SU1550342A1 - Устройство дл измерени перепада давлений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени  и расширить область применени . По сигналу "Пуск" с блока 16 управлени  клапан 8 закрываетс  и к дифференциальным входам электрокинетического преобразовател  через патрубки 7 подаютс  измер емые среды. Сигнал, пропорциональный перепаду давлени  в камерах 1 и 4, поступает через усилитель 9 и селектор 10 на схему 11 запоминани  и далее на измеритель 17. На схеме дифференциатора 12 формируетс  двухпол рный импульс, момент измерени  пол рности которого фиксируетс  нуль-органом 13 в момент достижени  потенциала схемы 11 запоминани  уровн  EX. B MOMEHT дЕйСТВи  СигНАлА ОТРицАТЕльНОй пОл РНОСТи OT диффЕРЕНциАТОРА 12 HA ВыХОдЕ фОРМиРОВАТЕл  14 ОбРАзуЕТС  пР МОугОльНый иМпульС, пОСТупАющий B блОК 16, зАдАНий фРОНТ КОТОРОгО СООТВЕТСТВуЕТ МОМЕНТу пРЕКРАщЕНи  дВижЕНи  СильфОНОВ 5. B эТОТ MOMEHT КлАпАНы 8 ОТКРыВАюТС  и СильфОНы ВОзВРАщАюТС  B иСХОдНОЕ пОлОжЕНиЕ, НАчиНАЕТС  НОВый циКл изМЕРЕНи . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к информаци- онно-измерительной технике, в частности к измерител м давлени  с деформа- ционным (сильфонным, мембранным) преобразователем .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширени  области применени  путем обеспечени  работы электрокинематического преобразовател  давлений на посто нном потоке измер емой среды.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - времен- ные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства измерени  перепада давлений.

Устройство (фиг, 1) состоит из сильфонного преобразовател  1 перепа- да давлений, содержащего корпус 2, разделенный пористой перегородкой 3 с токосъемными электродами 4 .и силь- фонами 5. на входные К1 , К4 и рабочие К2, КЗ камеры, объем последних пар из которых, замкнутый сильфонами 5, заполнен пол рной жидкостью 6 в качестве рабочей, и патрубки 7, соедин ющие входные камеры с потоком, в котором измер етс  давление управл емого клапана 8, установленного между патрубками 7, и функционально взаимосв занных усилител  9, селектора 10 пол рности импульсов, схемы 11 запоминани , дифференциатора 12, нуль- органа 13, формирователей 14, 15 импульса , блока 16 управлени  и измерительного устройства 17.

Устройство измерени  перепада давлений работает следующим образом.

В исходном состо нии клапан 8, который в зависимости от рода потока измер емой среды может быть электро-, пневмо-, гидроклапаном, открыт и шунтирует электропрокинетический преобразователь (ЭКП), В этом случае во входных камерах К1 и К4 давлени  одинаковые, т.е. Рх, РХг. так1 как гидравлическое (или пневматическое)

сопротивление шунтирующего канала с клапаном 8 пренебрежимо мало.

Управление схемой измерител  осуществл етс  блоком управлени  16. По сигналу Пуск блока 16 (фиг. 26) клапан 8 закрываетс  и благодар  интегрирующему свойству системы патрубок 7 - камера К1 (или К4) измерител  к дифференциальным входам ЭКП подводитс  импульсный перепад давлени  , определ емый разностью статических давлений Р Х1 и Pxi измер емого потока вещества. Под действием давлени  АРХ жидкость перетекает через пористую перегородку 3 до прекращени  движени  сильфонов 5 и на электродах 4 возникает потенциал течени  Ех (фиг. 2в), определ ющий измер емое давление. Одновременно по вл етс  упруга  реакци  сильфонов 5, противодействующа  измер емому давлению и в течение некоторого времени привод ща  К исчезновению этого потенциала. При этом по мере развити  давлений потопа , поступающего в камерах Kl и К4 до предела значений РХ1 и Р в объекте измерени , потенциал Е. измен етс  по линейно нарастающему закону, а при их посто нстве - по падающему во времени экспоненциальному закону, т.е на выходе ЭКП перепада давлений возникает потенциал Е4 практически треугольной формы (фиг. 2в), максимальное значение изменени  которого пропорционально измер емому перепаду давлений Рц.

Токосъемные электроды 4 ЭКП подключены к входу электронного усилител  9, предназначенного дл  согласовани  высокоомного внутреннего сопротивлени  ЭКП с внешней электрической цепью. Измер емое выходное напр жение E.J. через усилитель 9, селектор 10 поступает на схему запоминани  (экстремум-детектор ) 11, выполненную на основе интегратора, который преобразует амплитуду импульса Е в пропорциональный уровень посто нного потенциала . В схеме 12 формирование уровн  посто нного потенциала происходит при линейном зар де емкости до величины измер емого импульса, котора  запоминаетс  на врем , необходимое дл  полного цикла измерени . Этот запомненный аналоговый сигнал подаетс  на высокоомный вход измерительного устройства 17, градуировка которого может быть выполнена в единицах давлени , до тех пор, пока схема И не получит новую информацию.

Функциональным назначением селектора 10  вл етс  выделение импульсных сигналов Е± и Е бипол рного потенциала (фиг. 2в) которые, проход  по соответствующим цеп м через преобразующие блоки, т.е. дифференциатор 12, формирователь 15 пр моугольного импульса , нуль-орган 13 и формирователь 14 пр моугольного импульса, поступают в блок 16 управлени . На схеме дифференциатора 12 формируетс  дву- пол рный импульс (фиг. 2г), момент изменени  пол рности которого фиксируетс  с помощью нуль-органа 13 (фиг. 2д), соответствующий моменту достижени  потенциалом схемы запоминани  11 уровн  Ех (фиг. 2е). Сигнал с выхода нуль-органа 13 запускает блок управлени  16 (фиг. 2ж) в течение цикла измерени , в промежутке времени которого исключаетс  возможность разр да емкости через выходные электрические цепи преобразовател  1.

Под действием сигнала отрицательной пол рности от дифференциатора 12 (фиг. 2г) на выходе формировател  14 образуетс  пр моугольный импульс воздействи  (фиг. 2з), поступающий в блок управлени  16, задний фронт (спад) которого соответствует моменту прекращени  движени  сильфонов 5, свидетельству , что отсутствует потенциал течени  преобразовател  1.

После того как сильфоны 5 зан ли новое равновесное динамическое состо ние , управл емый клапан 8 по сигналу блока управлени  16 (фиг. 2к) открываетс , вследствие чего сильфоны 5 из-за упругих сил по истечении некоторого отрезка времени возвращаютс  в исходное положение (весь переместившийс  объем рабочей жидкости 6 перекачан обратно): давлени  в камерах К и К4 уравновешиваютс , т.е. РХ РХ2« в результате на выходе

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ЭКП по вл етс  импульсный потенциал Е,.(фиг. 2в) отрицательной пол рности. За врем  образовани  спада отрицательного импульса Е, соответствуо- щего исходному состо нию сильфона 5, на выходе формировател  15 возникает пр моугольный импульс (фиг. 2д), который подводитс  на вход блока управлени  16. Под воздействием заднего фронта этого импульса блок управлени  16 вырабатывает сигналы, действием которых экстремум-детектор 12 сбрасываетс  в нулевое положение путем стирани  запомненного информационного потенциала, дл  чего его выход замыкаетс  на корпус и клапан 8 переключаетс , т.е. закрываетс , вызыва  нарастание перепада давлений в камерах ЭКП до величины измер емого потока. При этом снова автоматически начинаетс  цикл измерени : измер емый перепад давлени  посто нного потока Рк управл емым клапаном 8 преобразуетс  в давление, в-данном случае измен ющеес  по трапецеидальному закону (фиг. 2а), в результате которого на выходе ЭКП давлени  образуетс  бипол рный треугольный импульс (фиг. 2в), по которому с помощью внешней электрической схемы осуществл етс  измерение статического давлени  Рх. Плавное изменение давлени  в камерах ЭКП необходимо, чтобы точно фиксировать максимальное значение изменени  уровней импульсов Е+ и Е.соответственно нуль-органом 14и формирователем импульса 16.

Таким образом, благодар  применению деформационного элечтрокинетичес- кого преобразовател  с управл емым клапаном в сочетании с электронной схемой создаетс  возможность использовать его при измерении на посто нном потоке, в результате чего исключаетс  вли ние состава, свойств и температуры контролируемой среды и пол ризации электродов ЭКП на показани  измерител  давлени , что повышает точность измерени , а также обеспечивает стабилизацию чувствительности датчика.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  перепада давлений, содержащее электрокинетический преобразователь, состо щий из корпуса с подвод щим патрубком, разделенного герметичной перегородкой

   на две камеры - первую и вторую, причем в герметичной перегородке установлены два сильфона с образованием полости, заполненной рабочей жидкостью , в которой размещены пористые перегородки с двум  токосъемными электродами, отличающее с  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  области применени  путем обеспечени  работы электрокинетического преобразовател  на посто нном потоке измер емой среды, он дополнительно снабжен усилителем, селектором пол рности импульсов, диф- ференциатором, нуль-органом, двум  формировател ми импульсов, блоком управлени  и измерителем, при этом корпус преобоазовател  снабжен вторым патрубком, соединенным с второй каме- рой, а между патрубками установлен

   0

   c 0

   шунтирующий канал с управл емым клапаном , причем оба патрубка соединены с источниками измер емых давлений, при этом электроды преобразовател  через усилитель подсоединены к входу селектора пол рности импульсов, первый выход которого через первый формирователь пр моугольных импульсов подключен к первому входу блока управлени , второй выход через первый вход схемы запоминани  подключен к входу измерител , а третий выход селектора через второй формирователь пр моугольных импульсов и нуль-орган подключен к второму и третьему входам блока управлени , при этом первый выход пульта управлени  подключен к входу управл емого клапана, а второй выход - к второму входу схемы запоминани .

   jfjatt/ nm 80/nft/f t/n

   -r-

   tr PgA

   г

   13

   ib

   ЗШШЗХ

   П

   i

   tr PgA

   -/ -/

   -t

   W