Цифровий дифманометр

Реферат: Цифровий дифманометр містить штуцери підведення перепаду диференційного тиску, датчик диференційного тиску, аналого-цифровий перетворювач, мікропроцесор, дисплей та пневматичний комутатор. UA 102443 U (12) UA 102443 U UA 102443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до засобів вимірювання перепадів тиску в текучому середовищі, наприклад - в виробках шахт. В існуючому в теперішній час рівні техніки є відомим аналог - цифровий дифманометр з опису і фіг. 1, 2 до [1]. Цей дифманометр вміщує штуцери перепаду диференційного тиску, датчик диференційного тиску, аналого-цифровий перетворювач, мікропроцесор, дисплей. Згадані ознаки аналога збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі. Крім цього аналог має термічний датчик, запам'ятовуючі пристрої, блок цифрового зв'язку, модем. Недолік цього дифманометра полягає у тому, що внаслідок хаотичного безперервного коливання параметрів зовнішнього середовища та деяких параметрів електронних елементів схеми на шляху переміщення сигналу в мікропроцесор - знижується точність вимірювання диференційного тиску, а термічний датчик вносить поправку на похибку лише приблизно. Прототипом корисної моделі є цифровий дифманометр, який відомий з [2]. Цей дифманометр містить штуцери підведення перепаду диференційного тиску, датчик диференційного тиску, аналого-цифровий перетворювач, мікропроцесор, дисплей (див. с. 8 [2]). Ці ознаки прототипу співпадають з суттєвими ознаками корисної моделі. Крім цього цей дифманометр має кнопки керування пристроєм, серед яких є кнопка встановлення нуля, що зв'язана з відповідною електронною схемою встановлення нуля. Недолік прототипу полягає у тому, що нуль приладу внаслідок хаотичного коливання параметрів зовнішнього середовища та деяких параметрів електронних елементів може коливатися від виміру до виміру, а встановлення нуля потребує деякого часу. Тому при користуванні приладом є рекомендація переустановлювати нуль приладу після кількох вимірів. Крім цього свою похибку має сама електронна схема встановлення нуля. Все це знижує точність вимірювання диференційного тиску цим манометром. В основу корисної моделі поставлено задачу - підвищити точність вимірювання диференційного тиску цифровим манометром за рахунок забезпечення можливості оперативного внесення поправок на похибку в процесі кожного виміру. Поставлена задача вирішується тим, що в цифровому дифманометрі, що містить штуцери підведення перепаду диференційного тиску, датчик диференційного тиску, аналого-цифровий перетворювач, мікропроцесор, дисплей, згідно з корисною моделлю, він обладнаний пневматичним комутатором, що виконаний у вигляді циліндричного золотника з двома проточуваннями на плунжері, двома вхідними і двома вихідними каналами на корпусі, з натискною кнопкою біля одного торця плунжера та кінцевим вимикачем біля другого торця плунжера, в якому вхідні і вихідні канали розташовані на корпусі з можливістю з'єднання вхідних і вихідних каналів однакового знака тиску різними проточуваннями плунжера при відпущеній кнопці і з можливістю з'єднання одним проточуванням плунжера вихідних каналів при натиснутій кнопці, при цьому пневматичний комутатор встановлений між штуцерами підведення перепаду диференційного тиску і датчиком диференційного тиску з приєднанням вхідних каналів до штуцерів, а вихідних каналів - до датчика диференційного тиску, при цьому кінцевий вимикач пневматичного комутатора зв'язаний з мікропроцесором. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає у наступному. Внаслідок того, що цифровий дифманометр обладнаний пневматичним комутатором, що виконаний у вигляді циліндричного золотника з двома проточуваннями на плунжері, двома вхідними і двома вихідними каналами на корпусі, з натискною кнопкою біля одного торця плунжера та кінцевим вимикачем біля другого торця плунжера, в якому вхідні і вихідні канали розташовані на корпусі з можливістю з'єднання вхідних і вихідних каналів однакового знаку тиску різними проточуваннями плунжера при відпущеній кнопці і з можливістю з'єднання одним проточуванням плунжера вихідних каналів при натиснутій кнопці, при цьому пневматичний комутатор встановлений між штуцерами підведення перепаду диференційного тиску і датчиком диференційного тиску з приєднанням вхідних каналів до штуцерів, а вихідних каналів - до датчика диференційного тиску, при цьому кінцевий вимикач пневматичного комутатора зв'язаний з мікропроцесором - в процесі виміру диференційного тиску забезпечується можливість подачі однакового тиску на обидва входи датчика диференційного тиску. При цьому при ідеальному випадку, коли похибка пристрою повинна бути рівною нулю - на мікропроцесор повинен поступити сигнал, що рівний нулю. Але внаслідок хаотичного безперервного коливання параметрів зовнішнього середовища та деяких параметрів електронних елементів на шляху проходження сигналу, що хаотично змінюються в режимі реального часу, на мікропроцесор поступає сигнал текучої похибки. Цей сигнал віднімається від запам'ятованого сигналу попередньо виміряного диференційного тиску і результат в одиницях тиску подається на 1 UA 102443 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 дисплей. Цим виключається похибка від коливань параметрів зовнішнього середовища та електронних елементів, що підвищує точність виміру диференційного тиску. На кресленнях, що додаються, зображено схему цифрового дифманометра. На фіг. 1 показана загальна схема цифрового дифманометра, а на фіг. 2 зображений пневматичний комутатор в положенні, коли натиснута його кнопка. Цифровий дифманометр містить штуцери 1, 2 для підведення диференційного тиску, на які в процесі виміру надягнені трубка 3 для підведення меншого тиску Р- та трубка 4 для підведення більшого тиску Р+. Також він містить датчик 5 диференційного тиску, аналогоцифровий перетворювач 6, мікропроцесор 7, дисплей 8. Також він обладнаний пневматичним комутатором 9, що виконаний у вигляді циліндричного золотника з двома проточуваннями 10, 11 на плунжері 12, двома вхідними каналами 13, 14 і двома вихідними каналами 15, 16 на корпусі 17, з натискною кнопкою 18 біля одного торця плунжера 12 та кінцевим вимикачем 19 біля другого торця плунжера 12. Вхідні канали 13, 14 і вихідні канали 15, 16 розташовані на корпусі 17 з можливістю з'єднання вхідних каналів 13, 14 і вихідних каналів 15, 16 однакового знака тиску Р- або Р+ різними проточуваннями 10, 11 плунжера 12 при відпущеній кнопці 18 (див. фіг. 1). Також всі ці канали розташовані на корпусі 17 з можливістю з'єднання одним проточуванням 10 плунжера 12 вихідних каналів 15, 16 при натиснутій кнопці 18 (фіг. 2). Пневматичний комутатор 9 встановлений між штуцерами 1, 2 підведення перепаду диференційного тиску ΔΡ = Р+ - Р- і датчиком 5 диференційного тиску з приєднанням вхідних каналів 13, 14 до штуцерів 1, 2, а вихідних каналів 15, 16 - до датчика 5 диференційного тиску. Кінцевий вимикач 19 пневматичного комутатора 9 зв'язаний з мікропроцесором 7 (фіг. 1). В процесі роботи при відпущеній кнопці (див. фіг. 1) менший тиск Р- по трубці 3 крізь штуцер 1, вхідний канал 13 корпуса 17 пневматичного комутатора 9 потрапляє крізь проточування 10 і вихідний канал 15 до датчика 5 диференційного тиску. Одночасно до датчика 5 диференційного тиску потрапляє більший тиск Р+ по трубці 4, крізь штуцер 2, вхідний канал 14, проточування 11 і вихідний канал 16. Датчик 5 диференційного тиску на виході видає сигнал диференційного тиску ΔΡ = Р+ - Р- у вигляді аналогового сигналу напруги. Цей перший сигнал потрапляє на аналогоцифровий перетворювач 6 і після нього в цифровому вигляді потрапляє в мікропроцесор 7. Після цього оператор натискує кнопку 18 і плунжер 12 пневматичного комутатора 9 займає положення, що відображено на фіг. 2. При цьому по трубці 3 крізь штуцер 1, вхідний канал 13, проточування 10 плунжера 12, вихідні канали 15, 16 до датчика 5 диференційного тиску на обидва входи потрапляє однаковий тиск, що в одному з варіантів відповідає меншому тиску P-. Після цього від датчика 5 диференційного тиску сигнал аналогічним чином крізь аналогоцифровий перетворювач 6 у цифровому вигляді потрапляє в мікропроцесор 7. В ідеальному варіанті внаслідок того, що на обидва входи датчика 5 диференційного тиску був поданий однаковий тиск Р- - в мікропроцесор 7 повинен би потрапити сигнал, що рівний нулю. Але внаслідок хаотичного безперервного коливання параметрів зовнішнього середовища та деяких параметрів електронних елементів від датчика 5 диференційного тиску і аналого-цифрового перетворювача 6 до мікропроцесора 7 потрапляє деякий сигнал. Цей другий сигнал дорівнює значенню похибки. Одночасно при натисканні кнопки 18 крізь плунжер 12 натискується кінцевий вимикач 17, який видає сигнал в мікропроцесор 7 на коректування похибки. При цьому у мікропроцесорі 7 в цифровому вигляді від згаданого першого сигналу віднімається другий сигнал - сигнал похибки і на виході мікропроцесора 7 отримують у цифровому вигляді сигнал, що відповідає значенню диференційного тиску без похибки. Цей сигнал в одиницях тиску видається на дисплей 8. Внаслідок цього підвищується точність вимірювань диференційного тиску цифровим манометром. Джерела інформації: 1. Патент Росії № 2538363, G01L 9/00, від 01.06.2011 р. 2. ООО НПО "ЭКОИНТЕХ", Манометр дифференциальный Руководство по эксплуатации 5.910.000 РЭ, Μ., 2015. цифровой ДМЦ-01М, ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Цифровий дифманометр, що містить штуцери підведення перепаду диференційного тиску, датчик диференційного тиску, аналого-цифровий перетворювач, мікропроцесор, дисплей, який відрізняється тим, що обладнаний пневматичним комутатором, що виконаний у вигляді циліндричного золотника з двома проточуваннями на плунжері, двома вхідними і двома вихідними каналами на корпусі, з натискною кнопкою біля одного торця плунжера та кінцевим вимикачем біля другого торця плунжера, в якому вхідні і вихідні канали розташовані на корпусі з 2 UA 102443 U 5 можливістю з'єднання вхідних і вихідних каналів однакового знака тиску різними проточуваннями плунжера при відпущеній кнопці і з можливістю з'єднання одним проточуванням плунжера вихідних каналів при натиснутій кнопці, при цьому пневматичний комутатор встановлений між штуцерами підведення перепаду диференційного тиску і датчиком диференційного тиску з приєднанням вхідних каналів до штуцерів, а вихідних каналів - до датчика диференційного тиску, при цьому кінцевий вимикач пневматичного комутатора зв'язаний з мікропроцесором. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3