200835. lajstromszámú szabadalom • Berendezés áramló közegek mennyiségének mérésére
1 HU 200835 B 2 A találmány tárgya áramló közegek menynyiségének mérésére szolgáló lebegőtestes áramlásmérőt tartalmazó átfolyásmórők pillanatnyi mért értékeinek kijelzésére és tárolására alkalmas berendezés. Általánosan ismert az a tény, hogy az évtizedek óta uralkodó mechanikus áramlásmérési módszerek mellett egyre növekszik az automatikus leolvashatóságot biztosító korszerű mérőátalakítók iránti igény. A gyakorlatban többféle megoldás ismeretes a mérőcsőben elmozduló lebegő fémtest helyzetének érzékelésére. A kapacitív mérőátalakítóknál a szigetelő anyagból készült mérőcső küső falán kiképzett fegyverzetek közötti kapacitás változik meg és ad kimenőjelet. Az ultrahangos megoldásnál a lebegőtest alsó vagy felső szélső értékétől mért távolság meghatározása történik a lebegőtestről visszavert ultrahanghullámok futási idejének mérésével pl.: a HU 162082 sz. szabadalmi leírásban. Az optoelektronika elven működő megoldásoknál a lebegőtest a fényforrás és fényérzékelő között helyezkedik el, és a fényérzékelők jelének feldolgozásával lehet következtetni a lebegőtest helyzetére, ahogyan azt a HU 183092 sz. szabadalmi leírásból megtudhatjuk. A DE 2719993 sz., a GB 2071336 sz. és a HU 164769 sz. szabadalmi leírásból ismert mágneses megoldásoknál a lebegőtestbe épített állandómágnes van hatással a mérőcső falán kívül elhelyezett mágneses érzékelőkre. Konkrét megvalósítási formája a német Turbo cég RE-tronic áramlásmérője. Induktív megoldásoknál a mérőcsövei tekercs veszi körül, és a fém lebegőtest elmozdulásának hatására bekövetkező induktivitás és veszteség meghatározásával következtetnek a mért értékre. Az ismertett első megoldás a mérési tartomány felső szakaszában, ahol megnő a lebegőtest és kondenzátor fegyverzet közötti távolság, növekvő mérési hibát mutat. Az ultrahangos megoldásnál a mérendő közeg hőmérsékletváltozás okoz számottevő hibát, s az agresszív közegek mérése nem megoldott. Az optoelektronikai elvű megoldások átlátszatlan közegek pl.: tej, hipermangán-oldat esetén nem használhatók, ugyanakkor csakis átlátszó mérőcső alkalmazásával működnek. A mágneses megoldásoknál a lebegőtestbe épített állandómágneses koercitív erejének változása és az agresszív közegek káros befolyása jelent alkalmazási korlátozást. A hagyományos induktív-elektromágneses megoldásoknál a lebegőtest hatására létrejövő induktivitás-változás csak bizonyos ferromágneses anyagoknál tapasztalható, melyek korrózióállósága nehezen biztosítható. További problémát jelent az alkalmazott hídkapcsolások kiegyenlítése termikus drift esetén. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynél az agresszív közegekkel szemben ellenálló nem ferromágneses fém lebegőtest és 2 a mórőátalakító kapcsolata a mérési tartományon belül mindvégig pontosan meghatározott, nincs visszahatás a lebegőtestbe, ugyanakkor széles tartományon belül használható, távszabályozásra alkalmas kimenőjelet ad, és átviteli karakterisztikája a különböző mérendő különböző mérendő közegekhez alkalmazkodó, tetszés szerint programozható. A találmány szerinti berendezés tehát áramló közegek mennyiségének mérésére alkalmas induktív mórőátalakító lebegőtestes áramlásmérőkhöz (rotaméretekhez), amelynek meghatározója az áramlásmérővel koncentrikusan felépített, a mérőcsövön egymás felett elhelyezett tekercsekből álló érzékelő, analóg multiplexerrel kapcsolt LC oszcillátor, valamint a multiplexelő oszcillátor jelével kapuzott billenőkor, amely a lebegőtest helyzetének címét ciklikusan frissítve tárolóba juttatja. A leolvashatóság érdekében a cím mintavótelezve egy újabb tárolóba jut, melynek kimenete vezérli egy programozható memóriaáramkör megfelelő tartományát, amely a kijelezni kívánt értéket tartalmazza a szükséges kód szerint. A berendezés további jellemzője, hogy a programozható memóriában tárolt információtól függően azonos mérőcső és lebegőtest esetén gyakorlatilag tetszőleges számú közegre történhet a hitelesítés. A talámány egy lehetséges megvalósítás módját hivatkozással a mellékelt rajzra, az alábbiakban mutatjuk be. A találmány szerinti berendezést az 1. ábra alapján ismertetjük. A kívánt hatás elérése érdekében a lebegőtestes áramlásmérőre koncentrikusan egymás felett elhelyezett tekercsekből álló 1 érzékelő a 2 analóg multiplexerhez csatlakozik. Az 1 érzékelő tekercsei a 9 oszcillátor hangoló ele meit képezik, amely 9 oszcillátor kimenete a 10 jelformáló egységen keresztül a 11 komparátorra kerül. A 11 komparátor kimenete a 12 újraindítható monostabil multivibrátorra csatlakozik, melynek kimenete a 13 kapuzó áramkör közbeiktatásával a 14 kettős monostabrl multivibrátorra kerül. A 13 kapuzó áramkör vezérlő bemenetére a 15 multiplexelő oszcillátor van kötve, amely ezen kívül a 8 multiplexerre és a 3 számláló egyik bemenetére is csatlakozik. A 3 számláló másik bemenetére és a 4 címtároló időzítő bemenetére egyaránt a 14 muitivibrátor csatlakozik. A 4 címtároló az 5 bináris tárolóval van összeköttetésben, melynek vezérlő bemenetére a 16 alacsonyfrekvenciás oszcillátor kimenete kapcsolódik. Az 5 tároló a 6 programozható memóriáramkörre csatlakozik, ennek vezérlő benetóre a 8 multiplexer van kötve. A 7 kijelző egység egyaránt össze van kötve a 6 memórlaáramörrel és a 8 multiplexerrel. Az 1. ábrán látható berendezés a következő. Működés közben a 9 oszcillátor 2 analóg multiplexer által kapcsolt 1 érzékelő tekercseinek valamelyikében a lebegőtest helyzetétől függően a jelszint megváltozik, a fém lebegőtest 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
