Вимірювальний комплекс

Реферат: Вимірювальний комплекс, що містить лічильник газу з обертовим робочим органом, високочастотний імпульсний датчик об'єму газу, коректор об'єму газу з автономним джерелом живлення та з відліковим електронним пристроєм, зв'язаним з лічильником каналами тиску, температури та каналом високочастотних імпульсів об'єму газу, при якому коректор об'єму газу зв'язаний з високочастотним імпульсним датчиком об'єму газу вхідними каналами високочастотних імпульсів об'єму газу і напрямку руху газу, при цьому високочастотний імпульсний датчик об'єму газу виконаний двонаправленим у вигляді двох електрообмоток, які з'єднані з електронним приладом формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу. UA 85212 U (54) ВИМІРЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС UA 85212 U UA 85212 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель відноситься до області вимірювання, а точніше до приладів для визначення кількості газу, що проходить через газопровід, і може бути використана на об'єктах комунального господарства і в умовах промислових підприємств. Відомий комплекс вимірювальний [1], що складається з лічильника газу з обертовим робочим органом, високочастотний імпульсний датчик об'єму газу, коректор об'єму газу, зв'язаного з лічильником каналами тиску, температури та каналом низькочастотних імпульсів об'єму газу. Недоліком відомого пристрою є наявність механічних передач між робочим органом і механічним відліковим пристроєм лічильника та мала кількість імпульсів низькочастотного датчика, яка пропорційна об'єму газу, що збільшує похибку вимірювання. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого є відомий вимірювальний комплекс [2], який складається з лічильника газу з обертовим робочим органом, високочастотного імпульсного датчика об'єму газу, відлікового пристрою з низькочастотним імпульсним датчиком об'єму газу і коректора об'єму газу з відліковим пристроєм, зв'язаним з лічильником каналами тиску, температури та каналом низькочастотних імпульсів об'єму газу. Коректор об'єму газу зв'язаний з лічильником каналом високочастотних імпульсів об'єму газу. При цьому високочастотний імпульсний датчик об'єму газу виконаний у вигляді датчика Холла. До недоліків відомого пристрою внаслідок його конструкції варто віднести таке. Виконання високочастотного імпульсного датчика об'єму газу у вигляді імпульсного датчика Холла не дозволяє визначити напрямок потоку газу при його зміні, особливо в зворотному напрямку, а також приводить до підвищеного енергоспоживання. Сигнал високочастотного імпульсного датчика об'єму газу використовується тільки для повірки лічильника газу. А вимірювання об'єму газу здійснюється низкочастотним імпульсним датчиком об'єму газу, що приводить до збільшеної похибки вимірювання. Крім того, датчик Холла потребує електроспоживання, що зменшує ресурс джерела живлення, вбудованого в коректор. Відомий вимірювальний комплекс не має захисту від зовнішнього магнітного поля, і при його впливі не здійснює облік газу. В цілому, відомий пристрій не може здійснювати облік потоку газу при зміні його напрямку, а саме в зворотному напрямку, та має збільшену похибку, і не забезпечує захист від несанкціонованого втручання впливом магнітного поля на комплекс. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення вимірювального комплексу, у якому за рахунок іншої конструкції, забезпечується облік газу при зміні напрямку потоку газу як в прямому, так і зворотному напрямку, зниження похибки вимірювання, а також підвищення строку експлуатації внаслідок зниження енергоспоживання та захист від несанкціонованого втручання впливом магнітного поля в облік газу. Поставлена задача вирішується тим, що у вимірювальному комплексі, що містить лічильник газу з обертовим робочим органом, високочастотний імпульсний датчик об'єму газу, коректор об'єму газу з автономним джерелом живлення та з відліковим електронним пристроєм, зв'язаним з лічильником каналами тиску, температури, та каналом високочастотних імпульсів об'єму газу, відповідно до корисної моделі, коректор об'єму газу зв'язаний з високочастотним імпульсним датчиком об'єму газу вхідними каналами високочастотних імпульсів об'єму газу і напрямку руху газу, при цьому високочастотний імпульсний датчик об'єму газу виконаний двонаправленим у вигляді двох електрообмоток, які з'єднані з електронним приладом формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу. Крім того, в окремих деяких випадках виконання і використання, пропонована корисна модель характеризується наступними ознаками: двонаправлений датчик об'єму газу містить дві електрообмотки, осі яких розташовані під кутом 90 градусів між собою, комплекс додатково містить пристрій захисту від впливу зовнішнього магнітного поля з реєстрацією спроби впливу, який розташований ззовні комплексу. У результаті використання корисної моделі, що заявляється, забезпечується одержання технічного результату, який полягає в забезпеченні обліку газу при зміні напрямку потоку газу як в прямому, так і зворотному напрямку, зниженні похибки вимірювання, а також підвищенні терміну експлуатації внаслідок зниження енергоспоживання та забезпеченні захисту від несанкціонованого втручання впливом магнітного поля в облік газу. Зв'язок коректора об'єму газу з високочастотним імпульсним датчиком об'єму газу вхідними каналами високочастотних імпульсів об'єму газу і напрямку руху газу дозволяє знизити похибку вимірювання об'єму газу. Виконання високочастотного імпульсного датчика об'єму газу двонаправленим у вигляді двох електрообмоток, які з'єднані з електронним приладом формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу, дає можливість вимірювати потік газу не тільки в прямому, а і в зворотному напрямку. В пристрої також 1 UA 85212 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 збільшений час роботи без заміни джерела живлення за рахунок використання електрообмоток, які не потребують живлення. При цьому в корисній моделі, що заявляється, високочастотний імпульсний датчик об'єму газу працює на принципі, відмінному від ефекту Холла, і внаслідок чого у датчика об'єму газу відсутні недоліки, пов'язані з ефектом Холла, а саме: підвищене енергоспоживання і чутливість до зовнішнього постійного магнітного поля. Це дозволяє в пропонованій корисній моделі зменшити енергоспоживання, що підвищує термін експлуатації комплексу. Крім того, розташування двох електрообмоток, у яких осі розміщені під кутом 90 градусів між собою, сприяє визначенню зворотного напрямку потоку газу, і нечутливості комплексу до втручання зовнішнього магнітного поля. Забезпечення комплексу додатковим пристроєм захисту від несанкціонованого впливу зовнішнього магнітного поля з реєстрацією спроби впливу, який розташований ззовні комплексу, дозволяє контролювати втручання в облік газу, тим самим захищає результати вимірювання. У цілому, відмітні ознаки вимірювального комплексу, що заявляється, є суттєвими і необхідними для досягнення нового технічного результату. За наявними в заявників відомостями, сукупність суттєвих ознак, що характеризують суть корисної моделі, що заявляється, не відома з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про її відповідність критерію "новизна". Вимірювальний комплекс, що заявляється, може бути багаторазово використаний при вимірюванні кількості газу, що проходить через газопровід, з одержанням очікуваного технічного результату, що дозволяє зробити висновок про відповідність корисної моделі критерію "промислова придатність". Таким чином, заявлений вимірювальний комплекс є технічним рішенням, яке відповідає всім умовам патентоздатності корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де схематично зображений загальний вигляд пропонованого вимірювального комплексу. На кресленні позначено: 1 - корпус лічильника газу, 2 - обертовий робочий орган, 3 - диск з немагнітного матеріалу, 4 - магніт, 5 - високочастотний імпульсний датчик об'єму газу, що виконаний двонаправленим, 6 - коректор об'єму газу, 7 - канал високочастотних імпульсів об'єму газу, 8 - канал напрямку руху потоку газу, 9 - перетворювач температури, 10 триходовий вентиль, 11 - імпульсна трубка, 12 - електрообмотка, 13 - електронний прилад формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу, 14 - напрямок руху газу, 15 - трубопровід, 16 - електрообмотка, 17 - сервісний вхід вимірювального комплексу, 18 - робоча камера вимірювального комплексу, 19 - електронний відліковий пристрій. Вимірювальний комплекс містить корпус лічильника 1 з обертовим робочим органом 2 (у вигляді турбіни або роторів). На осі робочого органа 2 змонтований диск 3 з немагнітного матеріалу, на периферії диска 3 встановлений магніт 4. У корпусі 1 вимірювального комплексу, в площині обертання диска 3, змонтований двонаправлений датчик об'єму газу 5, який зв'язаний з коректором 6 вхідними каналами високочастотних імпульсів об'єму 7 і напрямку руху потоку газу 8. Високочастотний імпульсний датчик об'єму газу 5 виконаний двонаправленим у вигляді двох електрообмоток 12 і 16, які розташовані в площині обертання диска 3 та з'єднані з електронним приладом 13, який формує високочастотні імпульси, пропорціональні об'єму газу і сигналу напрямку руху потоку газу. При цьому осі електрообмоток 12 і 16 можуть бути розташовані під кутом 90° між собою. Коректор 6 розташований ззовні на корпусі 1 лічильника. Перетворювач температури 9 закріплений на корпусі 1 лічильника. Коректор 6 має електронний відліковий пристрій 19, та встроєні перетворювач тиску і автономне джерело живлення (на кресленні не показані). Коректор 6 із вбудованим перетворювачем тиску, з'єднаний з робочою камерою 18 лічильника за допомогою триходового вентиля 10 та імпульсної трубки 11. Триходовий вентиль 10 служить для контролю тиску газу у робочій камері 18, та з'єднаний з сервісним входом 17 вимірювального комплексу. Живлення коректора 6 здійснюється від автономного джерела живлення (наприклад, від батареї), розташованого в ньому. За допомогою фланцевого з'єднання (на кресленні не показаний) пропонований вимірювальний комплекс монтується на газопроводі, в якому вимірюється об'ємна кількість газу. Електронний прилад формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу 13 може бути виконаний різної відомої конструкції [3]. Вимірювальний комплекс може додатково містити пристрій захисту від впливу зовнішнього магнітного поля з реєстрацією спроби впливу, який розташований ззовні комплексу (на кресленні не показаний). Він може бути виконаний теж будьякої відомої конструкції у вигляді будь-якого магніточутливого елемента [4]. Заявлений вимірювальний комплекс працює наступним чином. При протіканні газу через лічильник 1, його робочий орган 2, а разом з ним і диск 3 починають обертатися. Напрямок обертання (за / проти часової стрілки) залежить від напрямку руху потоку газу 14 в трубопроводі 15. Число обертів робочого органа 2 і диска 3 2 UA 85212 U 5 10 15 20 25 пропорціональне об'єму газу, який пройшов через лічильник 1. При обертанні диска 3 магніт 4 проходить послідовно повз електрообмоток 12 і 16, діючи на їх зміною магнітного поля. Зміна магнітного поля наводить ЕДС в електрообмотках 12, 16, при цьому послідовність сигналів визначає напрямок потоку газу в трубопроводі 15 і, відповідно, напрямок руху диска 3 (за / проти часової стрілки). Імпульсні сигнали подаються на електронний прилад 13, який в залежності від наданого йому сигналу формує сигнал напрямку потоку газу і високочастотні імпульси, пропорціональні об'єму газу, який пройшов через робочу камеру 18 лічильника 1. Коректор 6, який на своєму відліковому пристрої 19 показує виміряні об'єми газу в залежності від напрямку потоку газу - як в прямому, так і зворотному напрямку. Враховуючи тиск газу та його температуру, коректором 6 проводиться перерахування об'єму газу, згідно з прийнятою методикою, до стандартних умов. Таким чином, заявлений пристрій при використанні дозволяє вимірювати кількість газу, який протікає по трубопроводу у двох напрямках (прямому і зворотному). Пропонований вимірювальний комплекс захищений від несанкціонованого втручання впливом магнітного поля в облік газу. В пристрої збільшений час роботи від одного джерела живлення за рахунок використання електрообмоток, які не потребує живлення. По даній корисній моделі виготовлений дослідний зразок, що пройшов випробування на ділянці трубопроводу в Харківській області, що підтвердили його працездатність і одержання очікуваного позитивного ефекту. Запропонований вимірювальний комплекс може знайти застосування на об'єктах комунального господарства і в умовах промислових підприємств. Джерела інформації:. 1. Рекламний проспект "Instromet Drehkolbengaszahler TYP IRM" Instromet GmbH Flasskamp 12 D-48565 Stemfurt-Borghorst, crop 10, фіг. 19. 2. Пат. UA № 52003, МПК G 01 F 3/00, заявл.25.12.2001, опубл. 16.12.2002, бюл. № 12 (прототип). 3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 2. Пер. с англ.-4-е изд. Перераб. и доп. - М: Мир, 1993. - С. 174, рис. 8.97 ж. 4. Пат. RU № 96236, МПК G 01 D 3/08, заявл.14.04.2010, опубл. 20.07.2010. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 1. Вимірювальний комплекс, що містить лічильник газу з обертовим робочим органом, високочастотний імпульсний датчик об'єму газу, коректор об'єму газу з автономним джерелом живлення та з відліковим електронним пристроєм, зв'язаним з лічильником каналами тиску, температури та каналом високочастотних імпульсів об'єму газу, який відрізняється тим, що коректор об'єму газу зв'язаний з високочастотним імпульсним датчиком об'єму газу вхідними каналами високочастотних імпульсів об'єму газу і напрямку руху газу, при цьому високочастотний імпульсний датчик об'єму газу виконаний двонаправленим у вигляді двох електрообмоток, які з'єднані з електронним приладом формування сигналів напрямку потоку і високочастотних імпульсів об'єму газу. 2. Вимірювальний комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що двонаправлений датчик об'єму газу містить дві електрообмотки, осі яких розташовані під кутом 90 градусів між собою. 3. Вимірювальний комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що комплекс додатково містить пристрій захисту від впливу зовнішнього магнітного поля з реєстрацією спроби впливу, який розташований ззовні комплексу. 3 UA 85212 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4