, przez co poziomplynu blonotwórczego zostaje podniesiony ponad wylot kanalu doprowadzajacego. W wyniku tego nastepuje zalanie ka¬ nalu i tym samym wygenerowanie serii baniek, z których powstaja nastepnie blony przesuwajace sie w góre cylindra pomiarowego. Urzadzenie tak dzialajace wymaga reczne¬ go pomiaru czasu przejscia blon, jak to realizuje dla przy¬ kladu przyrzad tego typu angielskiej firmy „Pay".Poza koniecznoscia recznego pomiaru czasu opisany przyrzad posiada szereg wad ograniczajacych zakres jego stosowania. Jedna z nich jest brak mozliwosci pomiaru natezenia przeplywu w warunkach, gdy cisnienie statycz¬ ne wewnatrz cylindra rózni sie od otaczajacego. Wynika to z zastosowania elastycznego urzadzenia generujacego blo¬ ny. Nierealizowane w praktyce jest równiez zautomatyzo¬ wanie pomiaru czasu w zwiazku z niekontrolowanym sposobem generacji blon pomiarowych, których ilosc, kaz¬ dorazowo generowana, jest zupelnie przypadkowa. Do¬ kladnosc pomiaru jest ograniczona czasem pomiaru, co automatycznie zmniejsza zakres pomiarowy przyrzadu.Znane jest równiez urzadzenie rozwiazane zgodnie z opisem patentowym PRL nr46845 z dnia 1962 r. opieraja¬ ce swe dzialanie na opisanej wyzej zasadzie dzialania, zapewniajace jednoczesnie realizacje pomiaru natezenia przeplywu przy cisnieniu statycznym panujacym we¬ wnatrz przeplywomierza innym, niz atmosferyczne. Urza¬ dzenie to jest zaopatrzone w mechanizm generujacy poje¬ dyncze b*ony pomiarowe. Wada przyrzadu jest koniecz¬ nosc systematycznego zwilzania ciagle wysychajacych krawedzi cylindra pomiarowego, który przy zapropono¬ wanym sposobie generacji blon pomiarowych musi byc wynurzony z plynu blonotwórczego.Wady znanych, wyzej omówionych rozwiazan sa naste¬ pujace: Urzadzenia te posiadaja wiele niedogodnosci, a w tym ograniczony zakres pomiarowy zalezny od mini¬ malnego czasu pomiarowego, przy którym mozna dokonac pomiaru z zadawalajaca dokladnoscia. Nie posiadaja one równiez urzadzenia generujacego blony pomiarowe o kon¬ strukcji umozliwiajacej generacje pojedynczych blon i po¬ zwalajacej na natychmiastowe uruchomienie przyrzadu, co wiaze sie z problemem zwilzania krawedzi cylindra pomiarowego, a w nastepstwie i scianek cylindra. Do wad tych urzadzen zaliczyc nalezy tez brak automatycznego 91 06491 064 3 odczytu czasu oraz urzadzenia do automatycznego i rów¬ nomiernego zwilzania scianki cylindra pomiarowego, nie¬ zbednego przy wykonywaniu samoczynnych pomiarów.Celem wynalazku jest skonstruowanie przyrzadu do pomiaru malych natezen przeplywu przystosowanego do wykorzystania w urzadzeniach automatycznej regulacji, pozbawionego wad i niedogodnosci wyzej wymienionych znanych tego typu urzadzen.Cel ten zostal osiagniety poprzez realizacje przyrzadu wedlug wynalazku, w którym urzadzeniedo generacjiblon pomiarowych stanowi obrotowa dzwignia zakonczona po¬ laczonym z nia trwale palakiem o krzywiznie odpowiada¬ jacej krzywiznie czaszy kulistej. Ten sam ksztalt posiada wylot kanaludoprowadzajacego gaz do cylindra pomiaro¬ wego zamocowanego w komorze korpusu podstawy tak, ze dolna krawedz pionowego cylindra pomiarowego oraz os dzwigni znajdujasieponizej poziomu plynu blonotwórcze- go. Wylot kanalu doprowadzajacego usytuowany jest po¬ wyzej tego poziomu. Scianki cylindra pomiarowego, wzdluz których przesuwa sie blonaplynu, majawyznaczo¬ ne poziomy miernicze okreslajace objetosc pomiarowa z umieszczonymi przy nich fotoelektrycznymi ukladami odczytowymi generujacymi impulsyelektryczne, gdy czesc pierscieniowotrójkatna blony pomiarowej znika z pola odczytowego ukladu fotoelektrycznego.Przyrzad zaopatrzony jest dodatkowo w przerywacz blon pomiarowych usytuowany na poziomie górnej krawedzi cylindra pomiarowego. Stanowi on krawedz wystepu glo¬ wicy, w której usytuowanyjest kanal wyprowadzajacygaz o mierzonym natezeniu przeplywu.Przedmiot wynalazku zostanie blizej omówiony w opar¬ ciu o przyklad wykonania przedstawiony w przekroju na fig. 1 rysunku. Fig. 2 ilustruje schemat wykonaniaelektro- optycznego ukladu odczytowego, fig. 3 pokazuje fizyczna zasade dokonywania rejestracji polozenia blony pomiaro¬ wej, a fig. 4 podaje przebiegi czasowe napiec na wyjsciach bloków ukladu odczytowego.Zgodnie z fig. 1 urzadzenie do generacji blon pomiaro¬ wychzawiera obrotowa dzwignie 1 uszczelniona uszczelka i palak 2 o krzywiznie odpowiadajacej krzywiznie czaszy kulistej wylotu 3 kanalu doprowadzajacego 4. W zespole korpusu podstawy 5, znajduje siekanal4 doprowadzajacy przeplyw gazu, przy czym wylot 3 kanalu wykonany jest w postaci kulistej czaszy z otworem w jego osi symetrii, wokól którego w gniezdzie podstawy znajduje sie plyn blonotwórczy 6 zapelniajacy wymienione gniazdo do ta¬ kiego poziomu 7, zedolna krawedzscianki cylindrapomia¬ rowego 8 pozostaje calkowiciezanurzonawplynie, jakkol¬ wiek poziom plynu znajduje sie ponizej otworu czaszy kulistej wylotu 3 kanalu doprowadzajacego. Cylinder po¬ miarowy 8 uszczelniony jest w korpusie podstawy 5 i glo¬ wicy 9. W glowicy 9 z kanalem 10 wyprowadzajacym gaz o zmienionym natezeniu przeplywu, znajduje siedodatko¬ wo kolista krawedz przerywacza 11 blon.Elektro-optyczny uklad odczytowy, jak to ilustruje fig. 2, sluzy do okreslenia polozenia blon na poziomach I i II cylindra pomiarowego 8. Sklada sie on z ukladu UD dopasowujacego i ksztaltujacego sygnaly elektryczne U„ i Un przekazywane z fotoelementów FI i F2 i posiada dwa wyjscia dostarczajace napiec U,, oraz U«, polaczone zwej¬ sciami dwuwyjsciowego ukladu logicznego UL o napie¬ ciach wyjsciowych Uu i U„. Fig. 4 pokazuje przebiegi czasowe napiec na wyjsciach poszczególnych bloków tego ukladu odczytowego. Uklad UD spelnia role podwójnego trygera Schmitta, uklad UL natomiast dokonuje operacji 4 na sygnalach dostarczanych z UD w ten sposób, ze na jednym jego wyjsciu otrzymuje sie sygnal ULI w postaci dwu impulsów napiecia o pewnym nastawionym czasie trwania t„ pojawiajacych sie w odstepie czasowym rów- nym czasowi pomiaru, a na drugim wyjsciu otrzymuje sie sygnal Uu w postaci jednego impulsu napiecia o czasie trwania równym czasowi pomiaru t,. Uklad pomiaru czasu T spelnia role elektronicznego czasomierza.Dzialanie przyrzadujestnastepujace: jakto ilustruje fig. io 1, gaz o zmiennym natezeniu przeplywu doprowadzasiedo cylindra pomiarowego 8 kanalem doprowadzajacym 4, którego wylot 3 wykonanyjest w ksztalcie czaszy kulistej.W korpusie podstawy 12 znajduje sie gniazdo wypelnio¬ ne plynem blonotwórczym 6. Poziom plynudobiera sie tak, ze zarówno dolna krawedz cylindra pomiarowego 8, jak i dzwignia 1 obrotowa generatora blon pomiarowych znaj¬ duja sie pod jego powierzchnia. Obrót dzwigni 1 zespolu generatora blon pomiarowych powoduje, ze film plynu blonotwórczego utworzony miedzy palakiem 2 i kulistym wylotem kanalu 3 zostajerozciagnietyna calej wynurzonej powierzchni kulistej wylotu kanalu doprowadzajacego.Utworzona w ten sposób banka plynu zeslizguje sie po zwilzonej kulistej powierzchni, osiagajac scianki cylindra pomiarowego 8. W tym momencie nastepuje przesuwanie sie blony pomiarowej w kierunku poziomów mierniczych lin w góre cylindra pomiarowego 8. Po osiagnieciu niezwilzonej krawedzi przerywacza 11 blona peka, a two¬ rzacy ja plyn splywawdól cylindra 8 zwilzajacjego scianki przed wytworzeniem nastepnej blony pomiarowej. Gaz wyprowadzany jest z cylindra pomiarowego 8 kanalem wyprowadzajacym 10 znajdujacym sie w glowicy 9.Elektrooptyczny uklad odczytowy, zrealizowany przy¬ kladowo jak to ilustruje fig. 2, umozliwia automatyczny pomiar czasu przejscia blon pomiarowych. Stanowia go dwa zródla Z, i Z, swiatla i umieszczone na tym samym poziomie dwie fotokomórki Ft i Fr Sygnaly elektryczne z fotokomórekdoprowadanesa odukladu dopasowujacego i ksztaltujacego UD, a nastepnie do ukladu logicznego UL, w którym nastepuje obróbka logiczna informacji i z które- 40 go wyprowadzonyjest sygnal sterujacy, na przyklad bram¬ kujacy, do elektronicznego czasomierza T.Fizyczna zasada dokonywania rejestracji polozenia blo¬ ny pomiarowej, pokazana na fig. 3, której wykorzystanie pozwolilo na uzyskanieduzej dokladnosci odczytowej przy 45 zastosowaniu jednoczesnie malozbieznych wiazek swiatla ze zródel Z, i Z„ jest nastepujaca.Przezroczysta optycznie blona pomiarowa zlozona jest z dwu róznych rejonów: pierscieniowatej, o przekroju wkleslotrójkatnym otoczki a i bardzo cienkiej, (rzedu 0,01 50 mm) wypuklej w kierunku ruchu blony czaszy kulistej b, której krzywizna zalezy od stopnia zroszenia scianek i na¬ tezenia przeplywu gazu.Charakter przebiegu promieni swietlnych w ukladzie, w którym zródlo swiatla wraz zfotokomórkaprzemieszcza 55 sie wzdluz cylindra w stosunku do nieruchomej blony pomiarowej, zilustrowany szczególowo na rysunku, powo¬ duje, ze zmiany napiecia na fotoelemencie fotokomórki, towarzyszace tym przesunieciom, majaprzebieg charakte¬ ryzujacy sie trzema strefami. W strefie A na skutek odbicia eo promieni od powierzchni blony b i rozproszenia oraz ugie¬ cia w pryzmatycznej otoczce a nastepuje wzrost napiecia UF1 lub Url na wyjsciu fotokomórki FI lub F2. Dlugosc strefy A jest zmienna i zalezna od krzywizny blony pomia¬ rowej b. W strefie B nastepuje lokalny spadek napiecia, co 65 odpowiada w przyblizeniu momentowi przejscia srodka91 064 symetriipromienia swietlnego przez wierzcholek cotoczki a, czemu towarzyszy chwilowy wzrost intensywnosci oswietlenia fotoelementu. Ten spadek napiecia nie ma stalej wartosci izalezy równiezodkrzywizny blony pomia¬ rowej: nie przekracza jednak nigdy zalozonego poziomu Uo. W strefieCnastepuje bardzo szybkispadek napiecia do poziomu wyjsciowego i jesli doczytywac go wzgledem zaznaczonego poziomu Uo, odbywa sie na najkrótszej drodze wzglednego przesuniecia blony w stosunku do zródla swiatla i nie zalezy od krzywizny powierzchni blony.Zaobserwowane zjawisko warunkuje konstrukcje ukla¬ du odczytowego w przyrzadziebedacym przedmiotem wy¬ nalazku. Przyrzad do automatycznego pomiaru malych natezen przeplywu gazu posiada szereg zalet w porówna¬ niu z istniejacymi przeplywomierzami, sposród których poza mozliwoscia automatycznego pomiarupodkreslic na¬ lezy przedewszystkim: prostote konstrukcji i obslugiprzy¬ rzadu i bardzo duza wzgledna dokladnosc pomiaru. Blad wzgledny EQ pomiaru przy wykorzystanej w wynalazku metodzie pomiaru wyraza sie wzorem: E,-L + B,-± (f^ +f) gdzie: EL - blad wzgledny oceny polozenia blony pomiaro¬ wej na kresie pomiarowej (L - odleglosc miedzy kresami, AL- blad bezwzgledny) Ej- blad wzgledny pomiaru czasu przejscia blony pomia¬ rowej pomiedzy kresami pomiarowymi (T- czas pomiaru, AT-blad bezwzgledny pomiaru czasu) Przy odleglosci pomiarowej L = 200 mm i bledzie bez¬ wzglednym nieokreslonosci polozenia AL = ±0,5 mm.El -±M-±0,0025 Przy recznym pomiarze czasu w dotychczas spotykanych tego typu przyrzadach pomiarowych: AT=+0,2s Eq-±( ^-+0,0025 Y Przy elektronicznym pomiarze czasu: stad Eq- El -±0,0025 -±0,25% Z przytoczonych równan wynika, ze bedacy przedmiotem wynalazku przyrzad do pomiaru malych natezen przeply- wu, w przeciwienstwie do dotychczas stosowanych tego typu urzadzen, umozliwia znacznie dokladniejszy pomiar natezenia przeplywu, a tym samym zapewnia pomiar ze stala wysoka dokladnoscia wzgledna w calym zakresie pomiarowym. PL