SU1413461A2

SU1413461A2 - Газовый пульсатор дл динамической градуировки датчиков давлени

Info

Publication number: SU1413461A2
Application number: SU853999320A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Гаранин; Георгий Константинович Средняков
Original assignee: Предприятие П/Я В-8685
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1988-07-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной и испытательной технике и может быть использовано в многоканальных системах измерени пульсирующих давлений дл контрол динамических свойств измерительных каналов переменного давлени . Целью изобретени вл етс повышение надежности, уменьшение погрешности и автоматизаци градуировки. В камере 11 сопла 7 дискового прерьгаател 10 установлены контрольный 13 и градуируемый 12 датчики давлени . Прерыватель 10 снабжен также разгонным соплом 8. Камеры обоих сопел через управл емые редукторы 3 и 4 соединены с источни- ком 9 сжатого газа. Устройство снаб- .жено также блоком 1 задани параметров , блоком 2 управлени и датчиком частоты вращени дискового прерывател 10, выход которого, как и выход контрольного датчика 13, подключен к блоку 2 управлени , входы редукторов 3 и 4 также подключены к блоку 2 управлени . К этому же блоку подключен блок 1 задани параметров. Устройство обеспечивает наперед заданную точ- а ность формировани испытательного сигнала по амплитуде и частоте, надежный запуск дискового прерывател и автоматический выход на рабочий режим. 12 ил. (Л

Description

ttZD

U(Pcr v)

N

Изобретение относитс к измерительной и испытательной технике, может быть использовано в многоканальны системах измерени пульсирующих дав- . лений дл контрол динамических свойств измерительных каналов пере менного давлени и вл етс дополнительным к авт.св. № 1216689.

Целью изобретени вл етс повышение надежности и уменьшение погрешности формировани испытательных сигналов , расширение диапазона генерируемых пульсадай давлени и автоматиза- ци проведени эксперимента по дина- мическим испытани м датчиков.

На фиг.1 представлена схема предложенного устройства; на фиг.2 - сечени А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б, на фиг.1; на фиг.4 - функциональные св зи блока управлени ; на фиг.5-7 - варианты подачи в блок управлени контрольного сигнала давлени при испытани х датчиков пульсаций давлени на фиг.8 - вариант подачи контрольного сигнала от датчика статико-динами- ческого давлени i на фиг.9 и 10 - схемы выполнени блоков установлени амплитуды и частоты соответственно; на фиг.11 и 12 - примеры регулировани испытательного сигнала с помощью субблоков согласно фиг.9 и 10.

Устройство содержит блок 1 задани параметров испытательного сигнала, блок 2 управлени редукторами 3, 4 основного 5 и дополнительного 6 трубопроводов , соедин ющих основное 7 и дополнит€ льное 8 сопла с источником 9 сжатого газа (источником статического давлени газа), дисковый прерыва тель 10 потока газа с чередуклцимис .равномерно распределенными по его цилиндрической поверхности выступами и пазами одинаковой длины 1fl Ip, рабочую камеру 11 с установленными на ней испытуемыми 12 и контрольными 13 датчиками давлени , индукционный датчик 14 частоты (скорости) вращени дискового прерывател . Элементы 5-8 и 10-1 располагаютс в боксе испытательного стенда, где установлен объект измерений , т.е. непосредственно во взрывоопасном помещении. Остальные элементы вынесены за пределы бокса, электрические схемы подачи входных и выходных сигналов имеют цепи искрозащиты.

Индук1дионньй датчик 14 частоты вращени установлен на охватывающий дис с

JQ f5

0 5 0

5 jo 45 -п 5

ковый прерыватель части 15 (внутреннем крае).сопла 7.

Блок 2 управлени содержит блок 16 установлени (стабилизации, регулировани ) амплитуды (Р) переменного давлени (пульсагдай давлени ), блок 17 установлени (стабилизации, регулировани ) частоты f испытательного сигнала - пульсаций давлени , св зь 18 между блоками 16 и 17 (в простейшем алу- чае отсутствует), P(t), f(t) - текущие значени амплитуды и частоты переменного давлени в момент времени t, поступающие в блок 2 управлени соответственно от контрольного датчика 13 переменного давлени и индукционного датчика 14 частоты вращени диска 10, ±u P,±&f- - допустимые границы изменени Р и f относительно устанавливаемого, (задаваемого) режима {, f ст текущее значение статического давлени , поступающее в блок 2 контрольного датчика 13 статического давлени (при испытани х датчиков 12 пульсаций давлени типа ЛХ-610, ЛХ-611 и др.) или текущее значение статической составл ющей переменного (статико-динами- ческого) давлени Pf,(t) PcT(t)+P(t), где Р,т(с) ( (t) , символ операции определени математического ожидани (при испьп-ани х датчиков 12 статико-динамического давлени типа ;ЩИ-20, /ЩИ-21, Вт 213 и др.), Р .,, P,j- задаваемые (устанавливаемые) значени статического давлени редукторами 3 и 4 соответственно; tuPcrt ± d Р т сигналы рассогласовани (поправки на заданные статические давлени , вносимые при регулировании и установлении заданного режима работы).

При испытани х датчиков пульсахщй давлени (например, пьезоэлектрических типа ЛХ-610, ЛХ-611 и др.) в блок 2 контрольньй сигнал может подаватьс от одного контрольного датчика 13 статико-динамического давлени типа - Вт 951 (совмещенный пьезо-и тензодат- чик, фиг.5) либо от двух контрольных датчиков пульсаций давлени и стати- ческого медленно мен ющегос давлени (потен1:снометрического вибрационно- частотного и др. типов, фиг.6), либо от контрольных датчиков 13 (фиг.7). На фиг.З приведен пример подачи в блок 2 контрольного сигнала давлени от датчика 13 при испытани х аналогичных датчиков статико-динамического давлени типа ДПИ-20., JЩ .-2 (индук31413Д614

тивные), Вт 206, Вт 212, Вт 213 удобному дл проведени операций срав- ЛХ-412 (тензометрические). При вариан- нени , или усиливаютс (сигналы о р так согласно фиг.5, 6 и 7 входной и Р у) дл подачи на управл ющие вхо- блок 19 нормалиэатд и сигнала контроль-, ного датг1ика блока 2 содержит схемы разделени сигнала Рщ(ь) на медленно мен ющуюс Р. (t) и быстро мен ющуюс P(t) составл ющие. При использоды редукторов 3 и 4. В соответствии с сигналами Uy (PCT.V и (Р,, ) редуктора 3 и 4 устанавливаютс i

исходное состо ние, определ ющее заданные уровни статического давлени

вании в качестве контрольных датчиков Q РСГ. v сг. соответственно в трубопроиндуктивных датчиков типа ДДИ-20, . водах 5 и 6 и соплах 7,8.

ДЦИ-21 такие операиди, осуществл ютс

вторичной аппаратурой типа ИВП-2.

В произвольный фиксированный мо- мент t дисковый прерыватель может . быть расположен относительно основно

Блок 16 может содержать входные

удобному дл проведени операций сра нени , или усиливаютс (сигналы о р и Р у) дл подачи на управл ющие вх

ды редукторов 3 и 4. В соответствии с сигналами Uy (PCT.V и (Р,, ) редуктора 3 и 4 устанавливаютс i

. блоки 19 нормализации сигналов конт- (5 го и дополнительного сопел в одном из рольных датчиков переменного и статического давлени (которые могут включать также и цепи искрозащиты), предназначенные дл согласовани

из трех состо ний. При полном или частичном охвате основным соплом паза прерывател дисковый прерыватель приводитс во вращение газом, истекаюмасштабов текущих ) P(t) сигна-20 щим из основного сопла при наличии лов и их установочных значений , ЗРу, Р на режиме, блок 20 порогового контрол амплитуды переменного, давлени , срабатывающего при давлени за диапазон Р-у + 5Р, блок 21 сравнени сигналов (t) и PV, блок 22 триггеров, блок 23 генераторов линейно измен ющегос напр жени , блок 24 элементов ИЛИ, усилитель 25 мощности с выходными цеп ми искроза- JQ прерывател , когда основное сопло ох- щиты (при использовании электрическо- ватывает полностью выступ прерывате- го управлени редукторами).л . Поэтому в этом критическом случае

прерыватель приводитс во вращение статическим давлением . т.е. гав трубопроводе 5 статического давлени РСТ. При полном охвате основным соплом выступа прерывател последний не может быть приведен во вращение 25 статическим давлением РСТ, v Однако расположение дополнительного сопла относительно основного сопла и прерывател таково, что дополнительное сопло всегда полностью охватывает паз

Блок 17, в частности,может содержать входной блок 26 нормализации сигнала датчика 14 с цеп ми искрозащиты , осуществл ющий масштабирование сигнала f(t) датчика 14 относительно задаваемого уровн блок 27 порогового контрол частоты; блок 28 сравнени текущей частоты f(t) и устанавливаемой частоты f), на режиме; блок 29 триггеров, блок 30 генераторов линейно измен ющегос напр жени ; блок 31 элементов ИЛИ, усилитель 32

35

40

зом, истекающим из дополнительного сопла 8. Это создает необходимые и .достаточные услови дл запуска в на- чальньй момент дискового прерывател вне зависимости от его расположени относительно основного сопла, так как диск приводитс во вращение двум потоками газа, истекающими из сопел 7 и 8 в противофазе.

Таким образом, обеспечиваетс помощности с вькодными цеп ми искрозащи-ддвышение надежности запуска устройства

ты.в момент и его автоматизаци ,

Устройство работает следующим об-так как отсутствует необходимость в

разом.ручной раскрутке дискового прерываВ блоке 1 с помощью соответствую-тел перед началом работы или перехощих переключателей (тумблеров, кнопок)--де с режима на режим. При этом под

устанавливаетс исходный режим работырежимом подразумеваетс стабильное

устройства (йР, f, РСТ.З ст.v даютс исходные параметры испытательного сигнала Р,,, fy. Сигналы о значени х ,,, fs,, iTP, й, РСТ. у .: редаютс из блока 1 в том или ином . .виде в блок 2 управлени , где при необходимости масштабируютс , т.е. преобразуютс , нормализуютс к виду.

го и дополнительного сопел в одном из

из трех состо ний. При полном или частичном охвате основным соплом паза прерывател дисковый прерыватель приводитс во вращение газом, истекающим из основного сопла при наличии прерывател , когда основное сопло ох- ватывает полностью выступ прерывате- л . Поэтому в этом критическом случае

в трубопроводе 5 статического давлени РСТ. При полном охвате основным соплом выступа прерывател последний не может быть приведен во вращение статическим давлением РСТ, v Однако расположение дополнительного сопла относительно основного сопла и прерывател таково, что дополнительное сопло всегда полностью охватывает паз

5

выполнение в течение определенного времени условий {Ру; }.

При вращении дисковый прерыватель модулирует поток газа, вытекающий из основного сопла 7, создава в рабочей камере 11 пульсаций давлени амплитудой (глубиной) P(t;) до 50% от Р и частотой f(t). Если по истечении

стЛ

заданного интервала времени Т текущие значени P(t)f(tp+T) и f(t)f(to+T) в момент отличаютс от задаваемых , т„е. не выполн ютс услови :

Pi- ЛР (t) Рх, + 4Р -, (1) f +Л f(t) f +л , (2) то с помощью редукторов 3,4 и блока 2 управлени устанавливаютс требуе- мне значени (}амплитуды и частоты испытательного сигнала.

Закон регулировани в данном устройстве основан на использовании блоАналогично проводитс установление требуемой частоты (-) с помощью субком 2 управлени (фиг.1) осредненных 5 блока 17 блока 2 устройства (фиг.12).

Причем в данном устройстве возможно двукратное изменение частоты генерируемых пульсаций давлени при заданном статическом давлении Р ...

экспериментальньос зависимостей Р() априори, определенных дл данного устройства с конкретными конструктивными параметрами. При этом осреднение проводитс по множеству 20 экспериментально сн тых характеристик Р( Р различных параметрах окружающей среды (температура, влажность, загазованность и т.д.).

ст. J

Таким образом, устройство выходит на заданньй режим работы через врем tg+T + t, где врем установлени параметров Ру и f испытательного сигнала. Поддержива некоторое врем

Опыт работы с макетом предложенно- 25 Данные параметры пульсаций давлени

го устройства показал, что при определенных услови х (конструктивных) параметрах устройства возможно раздельное регулирование амплитуды и частоты формируемого испытательного сигнала (т.е. использование блока 2 управлени без жесткой св зи субблоков 16 и 17). Прим еры такого регулировани и выполнени блока 2 приведены на фиг.9 и 10. При отличии сигнала датчика 13 P(t) от Ру, т.е. при невыполнении услови (1), блоки 20 и 21 вьщают сигналы, устанавливающие триггеры Т, ,1 и Tj 2 блока 22 в сос то ни характеризующиес выходными сигналами u|p., U „ (фиг. 11), т.е.

тр

Т/, 1 уста навливаетс в единичное.. состо ние при (t ) 7 у+ л, а Т 2- при (t) P.U -ЛР, при выполнении услови (1) оба триггера блока 22 наход тс в нулевом состо нии. Когда Т 1 находитс в единичном состо нии , он управл ет первым генератором линейного напр жени блока 23 таким образом, что его выходное напр жение пропорщонально увеличиваетс , что приводит к увеличению выходного напржени усилител 25, т.е. выходного напр жени блока 16 и соответственно к изменению РСТ. соответствии с законом Р (РС) и Р., ( этом выходное напр жение ГЛИН1 измен етс начина от величины U, определ ющей фактическое значение статического

давлени в рабочей камере 11, т.е. от величины Uy UtPcT(t) U Р crCto +T)J , когда Т 2 блока 22 находитс в единичном состо нии, он управл ет генератором линейно спадающего напр жени (ГЛИН2), что приводит к уменьшению выходного напр жени усилител 25 (выходного напр жени блока 16) и соответственно изменению Р. ч в

. ст. 3 (РСГ)

и Р

СТ.Х

соответствии с законом Р

(и,).

Аналогично проводитс установление требуемой частоты (-) с помощью субблока 17 блока 2 устройства (фиг.12).

ст. J

0

Q

5

0

в рабочей камере 11, записывают сигналы датчиков 12 и 13 на регистраторы и измен ют затем режим работы устройства путем задани новых параметров испытательного сигнала в блоке 1.

Claims

Регулирование уровн пульсаций давлени Р и частоты пульсаций f (т.е. использование элементов 3,4,5, 8,, 2), а также применение дополнительного сопла 8 с элементами 4,6 позвол ет при прочих равных услови х значительно (в 1,5-3 раза) расширить (по сравнению с прототипом) диапазон формировани испытательного сигнала с требуемыми параметрами (, fy), т.е. расширить диапазон по Р и f, при котором одновременно вьтолн ютс услови дл Ру и fy по (1) и (2). С другой стороны, очевидно, что дл фиксированного диапазона изменени параметров генерируемых пульсаций ; давлени (Р , f) данное устройство позвол ет (в сравнении с прототипом) за счет элементов регулировани (1, 2,3,4,6,8) существенно (до 10-15%) снизить погрешность формировани испытательного сигнала и в той же мере погрешность измерени переменного давлени с помощью испытуемых датчиков 12. Формула изобретени

Газовый пульсатор дл динамической градуировки датчиков давлени по авт.св. № 1216689, отличаю714

щ и и с тем, что, с целью повышени надежности, уменьшени погрешности и автоматизации градуировки, он снабжен датчиком частоты вращени диска, блоком задани параметров испытательного сигнала, блоком управлени , двум редукторами давлени и ; разгонным соплом, причем основное и разгонное сопла соединены трубопроводами соответственно через первый и второй редукторы давлени с источником сжатого газа, а блок управлени содержит два канала обработки сигналов , каждьм из которых включает по- следовательно соединенные блок нормализации входных сигналов, блок порогового контрол сигнала, блок триггеров , блок генераторов линейно изме- н кнцегос напр жени , блок элементов ИЛИ и усилитель мощности, причем между блоком нормализации входных сигнаФиг . 7

18

лов и блоком триггеров параллельно блоку порогового контрол амплитуды включен блок сравнени сигналов, причем в первом канале выход блока нор- мализаисии дополнительно св зан с входом блока генераторов линейно измен ющегос напр жени , при этом управл ющий вход первого редуктора давлени подключен к выходу усилител мощности первого канала, к входу блока нормализации которого подключены три выхода сигнала амплитуды давлени блока задани параметров и контрольный датчик переменного давлени , а управл ющий вход второго редуктора давлени подключен к выходу усилител мощности второго канала, к входу блока нормализации которого подключены два выхода сигнала частоты блока задани параметров и датчик частоты вращени диска.

A-/J

6-6

Фиг.2

P -it)

РСГ()

I

Фиг. 5

Фиг, 6

Фиг. 8

Pd)

Фиг. 10

Фае.И