Пристрій для диференційованого обліку витрати питної води

Винахід відноситься до інформаційно-вимірювальної та обчислювальної техніки і може бути використаний для побудови автоматизованих (автоматичних) систем диференційованого обліку водоспоживання і раціонального водокористування. Відомий “Пристрій для контролю параметрів електричної енергії” (матеріального потоку) [див. авт. свід. СРСР №1337906, М.кл. G06F15/46, б.34, 1987р.], що містить, генератор імпульсів еталонної частоти, лічильник, накопичувальний суматор, блок індикації, вхід якого з'єднаний з виходом накопичувального суматора, три аналого-цифрових перетворювачі, перетворювач поточного часу в код, три блоки множення й елемент затримки, вихід якого з'єднаний із синхронізуючим входом накопичувального суматора, інформаційний вхід першого аналого-цифрового перетворювача є першим інформаційним входом пристрою, інформаційні входи другого і третього аналого-цифрових перетворювачів з'єднані з другим інформаційним входом пристрою, вихід генератора імпульсів еталонної частоти з'єднаний із входом елемента затримки, рахунковим входом лічильника і із синхронізуючими входами першого, другого і третього аналого-цифрових перетворювачів, входи множеного і множника першого блоку множення з'єднані відповідно з виходами першого і другого аналого-цифрових перетворювачів, входи множеного і множника другого блоку множення з'єднані відповідно з виходами першого блоку множення і третього аналого-цифрового перетворювача, входи множеного і множника третього блоку множення з'єднані відповідно з виходами другого блоку множення і перетворювача поточного часу в код, входи якого з'єднані з виходами розрядів лічильника, виходи третього блоку множення з'єднані з інформаційними входами накопичувального суматора, (вузли, загальні з об'єктом винаходу підкреслені.). Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості. Відомий “Пристрій для обліку електроенергії” (матеріального потоку) [див. авт. свід. СРСР №1455346, м.кл. G06F15/36, G01R29/00, б.4, 1989p.], що містить генератор еталонних імпульсів, датчики поточних значень напруги, току і частоти, лічильник, рахунковий вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, шість дешифраторів, помножувач, п'ять регістрів пам'яті, суматор, ви хід якого є виходом пристрою, розширник імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, датчик різниці фаз, датчик відхилень напруги від допуска, сімнадцять груп елементів І, вісім регістрів і чотири елементи АБО, причому перші входи гр уп елементів І з першої по шосту з'єднані відповідно з виходами датчиків поточних значень напруги, струм у, частоти, різниці фаз і відхилень напруги і з виходом лічильника, виходи елементів І груп з першої по шосту з'єднані з інформаційними входами регістрів з першого по шостий відповідно, входи скидання (обнуління) які з'єднані з першим виходом розподільника імпульсів і з першими входами першого і другого елементів АБО, др угі входи елементів І груп з першого по шостий з'єднані з другим виходом розподільника імпульсів, третій вихід якого з'єднаний першими входами елементів І сьомої і восьмої груп, другі входи яких з'єднані відповідно з виходами перших регістра і дешифратора, входи дешифраторів з першого по шостий з'єднані відповідно з виходами першого, другого, третього, четвертого, п'ятого і шостого регістрів пам'яті, перші входи елементів І груп з дев'ятої по чотирнадцяту з'єднані відповідно з виходами другого регістра, другого, третього, четвертого, п'ятого і шостого дешифраторів, виходи елементів І груп з восьмий по чотирнадцяту з'єднані із відповідними розрядами першого інформаційного входу помножувача, розряди другого інформаційного входу якого з'єднані з відповідними розрядами виходів елементів І сьомої, п'ятнадцятої і шістнадцятої груп, вихід помножувача з'єднаний з інформаційними входами сьомого і восьмого регістрів, входи скидання яких з'єднані відповідно з виходами першого і другого елементів АБО, ви хід третього елемента АБО з'єднаний з першими входами елементів І п'ятнадцятої групи, др угі входи яких з'єднані з відповідними розрядами виходу сьомого регістра, вихід четвертого елемента АБО з'єднаний з першими входами елементів І шістнадцятої групи, другі входи яких з'єднані розрядами (однойменними розрядами) з виходом восьмого регістра і першими входами елементів І сімнадцятої групи, виходи яких з'єднані з відповідними входами суматора, другі входи елементів І гр уп з дев'ятої по чотирнадцяту і сімнадцятої з'єднані відповідно з виходами розподільника імпульсів з четвертого по десятий, перші, другі і треті входи третього і четвертого елементів АБО з'єднані відповідно с виходами четвертого по дев'ятий розподільника імпульсів, входи з другого по четвертий першого і другого елементів АБО з'єднані відповідно з виходами одинадцятого по шістнадцятий розподільника імпульсів, (вузли загальні з об'єктом винаходу - підкреслені). Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості й апаратна надмірність. Найбільш близьким по технічній сутності до передбачуваного винаходу є “Пристрій для обліку теплової енергії” (матеріального потоку) [див. авт. свід. СРСР №1485041, м.кл. G01K17/16, б.21, 1989р.]. Який містить перший датчик кількості теплоносія і перший датчик температури теплоносія, встановлені в підвідному трубопроводі, другий датчик температури встановлений в підживлювальному трубопроводі кількості теплоносія і третій датчик його температури, встановлений у трубопроводі, що відводить, генератор тактових імпульсів, інтегратор (суматор), датчик щільності теплоносія, перший, другий, третій, четвертий і п'ятий перетворювачі аналог-код, інформаційні входи які з'єднані відповідно з виходом датчиків кількості і температури теплоносія в трубопроводі, що підводить, температури в підживлювальному трубопроводі, кількості і температури теплоносія в трубопроводі, що відводить, входи керування з'єднані з виходом генератором імпульсів, а виходи через відповідні групи елементів І, з'єднані з входами відповідних регістрів пам'яті, входи обнуління (установки в 0) яких з'єднані з виходом генератора імпульсів, виходи першого регістра, через перший блок множення, з'єднаний з першою групою входів схеми порівняння і з інформаційними входами шостої і сьомої груп елементів І, виходи др угого регістра, через перший блок вирахування, з'єднаний з другою гр упою входів першого блоку множення, виходи третього регістра з'єднані з другою групою входів першого блоку вирахування і, через послідовно з'єднані другий блок вирахування і другий блок множення, з'єднані з інформаційними входами восьмої і дев'ятої груп елементів І й другою групою входів схеми порівняння, виходи четвертого і п'ятого регістрів з'єднані відповідно з другими групами входів др уги х блоків вирахування і множення, перший вихід схеми порівняння з'єднаний з керуючими входами п'ятої і дев'ятої груп елементів І, другий ви хід схеми порівняння з'єднаний з керуючими входами інтегратора і сьомої і восьмої груп елементів І, виходи шостої і восьмої груп елементів І з'єднані розрядами з відповідними входами першої групи елементів АБО, виходи якої через послідовно з'єднані третій блок вирахування і десяту гр упу елементів І, з'єднані з інформаційними входами інтегратора, вихід якого є виходом пристрою, виходи сьомої і дев'ятої груп елементів І з'єднані з відповідними входами другої гр упи елементів АБО, виходи якої з'єднані з другою групою входів третього блоку вирахування, вихід датчика щільності теплоносія, через послідовно з'єднані генератор імпульсів, перший і другий елементи затримки, з'єднаний з керуючим входом десятої групи елементів І, вихід першого елемента затримки з'єднаний з керуючими входами першої, другий, третьої, четвертої і п'ятої гр уп елементів І. (вузли загальні з об'єктом винаходу - підкреслені). Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості й апаратна надмірність. Задача винаходу - розширення функціональних можливостей пристрою, скорочення апаратної надмірності й енергоємності. Технічний результат винаходу полягає в розширенні функціональних можливостей пристрою. Технічний результат досягається тим, що в пристрій, що містить генератор тактових імпульсів, перший і другий елементи затримки, послідовно з'єднані з виходом генератора, датчик витрати води, перший і другий аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), другий з який з'єднаний входом з виходом датчика витрати води, перший і другий помножувачі, регістр оперативної пам'яті, з'єднаний виходами розрядами з другими інформаційними входами другого помножувача, суматор і блок індикації, з'єднаний входами з виходами суматора, у нього додатково введені підсумовуючий лічильник імпульсів з'єднаний лічильним входом з генератором імпульсів, датчик тиску води у водогінній мережі, з'єднаний виходом із входом першого АЦП, перший дешифратор, з'єднаний входами розрядами з виходами лічильника, а виходами розрядами з першими інформаційними входами другого помножувача, вхід керування якого з'єднаний з виходом першого елемента затримки, другий дешифратор, з'єднаний входами розрядами з виходами першого АЦП, а виходами - розрядами з першими інформаційними входами першого помножувача, другі інформаційні входи якого розрядами з'єднані с виходами другого АЦП, а вхід керування - з виходом генератора імпульсів, виходи першого помножувача з'єднані розрядами з інформаційними входами регістра пам'яті, і третій елемент затримки, з'єднаний входом з виходом другого елемента затримки і входом керування суматора, а виходом - із входом обнуління регістра пам'яті. На фіг.1 приведена функціональна схема пристрою, на фіг.2 - приклад стану тиску води в водопровідній мережі, на фіг.3 - значення коефіцієнта ефективності роботи постачальника води, що залежить від тиску води в водопровідній мережі, на фіг.4 - значення коефіцієнта попиту на водоспоживання, що залежить від поточного часу доби, на фіг.5 - значення витрати води в одиницю часу користувачем, а на фіг.6 - узагальнена оцінка водокористування. Пристрій для диференційованого обліку витрати питної води містить генератор 1 еталонних по частоті імпульсів, датчик 2 поточного значення тиску води в водопровідній мережі, встановлений в підвідному (відвідному) воду тр убопроводі, датчик 3 поточного значення швидкості витрати води, встановлений в підвідному (відвідному) воду трубопроводі, підсумовувальний лічильник 4 імпульсів, перший 5 і другий 6 аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), перший 7 і другий 8 дешифратори, перший 9 помножувач, перший 10, другий 11 і третій 12 елементи затримки, реєстр 13 оперативної пам'яті, другий помножувач 14, суматор 15 і блок індикації 16. Вихід генератора з'єднаний з лічильним входом лічильника 4, з керуючим входом помножувача 9 і з входом елемента затримки 10, вихід датчика 2, через АЦП 5 і деши фратор 8 з'єднаний з першими інформаційними входами помножувача 9, вихід датчика 3 через АЦП 6 з'єднаний з другими інформаційними входами помножувача 9, виходи лічильника 4 порозрядно через дешифратор 7 з'єднані з першими інформаційними входами помножувача 14, виходи помножувача 9 порозрядно з'єднані з інформаційними входами реєстру 13, ви хід елемента затримки 10 з'єднаний з входом елемента затримки 11 і з керуючим входом помножувача 14, вихід елемента затримки 11 з'єднаний з входом елемента затримки 12 і з входом керування суматора 15, вихід елемента затримки 12 з'єднаний з входом обнуління реєстру 13, виходи реєстру 13 порозрядно з'єднані з другими інформаційними входами помножувача 14, виходи якого порозрядно з'єднані з інформаційними входами суматора 15, а виходи суматора порозрядно з'єднані з входами блока 16 індикації. Пристрій працює наступним чином. Генератор 1 виробляє на виході імпульси с частотою f=const, датчик 2 - потенціал U1 пропорційний тиску Рi води в поточний момент часу ti в водопровідній мережі (U1=f(Ρi), наприклад як зображено на фіг.2), датчик 3 потенціал U2 пропорційний поточному значенню швидкості V витрати води в поточний момент часу ti(U2=f(Vi), наприклад як зображено на фіг.5), лічильник 4 підсумовує імпульси з виходу генератора 1 і генерує код добового часу tд, а на ви ходах деши фратора 7 - код коефіцієнта N попиту на воду в конкретному момент часу доби tд (наприклад, як зображено на фіг.4). На виході АЦП 5 генеруються код значення Pi, а на виходах дешифратора 8 код коефіцієнта К, характеризуючого діяльність постачальника води, причому, значення К=К 11 приймається при РH1