Блок электронный счетчика газа
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для работы в составе счетчика газа, имеющего преобразователь расхода с частотным выходным сигналом. Блок электронный счетчика газа содержит шину входного сигнала, усилитель, компаратор, вычислительный блок, жидкокристаллический индикатор, электроконтактный блок связи с системой поверки, оптоэлектронный блок связи с внешним контролирующим устройством, источник питания гальванического типа, датчик температуры. Технический результат заключается в повышении технологичности за счет уменьшения количества конструктивных элементов, применения электрорадиоэлементов с повышенной степенью интеграции при одновременном сохранении точностных и функциональных возможностей устройства.
1. Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к приборостроению и может быть применена как составная часть бытового счетчика газа квартирного типа.
2. Уровень техники
Известен счетчик газа (патент RU 
2337323, G01F 1/20), содержит корпус с входными и выходными патрубками и помещенные в него последовательно соединенные генератор колебаний со струйными дискретными элементами и первый пьезопреобразователь, а также второй преобразователь, расположенный на корпусе. Блок электронный, включающий дифференциальный усилитель, компаратор, вычислительный блок, жидкокристаллический индикатор. Прямой вход дифференциального усилителя соединен с выходом первого пьезопреобразователя, инверсный вход дифференциального усилителя соединен с выходом второго пьезопреобразователя, выход дифференциального усилителя соединен со входом компаратора, выход которого в свою очередь соединен со входом вычислительного блока. Выход вычислительного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором.
Недостатком описанного выше блока электронного счетчика газа является его низкая точность вследствие отсутствия датчика температуры и как следствие отсутствие температурной коррекции расхода газа.
Из числа аналогов наиболее близким по технической сущности является счетчик газа, патент RU 2337323, G01F 1/20, включающий генератор колебаний со струйными дискретными элементами, последовательно соединенных с пьезопреобразователем, размещенными в одном корпусе с входными и выходными патрубками, датчик температуры, размещенный в том же корпусе, усилитель, компаратор, вычислительный блок, блок коррекции характеристики преобразователя, таймер, блок преобразователя сигнала от датчика температуры, блок связи с компьютером, жидкокристаллический индикатор.
Вход усилителя соединен с выходом пьезопреобразователя, выход усилителя соединен со входом компаратора, выход которого в свою очередь соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции характеристики преобразования, третий вход вычислительного блока соединен с выходом таймера, а четвертый вход соединен с выходом блока преобразования сигнала от датчика температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры, первый выход вычислительного блока соединен со входом блока связи с компьютером, второй выход вычислительного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором.
Недостатком является наличие оформленных в виде отдельных конструктивных блоков схемы электронной функциональных блоков: блок преобразователя датчика температуры, блок коррекции характеристики преобразования, блок таймера, вычислительный блок, что вызывает усложнение конструкции и как следствие ухудшение технологичности блока электронного счетчика газа.
3. Раскрытие полезной модели
Целью заявленной полезной модели является повышение технологичности за счет уменьшения количества конструктивных электрорадиоэлементов повышенной степени интеграции при одновременном сохранении точностных и функциональных возможностей блока электронного.
Указанный результат достигается тем, что вычислительный блок, блок коррекции характеристики преобразования, таймер, блок преобразования сигнала от датчика температуры конструктивно объединены в единый вычислительный блок, выполненный с использованием одного микропроцессора, причем вход усилителя соединен с шиной входного сигнала, выход усилителя соединен с выходом компаратора, выход компаратора соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом датчика температуры, первый выход вычислительного блока соединен со входом жидкокристаллического индикатора, второй выход вычислительного блока соединен со входом с электроконтактного блока связи с системой поверки, третий выход вычислительного блока соединен с оптоэлектронным блоком связи с внешним контролирующим устройством.
Положительные и отрицательные шины питания усилителя, компаратора, вычислительного блока, жидкокристаллического индикатора, датчика температуры, соединены соответственно с положительными и отрицательными выводами источника питания гальванического типа.
4. Краткое описание чертежей
Полезная модель иллюстрируется Фиг. На Фиг. представлена структурная схема блока электронного счетчика расхода газа.
Устройство содержит шину входного сигнала 1, датчик температуры 2, усилитель 3, компаратор 4, вычислительный блок 5, жидкокристаллический индикатор 6, электроконтактный блок связи с системой поверки 7, оптоэлектронный блок связи с внешним контролирующим устройством 8, причем вход усилителя 3 соединен с шиной входного сигнала 1, выход усилителя 3 соединен со входом компаратора 4, выход компаратора 4 соединен с первым входом вычислительного блока 5, второй вход вычислительного блока 5 соединен с выходом датчика температуры 2, первый выход вычислительного блока 5 соединен со входом жидкокристаллического индикатора 6, второй вход вычислительного блока 5 соединен с электроконтактным блоком связи с системой поверки 7, третий выход вычислительного блока 5 соединен со входом оптоэлектронного блока связи с внешним контролирующим устройством 8.
Положительные и отрицательные шины питания усилителя 3, компаратора 4, вычислительного блока 5, жидкокристаллического индикатора 6, датчика температуры 2 соединены соответственно положительными и отрицательными выводами источника питания гальванического типа.
5. Осуществление полезной модели
Блок электронный (см. Фиг.) работает следующим образом: от шины входного сигнала 1 электрический сигнал синусоидальной формы с частотой, пропорциональной величине расхода газа и амплитудой, увеличивающейся с увеличением частоты поступает на вход усилителя 3, имеющего регулируемую частотно-зависимую характеристику преобразования для выравнивания амплитуды усиленного сигнала, который в свою очередь поступает на вход компаратора 4.
Компаратор 4 преобразует синусоидальный сигнал в сигнал прямоугольной формы с частотой, равной частоте входного сигнала и с постоянной амплитудой. Этот сигнал, пригодный для цифровой обработки, поступает на первый вход вычислительного блока 5, где производится расчет количества импульсов и соответственно средней частоты входного сигнала на интервалах 2 сек. следующих друг за другом последовательно и непрерывно с момента подачи напряжения питания на вычислительный блок 5. Количество импульсов на интервале 2 сек. записывается в память вычислительного блока. Если средняя частота входного сигнала, рассчитанная на интервале 2 сек. менее минимальной фиксированной частоты, то количество импульсов, подсчитанных на данном интервале 2 сек. обнуляется и суммарное количество импульсов не увеличивается.
Суммирование количества импульсов в памяти вычислительного блока производится на интервале между двумя соседними электрическими импульсами, соответствующими расходу очередного литра газа.
Расчет момента прохождения очередного литрового импульса производится в вычислительном блоке 5 на основании коэффициента пересчета зависимости расхода газа от частоты входного сигнала, извлеченного из памяти вычислительного блока 5 и соответствующего вычисленной средней частоте входного сигнала на последнем 2-х секундном интервале перед предыдущим литровым импульсом.
После извлечения из памяти вычислительного блока 5 значение коэффициента пересчета количества импульсов входного сигнала в количество газа из памяти вычислительного блока извлекается значение температуры, измеренной датчиком температуры 2, установленным в корпусе газового счетчика в среде измеряемого газа и вводится поправка на температуру газа в коэффициент пересчета импульсов в количество газа.
Вычислительный блок 5 добавляет к накопленному в памяти числу, соответствующему суммарному количеству газа, выраженному в целых литрах число 1, соответствующее количеству газа 1 литр с учетом поправки на температуру газа.
Таймер, реализованный в вычислительном блоке 5, рассчитывает текущую дату, которая выводится на жидкокристаллический индикатор 6 при подаче питания на вычислительный блок 5. Во время отсутствия питания на вычислительном блоке 5 последнее значение даты сохраняется, счет времени не производится, что позволяет выполнить требования учета времени работы прибора.
Рассчитанное суммарное значение количества газа выдается вычислительным блоком 5 на жидкокристаллический индикатор 6 постоянно.
Одновременно с записью в память вычислительного блока 5 очередного числа 1, соответствующего пройденному одному литру газа вычислительный блок 5 выдает на контакты электроконтактного блока связи с системой поверки 7 электрический импульс, обозначающий прохождение очередного литра газа.
Оптоэлектронный блок связи с внешним контролирующим устройством 8 служит для передачи электрического импульса, соответствующего прохождению каждого i-гo литра газа, с использованием оптоэлектронной развязки, что позволяет применить более точные методы поверки.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить технологичность за счет уменьшения конструктивных элементов, применения электрорадиоэлементов повышенной степени интеграции при одновременном сохранении точностных и функциональных возможностей блока электронного.
Блок электронный счетчика газа, включающий шину входного сигнала, усилитель, компаратор, вычислительный блок, жидкокристаллический индикатор, электроконтактный блок связи с системой поверки, оптоэлектронный блок связи с внешним контролирующим устройством, датчик температуры, источник питания гальванического типа, причем вход усилителя соединен с шиной входного электрического синусоидального сигнала, выход усилителя соединен со входом компаратора, выход компаратора соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом датчика температуры, первый выход вычислительного блока соединен со входом жидкокристаллического индикатора, второй выход вычислительного блока соединен с входом электроконтактного блока связи с системой поверки, третий выход вычислительного блока соединен с входом оптоэлектронного блока связи с внешним контролирующим устройством, причем положительные и отрицательные шины питания усилителя, компаратора, вычислительного блока, жидкокристаллического индикатора, датчика температуры, соединены соответственно с положительными и отрицательными выводами источника питания гальванического типа, отличающийся тем, что вычислительный блок, блок коррекции характеристики преобразования, таймер, блок преобразования сигнала от датчика температуры конструктивно объединены в единый вычислительный блок, выполненный с использованием одного микропроцессора.
