SU1096588A1 - Устройство дл бесконтактного измерени скорости перемещени пленки в пузырьковых расходомерах - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛЕНКИ В ПУЗЫРЬКОВЫХ РАСХОДОМЕРАХ , содержащее первый, второй и третий датчики, входы которых св заны с выходом генератора, первый, второй детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены третий детектор, вход которого св зан с выходом третьего датчика , счетчик, триггер, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, измеритель временного интервала, первый и второй формирователи временных интервалов, первые входы которых объединены и подключены к выходу триггера , первый вход которого объединен с первым входом счетчика и св зан с выходом первого детектора, а второй вход триггера - с выходом эле ,мента ИЛИ, первый вход которого св зан с первым выходом первого формировател  временного интервала, второй выход которого подключен к второму входу второго формировател  временного интервала, а второй вход первого формировател  временного интервала объединен с первым входом измерител  временного интервгша и подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу триггера, а второй вход первого элемента И - к выходу второго детектора , к которому также подключен второй вход счетчика, выходы которо ,го подключены к соответствующему числу вторых входов элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу j второго формировател  временного ин (Л тервала, св занному также с первым входом второго элемента И, второй с вход которого подключен к выходу третьего детектора, а выход второго элемента И - к второму входу измерител  временного интервала, кроме того , управл ющие входы первого, второго и третьего детекторов подключены к выходу генератора. ;о 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности фиксировани  по (У1 ложени  пленок, каждый датчик выполсх нен в виде двух включенных встречнопараллельно светодиодов, обща ,точка О) которых соединена с катодом фотрдиода , а друга   вл етс  входом датчика, при этом анод фотодиода  вл етс  выходом датчика.

Description

Изобретение предназначено дл  бес контактного измерени  скорости переме1иени  пленки и может быть использо вано в пузырьковых расходомерах.

Известно устройство дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  объекта, которое содержит два датчика, расположенные на пути движени  объекта, выходы которых св заны с измерителем временного интервала. Каждый датчик содержит источник и приемник излучени  1.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что в пределах рабочей зоны должен находитьс  один измер емый объект. Данное условие не выполн етс  при измерении скорости перемещени  пленки в пузырьковом расходомере .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени р которое содержит первый, второй и третий датчики, входы которых подключены к выходу генератора, первый и второй детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков 2.

Недостатком известного устройства дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени   вл етс  низка  точность в случае применени  его дл  измерени  скорости движени  пленки в пузырьковых расходомерах, дл  которых характерно наличие нескольких пленок (объектов измерени  в пределах рабочего отрезка между двум  датчиками. Кроме того, дл  пленок характерна мала  толщина, что снижает точность фиксировани  их положени  датчиками, основанными на изменении амплитуды выходного сигнала при по влении в зоне их действи  измен емых объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  скорости перемещени  пленки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее первый, второй и третий датчики, входы которых св заны с выходомгенератора , первый и второй детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков, дополнительно введены третий детектор, вход которого св зан с выходом третьего датчика, счетчик, триггер, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, измеритель временного интервала, первый и второй формирователи временных интерна-iiOB , первые входы которых объединены и подключены к выходу триггерар первый вход которого объединен с лервым входом счетчика и св зан с выходом первого детектора, а второй лход триггера - с выходом элемента .

ИЛИ, первый вход которого св зан с первым выходом первого формировател  временного интервала, второй вход которого подключен к второму входу второго Формировател  временного интервала, а второй вход первого формировател  временного интервала объединен с первым входом измерител  временного интервала и подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу триггера, а второй вход первого элемента И - к выходу второго детектора, к которому также подключен второй вход счетчика, выходы которого подключены к соответствующему числу вторых входов элемента ИЛИ, тр€этий вход которого подключен к выходу второго формировател  временного интервала, св занному также с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего детектора, а выход второго элемента И - к второму входу измерител  временного интервала, кроме того, управл ющие входы первого , второго и третьего детекторов подключены к выходу генератора, а каждый датчик выполнен в виде двух включенных встречно-параллельно светодиодов .одна обща  точка которых соединена с катодом Фотодиода, друга   вл етс  входом датчика, при этом анод Лотодиода  вл етс  выходом датчика.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  измерени  скорости перемещени  пленки} на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства дл  измерени  скорости перемещени .

В устройстве дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  выходы первого, второго и третьего датчиков 1-3 подключены к первым входам соответственно первого, вто-рого и третьего детекторов 4-6, вторые входы которых, а также входы датчиков подключены к выходу генератора 7. Выход первого детектора подключен к первым входа счетчика 8 и триггера 9, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 10, а выход - к первому зходу первого элемента 11 И, второй вход которого подключен к выходу второго детектора 5 и к второму входу счетчи ,ка 8. Выход триггера 9 подключен также к первым входам первого формировател  12 временного интервала и второго формировател  :13 временного интервала. Первый первого формировател  12 временного интервала подключен к выходу первого элемента. 11 И, подключенному также к первому входу измерител  временного интервала 14. Группа вторых входов элемента ИЛИ 10 подключена к группе выходов счетчика 3. Второй вход второго формировател  13 временного интервала подключен к второму выходу первого формировател  12 временного интервала, а выход - к третьему входу элемента ИЛИ 10 и к первому входу второго элемента И 15. Второй вход второго элемента И 15 подключен к выходу третьего детектора 6, а выход - к второму входу измерител  14 временного интервала. Первый выход формировател  12 первого временного интервала, подключен ; первому входу элемента ИЛИ 10. Каждый из датчиков 1-3 содержит два включенных встречно-параллельно светодиода 16 и 17, одна обща  точт ка которых  вл етс  входом датчика, а друга  соединена с общей шиной устройства, и катодом фотодиода 18, анод которого  вл етс  выходом датчика . Устройство дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  пленки в пузырьковом расходомере работает следующим образом. Пленка, движуща с  под действием потока газа по трубке, поочередно проходит через датчики 1-3, расположенные в точках с координатами X, (Фиг.2 а При этом на выходах детекторов 4-6 по вл ютс  импуль сы (фиг. 2 б,в,г). Каждый выходной импульс детектора 4, поступа  на первый вход счетчика 8, увеличивает содержащеес  в нем число на единицу Данное число уменьшаетс  на единицу при поступлении импульса на второй вход счетчика 8 с выхода второго детектора 5. Таким образом, в счетчике 8 содержитс  число Hc N -N2;. (1) где ГЦ и 2 соответственно числ импульсов, поступив шее на первый и вто рой входы. На выходах счетчика 8 по вл етс  информаци  о его состо нии, предста ленна  двоичным кодом. Информаци  о младшем разр де этого кода на выход счетчика 8 не поступает. Поэтому импульсы на выходах счетчиков по  вл ютс  только в случае Пройд  через элемент ИЛИ 10, эти импульсы поступают на второй вход триггера 9 и устанавливают его в ну левое состо ние. Поступа  на первый вход триггера 9, выходные импульсы детектора 4 перевод т его в единичное состо ние (фиг.2 д), при услови отсутстви  на его втором входе импульсов элемента ИЛИ 8, т.е., если N..i 1. При этом импульс с выхода три гера 9 поступает на первые входы первого и второго формирователей 12 и 13 временных интервалов. В мрмент пленка проходит точку второго датчика 2 с координатой Xj, импульс с выхода второго датчика 2, пройд  через первый элемент 11 И, поступает на второй вход первого формировател  12 временного интервала. При этом на его первом выходе выдел етс  Импульс (фиг.2 е), поступивший через элемент ИЛИ 10 на второй вход триггера 9, устанавливающий триггер 9 в нулевое положение (фиг.2 д). В этот момент в первом и втором формировател х 12 и 13 фиксируетс  нулевой временной интервал Т, равный времени прохождени  пленкой рассто ни  от точки Х до точки Ху (фиг. 2 а) . Начина  с этого момента, в.. первом формирователе 12 производитс  формирование первого временного интервала Т. Первый временной интервал Т формируетс  таким обрдзом, что при любой величине нулевого временного интервала Т выполн етс  равенство 1 . / По окончании первого временного интервала на втором выходе первого формировател  12 выдел етс  импульс (фиг. 2 ж ), поступаю ий на второй вход второго (Формировател  13. Начина  с этого момента, на втором формирователе 13 формируетс  времеН7 ной интервал Т2(Лиг.2 з). Длительности второго временного интервала Т2 и нулевого временного интервала TO равны. Сигнал с выхода второго формировател  13 (фиг.2 з) поступает на третий вход элемента ИЛИ 10 и первый вход второго элемента И 15. На второй вход второго элемента И 15 поступает сигнал с выхода третьего детектора б (фиг.2 г). Если момент по влени  импульса на выходе третьего детектора 6 совпадает с вторым временным интервалом TQ , то на выходе второго элемента И 1-5 по вл етс  импульс (фиг.2 и), который, поступа  на второй вход изМерител  временного интервала 14, вызывает его останов. Запуск измерител  временного интервала производитс  в момент по влени  импульса на выходе второго детектора 5 (фиг.2 в) при условии единичного состо ни  триггера 9 (фиг.2 д|. При этом в измерителе 14 временного интервала фиксируетс  временной интервал Т, соответствующий времени прохождени  пленкой отрезка Xj-X, т.е., рассто ни  между вторым и третьим датчиками 2 и 3. Результат измерени  временного интервала Т используетс  дл  определени  расхода газа, при услоВИИ посто нства рас.хода за врем  измерени . При работе устройства дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  возникают две основные ситуации , св занные с одновременным по влением нескольких пленок между двум  датчиками, 1.Несколько пленок наход тс  в пределах отрезка Xg-X. В этом случае число N, , содержшдеес  в счет.чике 8, равно числу пленок между первым и вторым датчиками 1 и 2. Если Nj.l, сигнал с одного из выходов счетчика 8 проходит через элемент 10 ИЛИ на второй вход триггера 9 и устанавливает его в нулевое положение. При этом через первый элемент 11 И на первый вход измерител  временного интервала 14 запускающий импульс не проходит. Из мерение скорости перемещени  пленки не производитс . При работе известного устройства в данной ситуации начало и конец измер емого интервала фиксируетс  по разным пленкам. Возникает сзгщественна  ошибка измерени , пропорциональна  рассто ни между первой и последней пленками, одновременно наход щимис  на отрез2 .Несколько пленок находитс  в пределах отрезка . При работе известного устройства определение времени прохождени  отрезка К.ведетс  по любому объекту, проход щему поочередно точки Х2 и Х установки датчиков 2 и 3. При наличии нескольких пленок возникает больша ошибка измерени ,пропорциональна  ра сто нию между первой и последней плен ками. При работе предлагаемого устройства дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  плёнки останов измерител  14 временного ин;тервала возможен только в течение временного интервала (Фиг 2 з) . При неизменном расходе f газа, подаваемого в пузырьковый расходомер окончанию временного интервала Т в точке X, оказываетс  плен ка, по которой производились измере ни  интервала TQ и запуск измерител  14 в точке Xj. Так как фиксиро вание интервала TQ производилось при выполнении услови  (4t, врем  прохождени  точки Xj пленкой к ближайшей измер емой равно .Тогда дл  данной пленки выполн етс  неравенство Т Н- уТ -Т 1 2 О Следовательно, момент прохождени  данной пленкой не попадает во временной интервал Tj и пленка, идуща  перед измер емой, не вызывает останов измерител  13 временного интервала . Пленки, за измер емой пленкой, также не вызывают погрешности измерени  скорости, так как к моменту прохождени  ими точки Хз измерение временного интервала заканчиваетс . Из анализа двух рассмотренных си .туаций следует, что наличие нескольких пленок на отрезках , и X Х не вызывает погрешности измерени  скорости их перемещени . Это позвол ет использовать предлагаемое устройство дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  в пузырьковых расходомерах, в которых, велика веро тность одновременного по влени  нескольких пленок в пределах измерительного отрезка. Применение в устройстве дл  бесконтактного измерени  скорости перемещени  датчиков, содержащих два светодиода, включенных встречнопараллельно , и фотодиода позвол ет повысить точность фиксировани  положени  пленок в точках Х.,,Х-,Х пузырькового расходомера. Дл  объектов измерени  - пленок, проход щих по трубке, - характерна малай толщина и относительно невысока  оптическа  плотность. Применение двух включенных встречно-парал;;ельно светодиодов 16 и 17 позвол ет при подаче на их среднюю точку сигнала от генератора получить два световых потоКа , действующих в противофазе на фотодиод 18, Таким образом, при отсутствии пленки фотодиод воспринимает посто нный световой поток. При по влении пленки в зоне датчиков 1 или 2, 3 на его выходе выдел етс  сигнал, фаза которого зависит от взаимного расположени  пленки светодиодов 16 и 17. Когда пленка проходит точку Х или Xj, происходит изменение фазы сигнала. Так как в качестве детекторов 4-6 использоьаны фазовые детекторы, в эти моменты на их выходах по вл ютс  импульсы , свидетельствуккдие о прохождении пленкой точек X,,, Х, Xj . Устройство обеспечивает работоспособность при относительной погрешности сГ Tg , определ емой выражением fi 1 Хг-Х . д. / .. о TO 2. Хз-Х2 Таким образом, применение третьего датчика дл  формировани  измер емого временного интерв.ала и фазового детектора позвол ет суиественно повысить точность измерени  рас-хода газа в пузырьковых расходомерах .

фиг. 1

Фе1.г

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛЕНКИ В ПУЗЫРЬКОВЫХ РАСХОДОМЕРАХ, содержащее первый, второй и третий датчики, входы которых связаны с выходом генератора, первый, второй детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий детектор, вход которого связан с выходом третьего датчика, счетчик, триггер, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, измеритель временного интервала, первый и второй формирователи временных интервалов, первые входа которых объединены 'и подключены к выходу триггера, первый вход которого объединен с первым входом счетчика и связан с выходом первого детектора, а второй вход триггера - с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого свя зан с первым выходом первого формирователя временного интервала, второй выход которого подключен к второму входу второго формирователя временного интервала, а второй вход первого формирователя временного интервала объединен с первым входом измерителя временного интервала и подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу триггера, а второй вход первого элемента И - к выходу второго детектора, к которому также подключен второй вход счетчика, выхода которого подключены к соответствующему числу вторых входов элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу g второго формирователя временного инSU .,„1096588 тервала, связанному также с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего детектора, а выход второго элемента И - к второму входу измери теля временного интервала, кроме того, управляющие входа первого, второго и третьего детекторов подключены к выходу генератора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фиксирования положения пленок, каждый датчик выполнен в' виде двух включенных встречнопараллельно светодиодов, общая.точка ,которых соединена с катодом фотодио'да, а другая является входом датчика, при этом анод фотодиода является выходом датчика.