ОБРАЗЦОВАЯ КОЛОКОЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при поверке газосчетчиков и расходомеров различного назначения.
Колокольные газовые установки с измерительным устройством в виде колокола известны [1].
В работе [1] описывается колокольная газовая установка, в которой одними из составных частей являются:
- устройство для сохранения равномерного движения колокола при его движении вниз;
- рейка со шкалой для определения положения колокола.
Известна колокольная газовая установка [2] по полезной модели №112996, в которой рейка выполнена в виде уголка, на одной стороне которого имеются две узкие щели, позволяющие осуществлять срабатывание фотодатчика в момент прохождения щелей через него, а на другой стороне уголка установлен преобразователь линейных перемещений, оснащенный датчиком с электронным выходом.
Колокол имеет цилиндрическую форму. Верхняя часть колокола закрыта сферическим днищем. Колокол подвешен на стальном тросе, уравновешен противовесом и в исходном состоянии погружен в воду, находящуюся в цилиндрическом резервуаре. Через приемный кран в колокол подается воздух. Под действием давления воздуха колокол поднимается до уровня, соответствующего определенному объему воздуха. Подъем колокола прекращается, когда приемный кран закрывается и перекрывает доступ воздуха в колокол.
Для работы в режиме измерения открывается регулировочный кран.
Колокол под действием собственного веса начинает движение вниз, вытесняя воздух через регулировочный кран. Объем воздуха, вытесняемый колоколом, при его погружении в воду, пропорционален его ходу по вертикали.
Конструкция полезной модели поясняется на фиг.1,
Колокольная газовая установка работает следующим образом:
1. Перед работой установки ее необходимо отградуировать. Процесс градуировки следующий:
1.1. При движении колокола вниз фиксируется щель №1. Это положение колокола является началом отсчета контрольного объема воздуха.
обр.
обр.
1.2. При дальнейшем движении колокола вниз фиксируется щель №2. Это положение колокола является концом отсчета контрольного объема воздуха - V (V - объем воздуха в колоколе, определенный в результате аттестации образцовой газовой колокольной установки).
1.3. Далее необходимо определить коэффициент передачи колокольной газовой установки.
г
обр.
обр.
3
Эта задача решена в работе [2], где показано, что К=V/N [м/имп.].
обр
г
В памяти компьютера фиксируются величины V. и К.
обр
Недостаток известной образцовой колокольной газовой установки [2] состоит в том, что в ней не используется возможность преобразователя линейных перемещений для отсчета любого контрольного объема воздуха, а не только V.
Целью этой работы является создание образцовой колокольной газовой установки, в которой для уменьшения времени работы при отсчете любого контрольного объема воздуха в ее состав добавлен счетчик импульсов.
Решение этой задачи поясняется блок схемой на фиг.2.
При движении колокола вниз, при прохождении щели №1, с ПФД поступает на УСО сигнал «старт» - начало отсчета.
При дальнейшем движении колокола вниз счетчик импульсов отсчитывает заранее заданное число (величина контрольного объема) и с его выхода на УСО подается сигнал «стоп-к» - конец отсчета контрольного объема воздуха.
Величина контрольного объема воздуха будет равна:
Vк - величина контрольного объема воздуха;
Nк - количество импульсов, соответствующих величине контрольного объема воздуха;
Кг - коэффициент передачи образцовой колокольной газовой установки.
Программа, установленная в компьютер, производит необходимые вычисления, и показания Vк выводятся на монитор компьютера.
Относительная погрешность вычисления контрольного объема воздуха будет равна:
г
Как показано в работе [2], относительная погрешность величины коэффициента передачи образцовой колокольной газовой установки δк≈0,05%.
к
δN - зависит от количества считанных импульсов и равна:
обр.
к
обр.
к
При дискретности преобразователя линейных перемещений q=1 мкм/имп. и величине контрольного объема, равного (1/10)·V, количество импульсов N будет равным (1/10)·N, следовательно, согласно [2], N=10000.
к
к
Соответственно, δN=0,01%, т.е. относительная погрешность измерения контрольного объема воздуха δv будет не более 0,06 (согласно (2)).
Таким образом, при уменьшении времени измерения контрольного объема воздуха в 10 раз, относительная погрешность измерения контрольного объема воздуха возрастает всего на 0,01%, что не влияет на точность работы образцовой колокольной газовой установки.
Источники информации:
1. А.Н.Павловский. Измерение расхода и количества жидкостей, газов и пара. МАШГИЗ, 1951 г.
2. Патент на полезную модель №112996. Образцовая колокольная газовая установка, 27.01.2012 г.