Frecuencia de conteo del flip-flop T
La calibración del coeficiente del instrumento del sensor de flujo de pulso tradicional generalmente se completa con el dispositivo estándar de flujo volumétrico, el contador y el temporizador, como se muestra en la Figura 1. Su coeficiente de instrumento se define como el número de pulsos emitidos por el sensor de flujo cuando una unidad de volumen de fluido pasa a través del sensor de flujo. La unidad suele ser 1/L (pulsos por litro) o 1/m3 (pulsos por metro cúbico). Según la literatura [1>, para garantizar la efectividad del coeficiente del instrumento medidor de flujo, el valor absoluto del error relativo del número de pulsos emitidos por el medidor de flujo en una calibración generalmente no debe ser mayor que 1/3; de la repetibilidad del caudalímetro que se está probando. Dado que el error de conteo del contador universal es 1 pulso, el contador debe recolectar suficientes pulsos n dentro del intervalo de calibración (el tiempo t entre los dos pulsos de control en la Figura 1) para lograr la precisión de calibración requerida.
Para algunos sensores de flujo de gran diámetro, el coeficiente del instrumento es generalmente pequeño (por ejemplo, el coeficiente del instrumento de un caudalímetro de turbina 200 es solo 1,5 L-1; el coeficiente del instrumento de un caudalímetro de vórtice con un diámetro es aún menor, sólo alrededor de 0,2/L-1). Para un medidor de flujo de este tipo, se necesita mucho tiempo para recolectar suficientes pulsos y también requiere un equipo de calibración grande (un recipiente estándar grande). Debido a diversas limitaciones, los impulsos de contaje siempre no cumplen con los requisitos. La tecnología de conteo de tiempo dual es actualmente la tecnología de interpolación de pulsos más utilizada en el mundo. Puede garantizar una precisión técnica suficiente con equipos de calibración más pequeños en un tiempo de calibración más corto y un número total de pulsos más pequeño. Anteriormente se utilizaba en dispositivos estándar de flujo de tubos de microvolúmenes.
El "calibrador del sensor de flujo de pulso" que desarrollamos es un calibrador de tiempo dual compuesto por un contador tradicional y una tecnología de control de medición de tiempo dual. Las pruebas han demostrado que el calibrador es fácil y confiable de usar, puede acortar el tiempo de calibración, utiliza contenedores estándar más pequeños para calibrar sensores de flujo de gran diámetro y tiene una mayor precisión técnica que los métodos de calibración convencionales.
1 Principio del contador de tiempo dual
La tecnología de interpolación de pulsos es una forma efectiva para que el dispositivo de calibración del pistón mejore la resolución de la señal de salida del medidor de flujo, reduciendo así el tamaño de la calibración. dispositivo. Generalmente, para obtener suficientes pulsos al calibrar un medidor de flujo, se pueden adoptar dos enfoques. Uno es mejorar la resolución de la señal de salida del medidor de flujo para obtener tantos pulsos como sea posible dentro del tiempo de calibración limitado; el otro es aumentar el volumen de medición efectivo del dispositivo de calibración; Generalmente, el número de impulsos emitidos por una unidad de volumen de fluido que pasa a través de un caudalímetro (como el caudalímetro de turbina y el caudalímetro de vórtice mencionados anteriormente) es limitado y es imposible hacer que el volumen de medición efectivo del dispositivo de calibración sea muy grande. La tecnología de interpolación de pulsos resuelve bien este problema y hay varios métodos para elegir, como el método de tiempo dual, el método de cuatro tiempos y el método de bucle de bloqueo de fase. El uso de un "volumen pequeño" (volumen efectivo del dispositivo) para permitir que el dispositivo de calibración del pistón recopile 500 pulsos puede lograr la misma precisión que un dispositivo de calibración de gran volumen que recopile 10,000 pulsos.
Figura 1 Cuadro de calibración de coeficientes del instrumento
El principio del método de tiempo dual se muestra en la Figura 2a. Cuando el período de la señal del pulso de flujo es estable, el número de veces de interpolación del pulso es
(1)
donde: n es el número de pulsos de la señal del sensor de flujo registrados por el contador ; N1 es el método de tiempo dual O el número de pulsos interpolados por el método de cuatro tiempos es el intervalo de tiempo desde la detección de la señal de inicio hasta la detección de la señal de parada, desde el flanco ascendente del primer pulso después de detectar el; señal de inicio al primero después de detectar la señal de parada. Todo el intervalo de tiempo del ciclo de pulso entre los flancos ascendentes del pulso.
Método de tiempo dual Figura 2
Cuando la estabilidad del dispositivo estándar de flujo cumple con los requisitos estándar, se puede considerar que el período de la señal del pulso de flujo es estable, por lo que se obtiene mediante la fórmula (1) El número de interpolación de pulsos debe ser válido.
Además del método de tiempo dual, también se puede utilizar el método de cuatro tiempos para determinar el número de interpolaciones de pulsos.
Utilice el método de cuatro tiempos para medir t1 ~ T4 cuatro veces, como se muestra en la Figura 2b. El número de pulsos es
N1=N (2)
Este artículo utiliza el método dual. -Método de tiempo como ejemplo para diseñar el calibrador del sensor de flujo de pulso.
2 Diseño de hardware del instrumento de verificación
El diagrama de bloques del principio de hardware del calibrador del sensor de flujo de pulso se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Diagrama de bloques del principio del hardware del calibrador de flujo de tiempo dual
Este probador no utiliza un microprocesador y tiene una buena confiabilidad de funcionamiento. La señal de control puede ser una señal de pulso estrecho o una señal de nivel del interruptor unipolar de dos posiciones K1. Cuando la señal de nivel se usa para control, el interruptor K2 se puede usar para seleccionar control de alto nivel o control de bajo nivel.
Cuando la señal de control es una señal de pulso (la primera señal de control en la Figura 3), el interruptor K1 selecciona el control de pulso. Se supone que la salida del terminal Q del flip-flop TR1 del estado inicial es de nivel bajo. L (el nivel alto de salida no importa), el nivel alto H se retroalimenta al terminal D. El interruptor K2 selecciona control de nivel alto o control de nivel bajo.