Витратомір-сигналізатор об’єму рідини

Витратомір-сигналізатор об'єму рідини, що містить ємнісний датчик, виконаний у формі двох металізованих пластин, які вільні від монтажу, паралельно з конденсатором настроювання приєднані до генератора, встановлені з зовнішнього боку на протилежних стінках бака та мають таку довжину, що дорівнює висоті бака, а вихід генератора через формувач, перший ключ, подільник та тригер з'єднаний з першими входами другого та третього ключів, другі входи яких з'єднані з виходом генератора високої частоти, вихід другого ключа з'єднаний з входом першого лічильника, вихід якого через четвертий ключ з'єднаний з позитивним входом першого суматора, негативний вхід якого через п'ятий ключ з'єднано з виходом другого лічильника, вихід першого суматора через шостий ключ і дешифратор з'єднаний з цифровим індикатором, вихід шостого ключа додатково з'єд U 2 11787 1 3 11787 4 наприклад, при виконанні робіт, що зв'язані з розвихід генератора через формувач, перший ключ, пилом рідини на визначену площу поверхні у заподільник та тригер з'єднані з першими входами лежності від швидкості літака. другого та третього ключів, другі входи яких з'єдВідомий витратомір-сигналізатор, який обрано нані з виходом генератора високої частоти, вихід в якості прототипа [Витратомір-сигналізатор. Рідругого ключа з'єднаний з входом першого лічильшення про видачу деклараційного патенту на коника, вихід якого через четвертий ключ з'єднаний з рисну модель, затверджене заступником Голови позитивним входом першого суматора, негативний Державного департаменту інтелектуальної власвід якого через п'ятий ключ з'єднано з виходом ності від 03.12.2004, заявка №20040605038, МПК другого лічильника, вихід першого суматора через 7601F23/24] містить у своєму складі ємнісний датшостий ключ і дешифратор з'єднаний з цифровим чик, виконаний у формі двох металізованих пласіндикатором, вихід шостого ключа додатково з'єдтин, які вільні від монтажу, паралельно з конденнаний з позитивним входом другого суматора, несатором настроювання приєднані до входу гативний вхід якого з'єднаний з четвертим вихогенератора і встановлені з зовнішнього боку на дом пульта управління через регістр-задатчик та протилежних стінках баку, а також електронний сьомий ключ, а вихід другого суматора через цифблок, індикатор та подільник, при цьому металізоро-аналоговий перетворювач та підсилювач з інвані пластини мають таку довжину, що дорівнює версним входом з'єднаний з звуковою сиреною, висоті бака, а вихід генератора через формувач другі входи першого ключа, подільника, тригера, імпульсів, перший ключ, подільник та тригер, з'єдпершого лічильника та вхід блока управління понаний з першими входами другого та третього єднані з виходом мультивібратора, перший, друключів, другі входи яких приєднані до виходу генегий, третій та четвертий виходи блока управління ратора високої частоти, вихід другого ключа з'єдвідповідно з'єднані з другими входами четвертого, наний з входом першого лічильника, вихід якого шостого, п'ятого та сьомого ключів, а перший, дручерез четверті ключі з'єднаний з позитивним вхогий та третій виходи пульта управління відповідно дом першого суматора, вихід третього ключа з'єдз'єднані з входами установлення у початкове понаний з входом другого лічильника, вихід якого ложення другого лічильника, з третім входом дручерез п'яті ключі з'єднаний з негативним входом гого ключа та третім входом третього ключа, згідно першого суматора, вихід якого через шості ключі і з корисною моделлю введено автоматичну систедешифратор з'єднаний з цифровим індикатором, му регулювання, що містить задатчик швидкості, вихід шостих ключів додатково з'єднаний з цифровихід якого через восьмий ключ, з'єднаний з позивим індикатором, вихід шостих ключів додатково тивним входом третього суматора, негативний вхід з'єднаний з позитивним входом другого суматора, якого через дев'ятий ключ з'єднаний з виходом негативний вхід якого з'єднаний з четвертим виходатчика швидкості літака, вихід третього суматора дом пульта управління через регістр-задатчик та через підсилювач-перетворювач і блок регулятора сьомі ключі, а вихід другого суматора через цифз'єднаний з входом виконавчого механізму, вихід ро-аналоговий перетворювач та підсилювач з інякого з'єднаний з поворотною заслінкою, що вставерсним входом з'єднаний з звуковою сиреною, новлена у вихідній трубі бака, при цьому другі другі входи першого ключа, подільника, тригера входи восьмого і дев'ятого ключів з'єднані з п'ятим першого лічильника та вхід блоку управління з'єдвиходом пульта управління. нані з виходом мультивібратора, при цьому перПідвищення точності вимірювача і зниження ший, другий, третій та четвертий виходи блока навантаження на екіпаж забезпечується завдяки управління відповідно з'єднані з другими входами тому, що в процесі розпилу рідини, у відповідності четвертого, п'ятого та сьомого ключів, а перший, до установленої питомої витрати, за рахунок сисдругий та третій виходи пульта управління відпотеми автоматичного регулювання площі поперечвідно з'єднані з входами встановлення в початкове ного перерізу вихідної труби бака компенсуються положення другого лічильника, з третім входом витрати рідини у залежності від коливань швидкодругого ключа та третім входом другого ключа та сті літака. третім входом третього ключа. На фіг.1 відображена загальна функціональна Недоліком даного витратоміра-сигналізатора є схема побудови витратоміра-сигналізатора, на відсутність системи автоматичного регулювання фіг.2 показано взаємозв'язок між швидкістю і папоточної витрати рідини на визначену площу пораметрами зони розпилу. верхні у залежності від коливань швидкості руху Витратомір-сигналізатор вміщує металізовані літака. пластини 1 ємнісного датчика, конденсатор наЗадача корисної моделі - підвищення точності строювання 2, генератор 3, формувач імпульсів 4, вимірювача і зниження навантаження на екіпаж за перший ключ 5, подільник 6, тригер 7, другий ключ рахунок введення системи автоматичного регулю8, третій ключ 9, генератор високої частоти 10, вання визначеної витрати рідини у залежності від мультивібратор 11, блок управління 12, перший швидкості літака. лічильник 13, четвертий ключ 14, другий лічильник Поставлена задача вирішується завдяки тому, 15, п'ятий ключ 16, перший суматор 17, шостий що у витратомір-сигналізатор об'єму рідини, що ключ 18, дешифратор 19, індикатор 20, другий містить у своєму складі ємнісний датчик, виконасуматор 21, сьомий ключ 22, регістр-задатчик 23, ний у формі двох металізованих пластин, які вільні пульт управління 24, цифро-аналоговий перетвовід монтажу і паралельно з конденсатором нарювач 25, підсилювач 26, звукову сирену 27, задастройки приєднані до генератора і встановленні з тчик швидкості 28, восьмий ключ 29, датчик швидзовнішнього боку на протилежних стінках баку і які кості літака 30, дев'ятий ключ 31, третій суматор мають таку довжину, що дорівнює висоті бака, а 32, підсилювач перетворювач 33, блок регулятора 5 11787 6 34, виконавчий механізм 35, поворотна заслінка у суматора 32 через підсилювач-перетворювач 33 вихідній трубі бака 36, перший вихід блока управз'єднаний з входом регулятора 34, вихід якого чеління 37, другий вихід блока управління 38, третій рез виконавчий механізм 35 зв'язаний з поворотвихід блока управління 39, четвертий вихід блока ною заслінкою 36, що установлена у вихідній трубі управління 40, перший вихід пульта управління 41, бака, при цьому другі входи ключів 29 і 30 з'єднані другий вихід пульта управління 42, третій вихід з п'ятим виходом блока управління 24. пульта управління 43, четвертий вихід пульта Принцип дії корисною моделі базується на зауправління 44, п'ятий вихід пульта управління 45. лежності електричної ємності від об'єму (кількості До входу генератора 3 паралельно приєднані або рівня) рідини, що знаходиться в баці: конденсатор настроювання 2 та металізовані плаVРП (Свим СПmах ) * k , (1) стини 1, що встановлені на протилежних боках V бака і які утворюють ємнісний датчик. Вихід генеде k - постійний коефіцієнт; CP max CП max ратора 3 приєднаний до входу формувача 4, вихід якого з'єднаний з першим входом першого ключа VРП - поточне значення об'єму рідини в баці; 5. Вихід ключа 5 через подільник 6 з'єднаний з V - об'єм бака; першим входом тригера 7, вихід якого з'єднаний з першими входами другого 8 та третього 9 ключів. СРmах , СПmах - ємності, відповідно бака повДругі входи ключів 8 та 9 з'єднані з виходом гененістю заповненого рідиною і повністю порожнього ратора високої частоти 10. Вихід мультивібратора бака; 11 приєднаний до других входів першого ключа 5, Свим - ємність бака, що вимірюється. подільника 6, тригера 7, блока управління 12, та Оскільки для вимірювання ємності бака у кожлічильника 13. Вихід другого ключа 8 з'єднаний з ній моделі використовується RC-генератор, то першим входом першого лічильника 13, вихід якоперіод його вихідного сигналу го з'єднаний з першим входом четвертого ключа Т=2ПRC, (2) 14, а вхід третього ключа 9 з'єднаний з входом Найбільш раціональним для побудови вимідругого лічильника 15, виходи якого з'єднані з перювальної системи витрат рідини є метод вимірюршими входами п'яти ключів 16, вихід ключа 14 вання числового інтервалу - періоду (або декількох з'єднаний з позитивним входом першого суматора періодів Т) шляхом його заповнення лічильними 17, а вихід ключа 16 з'єднаний з негативним вхоімпульсами від високочастотного генератора дом суматора 17, вихід якого з'єднаний з першим T=N* , (3) входом шостого ключа 18. Другі входи ключів 14, де - період находження високочастотних імпу16, 18 та 22 відповідно з'єднані з першим, другим, третім та четвертим виходами блока управління льсів, а N - їх кількість. 12. Виходи ключів 18 з'єднані як через дешифраТоді (1) з урахуванням (3) може бути представлетор 19 з входом індикатора 20, так і з позитивним но у вигляді: входом суматора 21. Негативний вхід суматора 21 VРП (Nвим NПmах ) * k , (4) з'єднаний з виходом сьомого ключа 22, перший де k - постійний коефіцієнт, що визначається за вхід якого з'єднаний з виходом регістра-задатчика перше вимірювання при умові, що бак повністю 23. Вхід регістра-задатчика 23 з'єднаний з четверзаповнений рідиною (його об'єм V наперед витим виходом пульта управління 24, перший, друзначено); гий та третій виходи якого відповідно з'єднані з входами установлення у початкове положення Nвим , NПmах - чисельні представлення ємносдругого лічильника 15 та з третіми входами друготі бака. го 8 та третього ключа 9. Вихід другого суматора V 21 через цифро-аналоговий перетворювач 25 Оскільки величина для даної NP max NП max з'єднаний з підсилювачем 26, вихід якого з'єднарідинної речовини є постійної і визначається за ний зі звуковою сиреною 27. Виходи задатчика 28 перше вимірювання при умові, що бак повністю швидкості та датчика швидкості 30 системи автозаповнений рідиною, а його об'єм наперед визнаматичного регулювання відповідно з'єднані через чено, то повинна бути виконана умова, що восьмий 29 і дев'ятий 31 ключі з позитивним та негативним входами третього суматора 32. Вихід VРП Nвим NПmax *V NР max NПmax При невиконанні умови (5) необхідна початкова настройка вимірювальної системи, яка легко досягається шляхом коректування частоти RC генератора за допомогою 2 - додаткової електричної ємності С* (див. фіг.1). Далі розглянемо методику настроювання автоматичної системи регулювання розпилу рідини у відповідності до установленої питомої витрати з урахуванням швидкості літака. Необхідні позначення для розгляду цього питання приведені на NРвим NПmax NР max NПmax *V V . (5) фіг.2 де W - швидкість руху літака, h - ширина захвату зони розпилу, Х - довжина зони розпилу. При цьому питома витрата рідини на одиницю площі буде дорівнювати величині M M q , (6) S h* X де М - маса рідини , q - питома витрата. З другого боку, з урахуванням постійної швидкості літака W = const, витрата маси рідини може бути визначена як 7 11787 8 M=q*h*X=q*h*W*t. (7) го до негативного півперіоду здійснюється запуск За визначений час польоту часова витрата блоку управління 12. При цьому з виходу 1 блока буде дорівнювати управління 12 видається перший тактовий імпульс, за допомогою якого через ключі 14 з лічильника M m q * h * W k * W, (8) списується інформація в паралельному коді на t позитивний вхід суматора 17. Далі з виходу 3 блоде k=q*h - постійна величина. ка управління видається серія тактових імпульсів Таким чином, часова витрата рідини, що піддля порозрядного списування інформації з лічильлягає розпилу за одиницю часу, прямо пропорційника 15 через ключі 16 на негативний вхід суматона швидкості літака. При цьому вважають, що пира 17. Після цього з виходу 2 блока управління 12 тома витрата q рідини на одиницю площі і ширина видається тактовий імпульс для видачі інформації h захвату зони розпилу заздалегідь відомі. з виходу суматора 17 через ключі 18 на вхід деРівняння (8) використовується для настроюшифратора 19 і на позитивний вхід суматора 21. вання задатчика 28 (див. фіг.1) Інформація, що поступає з виходу дешифратора Згідно зі схемою (фіг.1), подальша підготовка 19 відображається на індикаторі 20. У тому випадсистеми до роботи виконується наступним чином. ку коли, умова (8) не виконується, за допомогою Після включення джерел живлення (на фіг.1 ємності С* конденсатора настроювання домагавони не показані) з виходів 1 і 3 пульта управління ються її виконання, слідкуючи за інформацією ін24 подаються сигнали управління, згідно з якими дикатора 20. Після такої настройки основний вимілічильник 15 установлюється в початкове полорювальний контур готовий до роботи. ження (усі розряди обнуляються), а ключ 9 підгоПри виконанні робіт, що пов'язані з розпилом товлюється до роботи. Період сигналів, що видарідинної речовини, наприклад, на полях, часто ються з виходу генератора 3 пропорційні ємності виникає потреба контролю питомої витрати на порожнього бака Cn max , але його форма синусоївизначену площу, що, в свою чергу, потребує редальна. Після проходження схеми формування 4, гулювання швидкості літака. вихідні сигнали генератора приймають форму У цьому випадку з виходу 4 пульта управління прямокутних імпульсів і поступають на вхід ключа 24 в регістр-задатчик 23 заноситься інформація, 5. В цей же час з виходу мультивібратора 11 почищо пропорційна питомому об'єму витрати рідини, нає формуватися позитивний напівперіод меандру наприклад, різниця між тим, що є і має бути після 3 наперед визначеною тривалістю, яка потрібна обробки визначеної площі. Інформація з регістрадля виконання циклу вимірювання, обробки і визадатчика 23 через ключі 22 за допомогою тактодачі корисної інформації. При формуванні по певих імпульсів з виходу 4 блока управління 12 буде редньому його фронту ключ 5 повністю відкриванадходити на негативний вхід суматора 21. При ється, подільник 6 і лічильник 13 установлюється в рівності величини на позитивному і негативному початкове положення , а тригер 7 - в положення входах суматора на виході цифро-аналогового логічної "1", імпульси з формувача 4 через ключ 5 перетворювача 25 сигнал зменшується до нуля, починають надходити на вхід подільника 6, а імпущо викликає спрацьовування підсилювача з інверльси з високочастотного генератора 10 через тесним входом 26 і включення сирени 27. Сирена пер повністю відкритий ключ 9 - на вхід лічильника оповіщає, що питомий об'єм використано і льотчик 15. Тривалість такого процесу визначається кількіпо наземним орієнтирам може оцінити правильстю імпульсів, що може накопичити подільник до ність вибору швидкості літака. Після цього моменсвого переповнення, а значить і до встановлення ту льотчик за допомогою задатчика 28 установлює тригера 7 у положення логічного "0". При цьому в сигнал, пропорційний установленій швидкості літалічильнику 15 буде записано число імпульсів прока і за допомогою пульта управління (з п'ятого йопорційне п періодам вихідної частоти генератора го виходу) видає сигнал дозволу на ключі 29, 31 3, що в свою чергу пропорційне електричній ємновключення системи автоматичного регулювання в сті Cn max порожнього бака. Здобута таким чином роботу. Згідно з цим сигналом, інформація з задатчика 28 через ключ 29 поступає на позитивний інформація про електричну ємність Cn max У повхід суматора 32, на негативний вхід через ключ дальшому залишається незмінною, а тому вихідні 31 - інформація з датчика швидкості 30. Сигнал з сигнали з виходів 1 і 3 пульта управління 24 знівиходу суматора, пропорційний розугодженню маються, а пульт 24 переключається таким чином, інформації між задатчиком 28 і датчиком швидкосщоб був виданий сигнал з його іншого - другого ті, після підсилення в блоку 33 поступає на вхід виходу. При цьому підготовлюється до роботи регулятора 34, котрий, наприклад, виробляє проключ 8, а блок поступово починають наповнювати порційний, або інший, закон управління виконаврідинною речовиною. Інформація, що виробляєтьчим механізмом 35, вихідний елемент якого безся і видається на індикатор 20 при процесі заповпосередньо зв'язаний з заслінкою 36. До роботи нення бака може використовуватися для додаткосистеми автоматичного регулювання заслінка 36 вого контролю. Подальшу роботу схеми будемо знаходиться у не регулюючому стані і не впливає розглядати за умови, що бак повністю заповнено на кількість рідини, що проходить через вихідний рідиною, а в лічильник 13, аналогічно запису інфоотвір бака. При роботі системи автоматичного рермації в лічильник 15 від високочастотного генерагулювання заслінка займає таке положення, що тора 10 через ключ 8. Записана інформація, проустановлена витрата рідини відповідає розрахунпорційна електричної ємності CP max повного бака. ковій швидкості, що забезпечує рівномірний розпил рідини і зменшує додаткові її витрати. Оскільки на виході мультивібратора 11 формується меандр, то при переході його з позитивно 9 11787 10 Таким чином, поставлена задача повністю витакож регулювання витрат рідини на відхилення рішується. Корисна модель забезпечує з високою від необхідної швидкості польоту літака і сигналіотупінню точності інформацію про дійсний об'єм зацію на витрату рідини на кінцевому відрізку рідини у баці, контроль прямої витрати при розпилі польоту. рідинної речовини на визначену площу поверхні, а Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601