191723. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés jelsorozatból kapujellel kiválasztott jelek leolvasási pontosságának javítására áramlásmérők vizsgálatához
1 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés periodikus jelsorozatból kapujellel kiválasztott jelek leolvasási pontosságának javítására, térfogatos mérőberendezéssel vizsgált áramlásmérők vizsgálatához és a mérési adatok számítógépes feldolgozásához. Az ásványolajiparban és s vegyiparban egyre szélesebb köTben alkalmaznak frekvenciakimenetű áramlásmérőket: mérőturbinát, örvénymérőt, frekvenciaadóval kiegészített Hagyományt» áramlásmérőket. Ezeket gyártás vagy javítás után, valamint időszakonként ismételten ellenőrizni, ill. kalibrálni kell a térfogategységünkén ti jelszám meghatározására. A méréstechnikai gyakorlatban már kialakult néhány mérési módszer a frekvenciakimenetű áramlásmérők mérésére. A legelterjedtebb esetében a vizsgálandó áramlásmérőket golyódugattyús vizsgáló berendezéssel (prower loop) kapcsolják sorba. A mérés kezdetét és végét egyegy kapcsoló érintkezőinek zárása képezi. Ismerve« két kapcsoló közötti mérőtérfogatot, az áramlásmérő kimenőjeleinek számából kiszámítható az áramlásmérő térfogategységenkénti jelszáma, valamint az időtartam ismeretében a térfogatáram átlagértéke (VEGYÉPSZER: Prover elektronika gépkönyv, kézirat). Ismert további módszer az áramlásmérők mérése alulról töltődő 200 literes mérőedénnyel, amelyben két szonda közötti edény térfogat ismert. Az alsó szonda indítja el, és a felső szonda állítja le a mérést, miközben az áramlásmérőből érkező jeleket és az időjeleket számlálják (OMH: ötcsatomás számláló műszerkönyve, kézirat). A vizsgálandó áramlásmérőhöz úgy kell megválasztani a vizsgáló berendezést, hogy a kapott jelek száma lehető nagy legyen, mert ezáltal a ±1 jel kvantálási hiba elhanyagolható. Az áramlásmérők növekvő névleges térfogatárama és javuló specifikációja miatt csak egyre nagyobb térfogatokkal lehet a mérés relatív leolvasási hibáját kellően alacsony értéken tartani. Nagy térfogatú etalon használata egyre nehezebben megoldható gépészeti feladatokat vet fel. Nagytömegű közegnek nagy és elegendően szilárd etalonban való mozgatása olymódon,hogy a méréstechnikai feltételek - buborékmentesség, hordalékmentesség, azonos termodinamikai jellemzők stb. — kifogástalanok legyenek, a méretek növelésével fokozódó költséggel jár. A méréstechnikai feladattal kapcsolatban felmerül a hordozhatóság igénye is, ami bizonyos méreteken felül már nem elégíthető ki. A feladatot törtjelszámlálással lehet jobban megoldhatóvá tenni. Ha ugyanis a vizsgálandó áramlásmérőből érkező jelek bizonytalansága ±1 jelről ±0,1 jelre csökken, akkor azonos relativ leolvasási hiba eléréshez egy nagyságrenddel kisebb etanoltérfogatra van szükség (BROOKS Compact Prover gépkönyv, 1983.). A gyakorlatban több, általában két sorbakapcsólt áramlásmérőt vizsgálnak egyszerre, és mindkettő kimenő jeleinek tört értékeit is meghatározzák. Ehhez a hagyományos módszerrel öt impulzusszámlálóra és kiegészítő elektronikus áramkörre van szükség. A kapott értékeket számítógépbe táplálva meghatározhatók a törtjei értékek, és az áramlásmérő értékeléséhez szükséges egyéb jellemzők, mint frekvenciák, térfogat ár am. Áramlásmérő-vizsgáló berendezések dinamikus őszizehasonlitására két sorbakapcsolt áramlásmérőt használnak (Mattingly-módszer), és ezekkel, mint hordozható etalonnal mérik a berendezéseket. Ennél az eljárásnál is célszerű a törtimpulzusokat számlálni. A vizsgáló berendezések kvázistatikus vizsgálatához etalon mérőedényt, segédturbinákat, átváltócsövet és lassú közegáramlást alkalmaznak. A mérés kezdetén és végén, a berendezés (prover) kapcsolása és az átváltás közötti idő alatt számlálják a turbinák által adott jeleket, és ezek különbségével korrigálják az etalon mérőedényről leolvasott térfogatot. A vizsgáló berendezések dinamikus vizsgálatát átváltócsővel végzik, amely az átváltási út 10%-ának és 90%-ának megtételét Is jelzi; ez mérőturbinánként további két törtjelszám meghatározását teszi szükségessé. A vizsgáló berendezések dinamikus térfogatellenőrzése terepen olymódon történik, hogy egy ismert télfogatú etalon berendezést (prover) a vizsgálandó berendezés mellé telepítenek és sorbakapcsolják ezeket egy vagy két mérőturbinával. A közeg folyamatos áramlása mellett két kapujel alapján két-két törtjelszám adódik, amelek hányadosa megegyezik a berendezések térfogatának hányadosával. A frekvenciakimenetű áramlásmérők vizsgálatának további elterjedt módja, hogy az ismert jelleggörbéjű etalon turbinákon átvezetett mérőközeget a vizsgálandó áramlásmérőn is átvezetjük. Mindegyik etalon turbináról és a vizsgált áramlásmérőről elegendően nagy mennyiségű jelet kapva, kiszámítható a vizsgált áramlásmérő térfogategységenként! jelszáma. Az ismert módszereket a felhasználó egyéb kívánságaival kiegészítve, számlálókkal, számítógéppel és ennek perifériáival lehet megvalósítani. Az ilyen berendezések azonban költségesek, bonyolultak és terjedelmesek; terepen való alkalmazásuk nagy nehézségekbe ütközik. A feladatok ismeretében megvizsgáltuk az ezekhez szükséges elektronikus berendezések közös vonásait és tipizálási lehetőségeti. Megállapítottuk, hogy a felmerülő feladatok hagyományos elektronikus berendezésekkel megvalósíthatók ugyan, de olyan nagy terjedelmű és fogyasztású berendezések adódnának, amelyeket gyakorlatilag nem érdemes megvalósítani. Találmányunk célja a jelszámlálás és főként az áramlásmérők vizsgálata során fellépő egyéb feladatok egyszerű és gyors megoldására, valamint a mérési adatok mikroszámítógépes feldolgozására alkalmas kapcsolási elrendezések kidolgozása. Találmányunk azon a felismerésen alapszik,hogy a kapujellel kiválasztott időtartam alatti jelek számának meghatározására olyan kapcsolási elrendezés alkalmas, amelynek frekvencia bemenetei jelbemeneti fokozaton át, főidő kapujel bemeneti időjelbemeneti áramkörön és multiplexereken át, valamint időtartam kapujel bemenetei, négyszögjel feldolgozó áramkörök számlálókat tartalmazó billenő és kapuzó áramköreihez csatlakoznak. A mérőszondák jeleinek feldolgozására erősítőből, in vártérből és billenőkörből álló bemeneti áramkör szolgál. A mérési adatokat mikroszámítógép perifériáihoz csatlakoztatva, a szükséges számítások eredményei kijelzőkön, ill. nyomtatón előállithatók. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege, hogy a különböző frekvenciájú négyszögjel sorozatokat gerjesztő négyszögjelforrásai jelbemeneti fokozathoz, főidő kapujeleket gerjesztő kapujelforrásai idő-191.723 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
