SU1317402A1 - Способ определени расхода воздуха в магистрали и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

113

Изобретение относитс  к автоматике , в частности ic объектам дл  определени  расхода воздуха в магистрал:и и. может быть использовано дл  контрол  и регулировани  расхода воздуха, например в системах кондиционировани ;

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение точности .

На чертеже представлена схема устройства дл  реализации способа определени  расхода воздуха в магистрали

,Схема содержит источник 1 сжатого воздуха (кондиционер, компрессор, вентил тор и т.п.) запорную или регулирующую заслонку 2, магистраль 3, например, системы кондиционировани  воздуха в помещении 4 и сужающее устройство 5 в виде диафрагмы или трубки Вентури, из которых последн   имеет меньшее гидравлическое сопротивление . На устройстве 5 выполнены штуцеры 6 и 7 отбора воздуха в широком и узком сечени х магистрали дл  контрол  рабочей среды, к которым присоединены пневмоэлектрические датчики 8 и 9 абсолютного давлени ,соответственно , предназначенные дл  измерени  давлени  проход щего воздуха - контролируемой среды - в широком и узком сечени х трубки Вентури.

В устройстве установлен также датчик 10 измерени  температуры воздуха в магистрали за заслонкой 2 в случае необходимости более точного определени  расхода. Электрические выходы датчиков 8 и 10 подключены к входам блока 11 вычислени  расхода по формуле G oiВыходы первого 8 и второго 9 датчиков давлени  соединены с первым и вторым входами алгебраического сумматора 12. Входы 13 и 14 сумматора 12 подключены к электрическим выходам обоих датчиков 8 и 9 давлени . Выход 15 сумматора 12 подключен .к третьему входу.блока 11, который вычисл ет расход в магистрали 3 в соответствии с известной формулой путем извлечени  квадратного корн  из произведени  сигналов давлени , полученного от датчика 6, и перепада-давлений полученного от сумматора 12, в результате преобразовани  сигналов датчиков 8 и 9 в разность между одновре- выполненными замерами статичесг

74022

кого давлени  воздуха в широком и узком сечени х магистрали на трубке 5. При наличии датчика 10 квадратный корень извлекаетс  в блоке 11 из произ5 ведени  давлени  и перепада, поделенного на абсолютную температуру контролируемой среды.

Блок 11 представл ет собой элект- ронньш операционный усилитель на эле 0 ментных микросхемах, который производит математическд1е операции: сложение , инвертирование, умножение, извлечение корн  из произведени .

J5 Блок 12 - алгебраический сумматор - представл ет собой электронное вычислительное усилительное устройство на микросхеме, формирующее выходной электрический сигнал в виде

2Q напр жени , пропорциональный положительной разности межд,у сигналами датчиков 8 и 9 одновременных замеров абсолютного, давлени  воздуха в широком (Рц,) и узком (Р,у) сечени х

25 сужающего устройства магистрали, т.е перепада (Рщ-Ру) давлений на.сужающем устройстве.

Выход блока 11 вычислени - соединен с указателем 16 расхода, по су30 ществу представл юш -м собой вольтметр , отградуированный в единицах, расхода. В случае необходимости регулировани  расхода в магистрали 3 выход блока 11 дополнительно подклю , чен к входу командного прибора 17 - регул тору расхода, а выход последнего подключен к двигателю 18 за- слонки 2. Дл  ручного управлени  Последним служит тумблер 19.

40 Устройство функционирует следующим образом.

При включенном источнике 1 сжатого воздуха тумблером 19 ручного управлени  открывают заслонку 2 и пускают поток контролируемой среды через сужающее устройство. Воздух по давлением устремл етс  по магистрали 3 в помещение 4. В сужающем устройстве 5 часть потенциальной энерги

5Q давлени  переходит в кинетическ-ую энергию, при этом средн   скорость потока в узком сечении, где установлен штуцер 7, повьш1аетс , а статическое давление (Р,) в сечении становит с  меньше статического давлени  (Р) в широком сечении, где установлен штуцер 6. Пропуска  поток через устройство 5, определ ют перепад давлений на нем и используют этот пара313

метр как меру расхода контролируемой среды. Дл  этого с помощью датчика 8 измер ют статическое давление (Р) в широком сечении магистрали. Одновременно с помощью датчика 9 измер ют статическое давление (Р) потока, имеющего в зтом сечении большую скорость и меньшее давление.

При реализации предлагаемого способа определени  расхода, в общем случае, например, при визуальном замере и ручном подсчете, вместо пнев- моэлектрических датчиков 8 и 9 можно использовать шкальные манометры, ма- новакууметр Л и т.п., показывающие приборы, измерители давлени  в сечени х , где установлены штуцеры 6 и 7.

Вьшолнив одновременно замеры в узком и широком сечени х трубки 5, определ ют перепад давлений как разность jP между этими замерами, в общем случае вычт  из замера Рщ замер Ру.

В предлагаемом устройстве операци  вычитани  осуществл етс  автоматически электронным алгебраическим сумматором - блоком 12 путем сравнивани  электрических сигналов напр жени , поступивших на его входы от датчиков 8 и 9, вычислением разности и усилени  сигнала. Затем определ ют расход воздуха, в магистрали 3, вычисл   его величину в соответствии

с формулой G

путем ручного или машинного счета с учетом или без учета изменений температуры контролируемой среды. В предлагаемом устройстве операции вычислений по этой формуле автоматически осуществл ет электронный блок 11. В случае необходимости в более точном определении расхода в блок 11 ввод т также сигнал (замер) температуры потока от датчика 10. Во всех случа х определени  расхода вручную или автоматически об зательно производ т вычисление квадратного корн  из произведени  величин давлени  Ру и перепада лР Рщ- -Р,, а при необходимости также из

Вычисленный таким обра1 величины зом расход и есть искома  величина предлагаемого способа определени  расхода, котора  автоматически визуа- лизуетс  на указателе 16 расхода, соединенном с вычислительным блоком 11.

4

В способе регулировани  расхода в зависимости от отклонени  найденного значени  расхода G от заданной величины вручную тумблером 19 или автоматически регул тором (17) измен ют проходное сечение заслонки 2, включа  на открытие или закрытие ее двигатель 18. В предлагаемом устройстве командный прибор 17 - регул тор осуществл ет автоматическое сравнение текущего значени  сигнала расхода , полученного от блока 11, с заданной программой, выдает релейный электрический сигнал на двигатель 18

заслонки 2, который автоматически измен ет проходное сечение заслонки 2 до тех пор, пока текущее значение расхода , фиксируемое совместной работой элементов 5, 8,. 9, 12 и 11 не станет

равным заданному значению, на которое настроен регул тор 17.

В услови х пульсирующего потока контролируемой среды способ и устройство функционируют точно также.

При этом абсолютное давление воздуха, одновременно воспринимаемое датчиками 8 и 9 давлений, преобразуетс  в них в электрический сигнал напр жени , пропорциональный давлению в сечени х , где установлены штуцеры 6 и 7 соответственно. Амплитуда, частота , периодичность пульсаций давлений в обоих датчиках 8 и 9 практически идеально совпадают. Поэтому в

каждый момент времени разность между давлени ми Р и Р в установившемс  режиме пульсирующего потока посто нна , хот  выходные сигналы напр жени  в датчиках 8 и 9  вл ютс  по величине переменными, пульсирующими одновременно в едином ритме, синхронно, в такт с колебани ми давлени  контролируемой среды в штуцерах 6 и 7 трубки 5. По этой причине на выходе

алгебраического сумматора 12 выходной сигнал напр жени  будет почти неизменным, стабильным и точным, что обеспечивает точное определение расхода вычислительным блоком 12, надежную безотказную работу блока 12, а также регул тора 17 и заслонки 2 в случае регулировани  расхода.

55

Claims (2)

1. Способ определени  расхода воздуха в магистрали, при котором поток контролируемой среды пропускают через сужающее устройство, определ ют

513

перепад давлений на нем, измер ют давление проход щего воздуха и вычисл ют расход как функцию произведени  этих величин, о тличающий- с   тем, что, с целью расширени  области применени  и повьппени  точнос- ти, осуществл ют одновременное выполнение замеров статического давлени  в широком и узком сечени х магистрали , а перепад давлений определ ют как разность между указанньгми замерами.

2. Устройство дл  определени  расхода воздуха в магистрали, содержащее сужающее устройство со штуцерами отбора воздуха в широком.и узком сечени х , первый датчик давлени , со26

единенный со штуцером отбора воздуха в широком сечении, блок вычислени  расхода, первый вход которого соединен с выходом первого датчика давлеНИИ , а выход - с указателем расхода, отличающе.ес  тем, что, с целью расширени  области применен ни  и повышени  точности устройства, в нем установлен второй датчик дав

лени , соединенный со штуцером отбора воздуха в узком сечении и алгебраический сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого, и второго датчиков давлени , а выход подключен к второму входу блока вычислени  расхода .