Роторний лічильник газу

1. Роторний лічильник газу, який містить вимірювач, що складається з вимірювальної камери і двох роторів вісімкової форми, та лічильний механізм, один з роторів вимірювача з'єднаний з диском, який містить прорізі, з одного боку диска роз C2 2 (19) 1 3 85727 характеристики, наведеної на Фіг.1. (крива 1) де величина похибки сягає від -3 до +1,5%. Примітка. Відносна похибка - величина відношення невраховуваного об'єму газу до фактичного (конструктивного) об'єму вимірювальної камери Vk. Відомо лічильник газу, що містить вимірювач з чутливим елементом у вигляді двох роторів, які зв'язані між собою синхронізуючими зубчатими колесами, та лічильний механізм, зв'язаний з валом одного з роторів. [Див. Кремлевский П.П. «Расходомеры и счетчики количества», Машиностроение, Ленинград, 1975г., с. 392-393]. До причин, що заважають досягненню вказаної нижче якості належить те, що у вказаному РЛГ не проводиться компенсація зміни питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ в залежності від витрати газу або, що те саме, від швидкості обертання роторів. Відомо РЛГ який складається з вимірювача з чутливим елементом у вигляді двох роторів, зв'язаних між собою синхронізуючими зубчатими колесами, та лічильного механізму з відліковими барабанами, понижуючою зубчатою передачею і циліндричною магнітною муфтою, розташованою під прямим кутом до осей валів ротора асиметрично проміжку між ними і під прямим кутом до вісі відлікових барабанів. [Див. проспект фірми «ELSTER» (Німеччина), «PVG Rotary Gas Meter, G16 to G250», 1995р.], До причин, що заважають досягненню вказаної нижче якості належить те, що у вказаному РЛГ не проводиться компенсація зміни питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ в залежності від витрати газу або, що те саме, від швидкості обертання роторів. Відомо роторний витратомір газу на базі камерного РЛГ, який містить вимірювач, що складається з вимірювальної камери і двох роторів вісімкової форми, та лічильного механізму. Один з роторів вимірювача з допомогою додаткового валика з'єднаний з диском, який містить прорізі. З одного боку диску розташовано освітлювач, а з іншого фотоелемент, ввімкнений в перетворювач частота-струм. Число прорізей в диску різне для різних типорозмірів РЛГ, таке, що частота імпульсів знаходиться в межах 0-700Гц при зміні витрати газу від 0 до 120% від номінальної. Вихідний сигнал 0-5мА. Приведена похибка перетворювача витрата-струм не перевищує 1,5%. [Кремлевский П.П. «Расходомеры и счетчики количества». Машиностроение, Ленинград, 1989г., с. 336]. Даний витратомір використано як прототип РЛГ, що заявляється. До причин, що заважають досягненню вказаної нижче якості належить те, що у вказаному РЛГ не проводиться компенсація зміни питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ в залежності від швидкості обертання роторів. При розробці РЛГ, що заявляється, вирішувалось завдання підвищення точності вимірювання об'єму спожитого газу з допомогою РЛГ шляхом компенсації зміни питомого об'єму вимірювальної 4 камери РЛГ, який змінюється в залежності від швидкості обертання роторів. Для вирішення поставленої задачі у відомий витратомір на базі камерного лічильника газу, який містить вимірювач, що складається з вимірювальної камери і двох роторів вісімкової форми, та лічильного механізму, один з роторів вимірювача з'єднаний з диском, який містить прорізі, з одного боку диску розташовано освітлювач, а з іншого фотоелемент, введено вимірювач швидкості обертання роторів і коректор кожного з вимірів витрати газу, при цьому вхід вимірювача швидкості обертання роторів під'єднано до виходу фотоелементу, а його вихід під'єднано до входу коректора кожного з вимірів витрати газу, ви хід якого під'єднано до входу відлікового пристрою лічильного механізму. Сутність винаходу полягає в наступному. В РЛГ, використаному як прототип, кількість спожитого газу V визначається за формулою: V=Vк x Nоб х К де Vк - конструктивний об'єм вимірювальної камери, Nоб - число повних обертів одного ротора, К - коефіцієнт, який враховує ви тік газу через зазори. Як бачимо, формула не враховує зміни питомого об'єму вимірювальної камери при зміні швидкості обертання роторів. В РЛГ, що заявляється, сумарна кількість спожитого газу визначається за формулою V=Vпит. х Nоб х К, де Vпит. - питомий об'єм вимірювальної камери, який пропорційний швидкості обертання роторів - ω. Сутність винаходу пояснюється кресленнями де: На Фіг.1 наведена крива залежності похибки вимірювання газу, від його витрати - 1, та крива корекції - 2. Крива 2 визначає залежність відносної похибки вимірювання газу від швидкості обертання роторів і, відповідно, від зміни питомого об'єму вимірювальної камери. Вона знімається з допомогою високоточного метрологічного обладнання в умовах максимально наближених до умов експлуатації і заноситься в пам'ять контролера, який міститься в лічильному механізмі. В процесі роботи заміряні поточні (миттєві) значення витрати газу коригуються згідно зі змінами питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ в залежності від швидкості обертання роторів, у відповідності з кривою 2. На Фіг.2 наведена блок-схема заявляємого винаходу - Ро торного лічильника газу, - яка містить: вимірювальну камеру - 1, з вхідним - 2 та вихідним - 3 під'єднувальними патрубками, два ротори вісімкової форми - 4, диск з прорізями - 5, освітлювач - 6, фотоприймач - 7, лічильний механізм з відліковим пристроєм (індикатором спожитого тазу) - 8, вимірювач швидкості обертання роторів (або питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ) - 9, який містить генератор імпульсів високої стабільної частоти - 10 та лічильник імпульсів високої частоти (ІВЧ), - 11, та коректор вимірів витрати газу - 12, при цьому вхід вимірювача швидкості обертання роторів 9 під'єднано до виходу фотоприймача 7, а вихід під'єднано до входу коректора кожного з вимірів газу 12, вихід якого під'єднано до відлікового пристрою лічильного механізму. 5 85727 На Фіг.3 наведена діаграма, яка пояснює принцип роботи вимірювача поточного значення питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ. Нестабільність частоти ІФП в межах навіть одного оберту, з умовлюється неламінарністю потоку газу. Заявляємий РЛГ працює наступним чином. Газ із магістралі через патрубок 2 поступає в вимірювальну камеру 1. Під тиском газу ротори 4 починають обертатися, внаслідок чого газ виштовхується в ви хідний патрубок 3, під'єднаний до споживача. Одночасно з роторами обертається диск з прорізями 5, насаджений на вісь одного з роторів. В моменти, коли світло від освітлювача 6 через прорізі в диску 5 попадає на фотоприймач 7, на виході останнього формуються імпульси (ІФП), з допомогою яких за формулою: Nоб =Nіфп./Nпpop. (1) в контролері лічильного механізму визначається число обертів ротора. Кількість спожитого газу, тобто газу, який пройшов через РЛГ, в РЛГ, що заявляється, визначається за формулою: V=Vпит. х Noб. x К де Vпит. - питомий об'єм вимірювальної камери, Nоб. - число повних обертів одного ротора, К - коефіцієнт, який враховує ви тік газу через зазори. Як було вже сказано, Vпит. - питомий об'єм вимірювальної камери пропорційний швидкості обертання роторів - ω. Для вимірювання кутової швидкості обертання роторів до складу РЛГ введено вимірювач 9, який містить генератор імпульсів високої стабільної частоти 10 та лічильник імпульсів 11. Лічильник 11 запускається переднім фронтом імпульсу від фотоприймача (ІФП) і вимикається переднім фронтом наступного ІФП. (див. діаграму Фіг.3) Зафіксована при цьому лічильником 11 кількість імпульсів високої частоти (ІВЧ) за період часу між двома послідовними імпульсами від фотоприймача визначає поточне значення кутової швидкості обертання роторів і, відповідно, питомий об'єм вимірювальної камери. У відповідності з отриманою кількістю імпульсів коректор лічильного механізму здійснює корек 6 цію об'єму спожитого газу згідно з кривою 2, наведеною на Фіг.1. В заявляємому РЛГ вимірювальна камера 1 з патрубками 2 і 3, ротори вісімкової форми 4, диск з прорізями 5, освітлювач 6, фотоприймач 7 виконані так само, як і в прототипі. Лічильний механізм 8 містить в своєму складі програмуємий контролер та відліковий пристрій - електронне табло. Контролер, у відповідності з записаною в ньому програмою виконує покладені на нього наступні функції: - обчислює число обертів ротора за формулою 1; - у відповідності з числом імпульсів, отриманих від вимірювача швидкості обертання роторів, здійснює корекцію показів спожитого газу і виводить скориговані значення на відліковий пристрій; Як було вже сказано вимірювач швидкості обертання роторів 9 представляє собою лічильник імпульсів 11, під'єднаний до виходу генератора високої стабільної частоти 10. Лічильник 11 запускається переднім фронтом ІФП і вимикається переднім фронтом наступного ІФП. (див. діаграму Фіг.3). Коректор похибки вимірювання об'єму спожитого газу - 12 представляє собою контролер, який в залежності від числа імпульсів, що надійшли від вимірювача швидкості обертання роторів 9, вибирає з запам'ятовуючого пристрою відповідне значення поправки і здійснює корекцію показів об'єму спожитого газу відповідно до кривої 2 Фіг.1. Враховування при вимірюваннях об'єму спожитого газу зміни питомого об'єму вимірювальної камери РЛГ при зміні швидкості обертання роторів, значно зменшує похибку вимірювання особливо в житлових квартирах, де споживання газу проводиться в невеликих об'ємах. В отворенному на основі данного винаходу на ДП «завод Арсенал» РЛГ похибка вимірювання зменшена в 10-15 разів (до 0,5-0,3%) у порівнянні з аналогами. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85727 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601