Устройство и принцип работы

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Конструкция и состав расходомера
Расходомер «ПОТОК» представляет собой малогабаритный лабораторный электронный прибор
и конструктивно состоит из следующих основных узлов (см. рисунок 1):
-
контрольно - управляющий блок;
-
сменная ячейка потока в составе:
-
генератор пленки;
-
сенсорный блок.
В полный комплект поставки расходомера входят три сменных ячейки потока - малая, средняя и
большая, а также внешний блок питания / зарядное устройство, мыльный раствор, емкость для дозирования мыльного раствора и чемоданчик для хранения и транспортировки прибора.
Принцип действия
Принцип действия расходомера «ПОТОК» основан на измерении времени прохождения мыльной
пленки ( Т ) по трубке с известным объемом ( V ). Соотношение V / Т является объемом прошедшего
газа в единицу времени и называется объемным расходом газа ( Q , см3/мин):
Q=
V
,
Т
(1)
Измерение времени прохождения пленки осуществляется с помощью двух пар инфракрасных оптических датчиков (излучатель и приемник), установленных в нижней и верхней частях сенсорного блока, охватывающего прозрачную трубку генератора пленки.
Объем трубки, ограниченный этими датчиками, может регулироваться путем перемещения верхней пары датчиков, что позволяет проводить градуировку расходомера при выпуске из производства.
Анализируемый газ может подключаться как к входу расходомера (нижний штуцер), например при
измерении расхода газа, подаваемого из баллона под давлением, так и к выходу (верхний штуцер) при
измерении расхода газа, отсасываемого насосом поверяемого пробоотборного устройства.
Запуск мыльной пленки осуществляется оператором вручную путем нажатия на кнопку запуска,
расположенную на генераторе пленки.
Информация о времени прохождения пленки в виде сигналов датчиков поступает в микропроцессор контрольно - управляющего блока, который ее обрабатывает и с учетом информации об объеме
трубки рассчитывает результат измерений, который отображается на ЖК-дисплее.
Для обеспечения максимально возможной точности измерений данным методом расходомер
«ПОТОК» оснащен функциями «Среднее» и «Удаление». Функция «Среднее» позволяет рассчитать
среднее арифметическое значение по результатам серии последовательных измерений, функция
«Удаление» - отбросить из обрабатываемой последовательности результат, полученной при плохо
сформировавшейся пленке.
Рисунок 1 – Расходомер «ПОТОК»
Основные узлы и элементы расходомера
Контрольно - управляющий блок
Контрольно - управляющий блок расходомера «ПОТОК» (см. рисунок 2) предназначен для управления процессом измерений, вычисления, обработки и отображения результатов, обеспечения электропитания и состоит из следующих элементов:
-
микропроцессорный контроллер;
-
жидкокристаллический дисплей;
-
клавиатура;
-
контрольные светодиоды;
-
аккумуляторная батарея.
Рисунок 2 – Контрольно – управляющий блок
Клавиатура
Контрольно - управляющий блок расходомера оснащен 4-х кнопочной клавиатурой (см. рисунок 2), кнопки которой имеют символьное или текстовое обозначение согласно их функциональному назначению:
- включение / выключение прибора;
- при нажатии данной кнопки происходит удаление всей текущей последовательности
[Сброс]
результатов измерений из памяти прибора. После выполнения операции на дисплей вместо последнего результата измерений выводятся символы «- - - -»;
- при нажатии данной кнопки происходит удаление последнего результата измерений
из текущей последовательности. Операция обозначается знаком «-» на дисплее,
[Удаление]
после ее выполнения происходит перерасчет среднего значения и уменьшение на
единицу счетчика результатов в последовательности;
- при первом нажатии и удержании данной кнопки на дисплей выводится среднее
значение, рассчитанное для текущей последовательности результатов измерений.
[Среднее]
При повторном нажатии и удержании кнопки выводится текущее значение счетчика
результатов в последовательности (в формате n = xx).
Клавиатура выполнена по пленочной технологии с кнопками с тактильным эффектом, подтверждающим их нажатие.
Дисплей
Контрольно - управляющий блок расходомера оснащен 4-х позиционным жк - дисплеем, на котором отображаются результаты измерений, а также следующие системные сообщения:
- при горящем светодиоде «отсчет» указывает, что происходит отсчет времени
----
прохождения мыльной пленкой между нижней и верхней парой датчиков,
установленных в сенсорном блоке;
----
- после нажатия кнопки «сброс» указывает, что в памяти прибора нет ни одного
результата измерений;
- предупреждает, что заряд аккумуляторной батареи недостаточен для нормальной
LB
работы прибора;
8888
- предупреждает, что к контрольно-управляющему блоку не подключена ячейка потока.
Контрольные светодиоды
На лицевой панели контрольно - управляющего блока расходомера (см. рисунок 2) расположены
два светодиода, выполняющие следующие функции:
светодиод
«отсчет»
светодиод
«
»
- указывает, что в данный момент происходит отсчет времени прохождения мыльной
пленкой между нижней и верхней парой оптических датчиков, установленных в
сенсорном блоке;
- указывает, что идет заряд аккумуляторной батареи прибора.
Элементы интерфейса
Контрольно - управляющий блок расходомера (см. рисунок 2) имеет следующие элементы интерфейса:
-
разъем зарядного устройства - круглый штекерный разъем, расположенный на боковой поверхности и предназначенный для подключения к расходомеру зарядного устройства;
-
коммутационный кабель – кабель, предназначенный для соединения с 9-пиновым разъемом,
расположенным на задней стороне сенсорного блока ячейки потока.
Сменные ячейки потока
В состав расходомера «ПОТОК» могут входить от одной до трех сменных ячеек потока, отличающихся друг от друга диапазонами измерений:
-
малая ячейка потока
от 1 до 250 см3/мин;
-
средняя ячейка потока
от 20 см3/мин до 6 дм3/мин;
-
большая ячейка потока
от 2 до 30 дм3/мин.
Каждая ячейка потока (см. рисунок 3) состоит из следующих узлов:
-
генератор пленки;
-
сенсорный блок.
Генератор пленки
Генератор пленки (см. рисунок 3) предназначен для создания мыльной пленки, которая под действием газового потока протягивается от основания трубки генератора к ее верху. Образование пленки
происходит после нажатия на кнопку запуска.
Генератор пленки состоит из множества элементов, основными из которых являются:
-
трубка потока – трубка, по которой движется пленка. Геометрические размеры трубки потока
определяют диапазон измерений ячейки потока;
-
демпфер пульсаций – резиновый круг, который сглаживает пульсации воздушного потока и
уменьшает колебания пленки при ее движении по трубке потока;
-
кнопка запуска пленки – при нажатии этой кнопки запускающее кольцо опускается в резерву-
ар с мыльным раствором. При отпускании кнопки кольцо поднимается из мыльного раствора, при этом
образуется пленка на входе трубки потока;
-
разрушитель пленки – диск в верхней камере генератора пленки, обеспечивающий быстрое
растягивание и разрушение пленки, что предотвращает избыточное смачивание стенок трубки мыльным раствором и позволяет стечь раствору обратно в нижнюю камеру;
-
входной (нижний) штуцер – предназначен для подключения к расходомеру исследуемого га-
за из баллона (технологической линии);
-
выходной (верхний) штуцер - предназначен для выхода из расходомера исследуемого газа, а
также для подключения к расходомеру пробоотборных устройств (аспираторов);
-
сохраняющая трубка – резиновая трубка, предназначенная для соединения верхней и ниж-
ней камер генератора пленки для предотвращения расплескивания и испарения мыльного раствора
при хранении и транспортировке прибора.
Рисунок 3 – Ячейка потока
Сенсорный блок
Сенсорный (измерительный) блок охватывает трубку потока и расположен между верхней и нижней камерами генератора пленки (см. рисунок 3).
Принцип действия сенсорного блока, предназначенного для измерения времени прохождения
мыльной пленки по трубке генератора, основан на применении двух пар оптических датчиков, установленных в нижней и верхней частях блока на пути прохождения мыльной пленки по трубке генератора.
Блок крепится к генератору пленки с помощью двух винтов, что позволяет его легко демонтировать и упрощает процедуру промывки генератора.
Интерфейс, соединяющий сенсорный блок с контрольно - управляющим блоком, обеспечивает
подачу питания на датчики, а также передачу в обратном направлении информации о времени прохождения пленки и идентификационном коде ячейки потока, определяющим ее диапазон измерений.
Внешний блок питания / зарядное устройство
В комплект поставки расходомера входит внешний блок питания / зарядное устройство 12 В, 1,5 А,
предназначенное для обеспечения питания прибора от сети 220В, 50 Гц и подзарядки встроенной аккумуляторной батареи (см. п. 8.1).
Мыльный раствор
Мыльный раствор имеет специальный состав с малым осадком, разработанный с целью обеспечения высокой прочности пленки и совместимости с материалами, используемыми при изготовлении
ячеек потока.
!
ВНИМАНИЕ!
Используйте только мыльный раствор, входящий в комплект поставки.
Использование прочих растворов может привести к поломке генератора пленки.