Patent RU-2460047-C1 (RU)
Title: Оптико-электронный расходомер потока газа или жидкости
Inventor: ANOKHIN ALEKSANDR MIKHAJLOVICH
IPC: G01F1/708
Filed: 2011-04-14
Granted: 2012-08-27
Abstract: Изобретение относится к области тепловой меточной расходометрии и может быть использовано для определения объемного или массового расхода газа или жидкости. Сущность: расходомер содержит измерительный трубопровод (1) с выравнивателем потока (2) на входе, управляемый генератор (3) тепловой метки с импульсным нагревателем (4), контроллер (5) нагрева, индикатор (6) расхода, вычислитель (7) скорости и расхода потока. Контроллер (5) нагрева подключен своим выходом к управляющему входу генератора (3) тепловой метки. Вычислитель (7) скорости и расхода потока подключен первым выходом, информирующим о расходе, к входу индикатора (6) расхода, а вторым выходом, информирующим о скорости - к первому входу контроллера (5) нагрева. К входу вычислителя (7) скорости и расхода потока подключен таймер (8). К разрешающему и запрещающему входам таймера (8) подключены соответственно первый и второй идентичные регистраторы (9.1, 9.2) тепловой метки. Оба регистратора (9.1, 9.2) тепловой метки на входе содержат тепловые детекторы (10.1, 10.2), а на выходе - подключенные к выходным электродам тепловых детекторов вторичные преобразователи (11.1, 11.2). Тепловые детекторы (10.1, 10.2) первого и второго регистраторов расположены относительно нагревателя разнодистантно по ходу потока на фиксированном расстоянии (L), образующем контрольный участок. При этом оба тепловых детектора (10.1, 10.2) выполнены в виде оптико-электронных узлов, содержащих следующие элементы: координатно-чувствительный приемник (12.1, 12.2) теплового излучения, снабженный центральным и двумя плечевыми выходными электродами; нанесенный на внутреннюю поверхность трубопровода отражатель-формирователь (13) излучаемого тепловой меткой инфракрасного лучистого потока; инфракрасное окно (14.1, 14.2) вывода из трубопровода излучения тепловой метки; инфракрасный объектив (15.1, 15.2), фокусирующий излучение тепловой метки на чувствительную поверхность приемника. Каждый вторичный преобразователь (11.1, 11.2) выполнен в виде электрической цепи, содержащей на входе мостовую схему (16.1, 16.2) включения координатно-чувствительного приемника, дифференциальный усилитель (17.1, 17.2), суммирующий усилитель (18.1, 18.2), а на выходе - нуль-орган (19.1, 19.2), снабженный измерительным и синхронизирующим входами и стробирующим выходом. Каждый координатно-чувствительный приемник (12.1, 12.2) теплового излучения подключен по дифференциальной схеме тремя выходными электродами к входным смежным плечам мостовых схем (16.1, 16.2). К выходным смежным плечам мостовых схем (16.1, 16.2) параллельно подключены входы дифференциальных (17.1, 17.2) и суммирующих (18.1, 18.2) усилителей. К выходам дифференциальных (17.1, 17.2) усилителей подключены измерительные входы нуль-органов (19.1, 19.2), стробирующие выходы которых соединены с соответствующим входом таймера (8). Расходомер также содержит блок сравнения (20), подключенный первым и вторым входами к выходам суммирующих усилителей (18.1, 18.2) соответственно первого и второго регистраторов. Первым и вторым выходами, информирующими о длительности входных импульсов, блок сравнения (20) подключен ко входам синхронизации нуль-органов (19.1, 19.2) соответственно первого и второго регистраторов, а третьим выходом, информирующем об амплитуде входных импульсов - ко второму входу контроллера (5) нагрева. Выход контролера (5) нагрева имеет два канала, один из которых (Р И ) служит для управления нагревателем по мощности импульса нагрева, а второй (τ И ) - для управления нагревателем по длительности импульса. Технический результат: повышение точности измерения скорости и расхода потока газа или жидкости, а также расширение диапазона измеряемых величин при схемотехническом упрощении расходомера. 5 ил.