Счетчик воды вихревой ультразвуковой (стр. 3 из 4)
Выработку напряжения 24 В постоянного тока для дистанционного питания датчиков ДРС;
Блок БПИ и датчик БРС являются конструктивно и функционально законченными составными частями счетчикам и обеспечивают взаимозаменяемостью без подстроек, дополнительной градуировки и поверки.
Составные части счетчика ДРС (преобразователи ПР и ПНП) также являются функционально и конструктивно законченными частями датчика ДРС и обеспечивают взаимозаменяемость без дополнительной подстройки и поверки (при замене ПР или ПНП требуется лишь установка во вновь устанавливаемом ПНП паспортного значения коэффициента преобразования ПР Кпр и коэффициента коррекции Кs).
Устройство и работа составных частей.
Устройство и работа датчика ДРС.
Набегающий поток образует за телом обтекания вихревую дорожку, состоящую из двух цепочек вихрей, образующихся на верхней и нижней кромках и перемещающихся вместе с потоком.
Принцип действия датчика основан на регистрации каждого из вихрей путём "просвечивания" потока ультразвуковым лучом, направленным перпендикулярно оси тела обтекания. После взаимодействия ультразвуковых колебаний с цепочкой вихрей (вихревой дорожкой) сигнал, принятый пъезоприёмником ПП, оказывается модулированным по фазе. Модулированный сигнал с выхода ПП через согласующийся трансформатор поступает на ограничитель амплитуды и далее на формирователь сигнал, с выхода которого импульсы прямоугольной формы поступают на один из входов фазового детектора ФД. Работа ФД основана на преобразовании фазового сдвига между опорным напряжением U0., поступающим с кварцевого генератора, и напряжением сигнала, поступающим с выхода, в последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна разности фаз между указанными сигналами.
Сигнал с выхода ФД поступает на двухзвенный пассивных rc-фильтр нижних частот (ФНЧ), где подавляется несущая частота и другие высокочастотные составляющие сигнала.
Окончательная частотная селекция полезного сигнала в рабочей полосе частот, соответствующей рабочему диапазону расходов, производиться двухзвенным фильтром высоких частот ФВЧ.
Узел автоматической регулировки усиления (АРУ) обеспечивает стабилизацию входного напряжения формирователя сигнала Ф2 на уровне (1,00±0,25)В в рабочем диапазоне расходов.
Формирователь сигнала Ф2, чувствительность которого ±(60…80)мВ устанавливается резистором r26, формирует импульсы прямоугольной формы.
Напряжение сигнала с выхода формирователя Ф2 поступает на вход одностороннего ограничителя О3 и далее на вход генератора ГП. Генератор ГП с приходом каждого очередного импульса сигнала вырабатывает пачку импульсов опорной частоты, поступающих с генератора Г. Число импульсов в пачке задается с помощью диодов наборного поля П1 и выключателя S1.
С выхода генератора ГП импульсы поступают на вход делителя частоты Д4 с фиксированным коэффициентом деления и далее на вход узла гальванической развязки УГР.
Длительность промежутков времени определяется состоянием включателя.
Питание элементов осуществляется от стабилизирующего преобразователя СП, преобразующего напряжение питания +24 В в напряжение постоянного тока +12 В, минус 12 в и +9 В.
Питание пьезоизлучателя ПИ осуществляется от кварцевого генератора Г через согласующий трансформатор Т1.
Конструкция датчика ДРС.
В корпусе 1 преобразователя ПР закреплен винтами конфузор 2 с установленным в нем телом обтекания 23.
В корпус 1 ввинчены также узлы пьезоприёмника ПП и пьезоизлучателя ПИ, имеющие одинаковую конструкцию, с уплотнением стаканов 21 сваркой.
В стакане 21 расположен пьезоприемник 20, прижатый ко дну стакана штуцером 16, через шайбу, прокладку 18 и втулку 19,являющуюся электрическим изолятором.
Напряжение к пьезоэлементу 20 подводится (отводится) с помощью электрода 22, контактирующего с его поверхностью.
Вторым электродом является корпус 1 преобразователя ПР, соединенный с пьзоэлементом через дно стакана. На корпусе 1 закреплены согласующие трансформаторы Т1 и Т2, соединенные с ПИ и ПП.
ПИ и ПП закрыты соответственно съемными крышками 15 и стойкой 5, уплотненные резиновыми кольцами. На стойке 5 закреплена вилка 8, контактирующая с розеткой 7 электрического разъёма. Корпус 1 с указанными узлами и деталями образуют преобразователь расхода ПР.
Корпус 4 преобразователя ПНП крепиться к стойке 5 накидной гайкой 9. В корпусе 4 ПНП закреплен блок зажимов 6 (для соединения с блоком БПИ с помощью кабеля), закрытый крышкой 10.
Уплотнение кабеля для соединения с блоками БПИ достигается за счет кольца уплотнительного 25, заглушки 26, шайбы 27, гайки 28, штуцера 29. внутри корпуса 4, закрытого крышкой 3, закреплены плата 14 с радиоэлементами схемы. Место соединения корпуса 4 со стойкой 5 уплотнено резиновым кольцом. Соединительные повода между ПР и ПНП продолжены в полости стойки 5, а провода, соединяющие Т2 с вилкой 8 продолжены в канале, выложенном в стенке корпуса 1.
Вследствие отклонений геометрических размеров рабочего канал преобразователя ПР и тела обтекания, обусловленных допусками на изготовление деталей, коэффициент преобразователя расхода Кпр различен для каждого датчика ДРС. Поэтому для каждого образца датчика в соответствии со значением Кпр, полученным при градуировке, устанавливается условный коэффициент преобразования ПНП, определяемый по формулам:
Ку200=1,024/Кпр (1)
Ку50=4,096/Кпр (2)
Ку25=8,192/Кпр (2а),
Где Ку200, Ку50, Ку25 – условные коэффициенты преобразования ПНП для датчиков ДРС-200, ДРС-50, ДРС-25 соответственно.
В схеме ПНП условный коэффициент Ку определяется суммой весовых коэффициентов по формуле:
Ку=
(3),где А=
А=1, если выключатель S1 в первой позиции замкнут и А=0, если он разомкнут. Как правило, значения коэффициента Ку для любого типоразмера датчика ДРС устанавливается в пределах 0,4 – 0,415.
Устройство и работа блока БПИ.
Бок БПИ обеспечивает:
· питание датчиков ДРС нестабилизированным напряжением 24В и гальваническую разрядку цепей питания датчиков;
· прием, преобразование и передачу в систему телемеханики сигналов с датчиков расхода;
· опрос датчиков расхода по сигналам системы телемеханики;
· индикацию расхода по каждому датчику.
Работа блока БПИ поясняется структурной схемой 6.Выходные сигналы от датчиков дрс с ценой импульса 10-3 м3 через канальные масштабные преобразователи КМП1-КПМ4 поступают на входы коммутаторов каналов КК и далее через формирователи сигналов Ф1 и ф2 на входы тии1 и ТИИ2 аппаратуры КП системы телемеханики. КМП1-КМП4 представляют собой делители частоты с коэффициентом деления 100.
На вход ТИИ1 переключаются поочередно выходы КМП1- КМП4, а на вход ТИИ2 только выходы КМП2 и КМП4. подключение выходов КМП ко входам ТИИ1 и ТИИ2 производятся по сигналу "ПС", поступающему с КП на устройство управления УУ, которое вырабатывает соответствующие сигналы, поступающие на управляющие входы коммутатора КК. Условный номер очередного подключенного канала двухразрядным двоичным кодом, вырабатываемым устройством УУ, передается на входы КС1-КС3.
С выходов КМП1-КМП4 импульсные последовательности, ценой импульса 0,1 м3 подаются на формирователи Ф3-Ф6 и далее на электромеханические счётчики импульсов ЭМС1-ЭМС4, осуществляющие функцию интегрирования импульсных последовательностей, поступающих с датчиков. Съём показаний об объёме жидкости, прошедшей через датчики ДРС, производиться по цифровым отсчётным устройствам счетчиков ЭМС1-ЭМС4 с ценой единицы младшего разряда 0,1 м3.
Каждый из формирователей Ф7-Ф9 выполняет функцию преобразования импульсного сигнала, поступающего с выхода устройства УУ в сигнал, представленный периодическим изменением электрического сопротивления выходной цепи с параметрами, обеспечивающими нормальную работу аппаратуры КП.
В формирователях Ф7-Ф9 используют напряжение питания минус 27В, поступающие из КП. Импульсные сигналы, поступающие с датчиков, подключаются поочерёдно к входу преобразователя "частота-ток" ПЧТ с помощью кнопочного коммутатора КН. На вход преобразователя ПТЧ подключен стрелочный индикатор И, по которому индицируется наличие расхода жидкости в каждом из датчиков ДРС. Выбор требуемой чувствительности стрелочного индикатора И осуществляется тумблером S1.
Источник питания ИП преобразует напряжение сети 220 В, 50 Гц в следующее напряжение постоянного тока:
24 В (гальванически развязанные от остальных цепей) для дистанционного питания датчиков ДРС;
+15 и –15 В – для питания всей цепи блока БПИ, кроме электромеханических счетчиков ЭМС1-ЭМС4;
+48 В – для питания цепей с электромеханическими счетчиками.
Напряжение +15 и-15 В стабилизированы.
Устройство блока БПИ. (Приложение 7)
Блок БПИ смонтирован в прямоугольном корпусе, закрытом съемными боковыми стенками 17. на передней панели блока БПИ смонтированы кнопки 2, образующие кнопочный коммутатор КН, четыре электромеханических счетчика 3 (ЭМС1-ЭМС4), стрелочный индикатор 1, тумблер 4 "сеть" и тумблер 6 (выбор типа замера). На задней панели блока БПИ расположены разъёмы 7 (для подключения питания 220 В), 8 (для подключения терминала ЭВМ), 11 (для подключения КП телемеханики), 12 (для подключения датчиков ДРС), предохранитель 10 в цепи питания 220 В. для подключения бока БПИ из приборной стойки используются ручки 5, закрепленные на передней панели.
Внутри блока БПИ смонтированы: силовой трансформатор 14, плата питания 16 и плата преобразователя 15.