SU1691686A1 - Method of determining water flow rate in open channels - Google Patents
Method of determining water flow rate in open channels Download PDFInfo
- Publication number
- SU1691686A1 SU1691686A1 SU894685871A SU4685871A SU1691686A1 SU 1691686 A1 SU1691686 A1 SU 1691686A1 SU 894685871 A SU894685871 A SU 894685871A SU 4685871 A SU4685871 A SU 4685871A SU 1691686 A1 SU1691686 A1 SU 1691686A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- inputs
- output
- elements
- flow
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к гидрометрии и позвол ет уменьшить врем , затрачивав мое на определение расхода воды в открытых каналах. Датчик скорости потока след щим образом удерживаетс но определенном рассто нии от дна канала, завис щего также и от измен ющегос уровн потока Расход потока воды вычисл етс с помощью блока вычислени , в который вводитс значение скорости потока и его урон- н . Динамика потока практически не измен етс , поскольку датчик скорости и датчик уровн выполнены мало;збаритны- ми 2с и 2 з п. ф-лы, 4 илThe invention relates to hydrometry and reduces the time spent on determining the flow rate of water in open channels. The flow velocity sensor is kept consistently but a certain distance from the bottom of the channel, also depending on the varying flow level. The flow rate of the water is calculated using a calculator into which the value of the flow velocity and its loss are entered. The dynamics of the flow are almost unchanged, since the speed sensor and the level sensor are not very large, the 2C and 2 s are compact.
Description
Изобретение относитс к гидрометрии и предназначено дл определени расхода воды в открытых незаил емых руслах симметричного сечени , работаюи х в бесподпорном режиме на пр молинейном участке канала.The invention relates to hydrometry and is intended to determine the flow rate of water in open, non-penetrating channels of a symmetrical section, operating in an irreducible mode on a straight channel section.
Цель изобретени - уменьшение времени определени расхода воды.The purpose of the invention is to reduce the time for determining the flow of water.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл определени расхода воды; на фиг.2 - конструкци датчика уровн в кинематической схеме след щего уровнемера; на фиг.З - конструкци датчика скорости потока; на фиг.4 - обща схема расстановки элементов устройства дл определени расхода .FIG. 1 is a block diagram of a device for determining water flow; Fig. 2 shows the level sensor design in the kinematic circuit of the following level gauge; FIG. 3 shows the design of the flow velocity sensor; Fig. 4 is a general arrangement of the elements of the device for determining the flow rate.
Устройство дл определени расхода воды содержит уровнемер 1 датчик 2 скорости потока, своим выходом соединенный с формирователем 3 импульсов, блок 4 вычис- лениа величины расхода, датчик 5 уронн потока, электрически соединенный с управл ющими входами реверсивного электро двигател 6, вал которого кинематически св зан через шкив 7 и трособлочную систему 8 с корпусом датчика 5 уровн , а таь же с валом преобразовател 9 угла поворота вала в код Гре , разр дные выходы которого через преобразователь 10 кода Греч в двоичный код соединены с первыми информационными входами 11 блока 4 вычислени , а через редуктор 12 с коэффициентом переf m + 1 ,т дачи ( ) вал этого же электродинThe device for determining the water flow contains a level gauge 1 flow rate sensor 2, its output connected to a pulse shaper 3, a flow rate calculation unit 4, a flow sensor 5 electrically connected to control inputs of a reversible electric motor 6, whose shaft is kinematically connected through the pulley 7 and the cable-block system 8 with the sensor body of the 5 level, and with the shaft of the converter 9 of the angle of rotation of the shaft into the Gre code, the bit outputs of which through the converter 10 of the Grech code into the binary code are connected to the first and data inputs 11 calculation unit 4, and through the reduction gear 12 with peref coefficient m + 1, t cottages () of the same shaft electrodynamic
гател б кинематически св зан с вап м второго преобразовател 13 угла псворгна вала в код Гре разр дные выходы юторого через преобразователь 14 кода I ро в двоичный код подведены к нервы р трчдным входам сумматора 15 вторые разр дные входы которого череэ последовлтрчьно соединенные преооразователь 16 кода Гре и двоичным код и опок 17 инвертора gate b kinematically connected with the second converter 13 of the psvorgna shaft to the Gre code; the bit outputs are through the converter 14 of the I code into the binary code connected to the nerves of the triple inputs of the adder 15; the second digit inputs of which are next connected to the converter of the 16 Gre code and binary code and inverter flask 17
ЧеНЫ К ПЫлРДйИ , П0 1ТПPAINTS TO PYLRDYI, P0 1TP
ОABOUT
оabout
оabout
00 000 0
л 18 угла поворота вала в код Гре , вал которого кинематически соединен с валом второго реверсивного электродвигател 19, который посредством реечного механизма 20 перемещени св зан также с датчиком 2 скорости потока, вход 21 перенос двоичного сумматора 15 посто нно подключен к источнику 22 сигнала логической единицы, разр дные выходы сумматора 15 через элемент ИЛИ 23 подключены к первым входам элементов И 24 и 25, выход 26 перенос сумматора 15 соединен непосредственно со вторым входом элемента И 24 и через элемент НЕ 27 со вторым входом элемента И 25, выходы элементов И 24 и 25 подключены ко входам реверсивного усилител 28 мощности, своим выходом соединенного со входом второго реверсивного электродвигател 19, таймер 29 своим первым выходом соединен с первым входом элемента И 30, ко второму входу которого подключен выход формировател 3 импульсов, соединенного также с первым входом элемента Иl 18 of the angle of rotation of the shaft to the Gre code, whose shaft is kinematically connected to the shaft of the second reversing electric motor 19, which is also connected to the flow velocity sensor 2 by means of a rack and pinion movement mechanism 20, input 21 of the transfer of the binary adder 15 is permanently connected to the logical unit source 22 , the bit outputs of the adder 15 through the OR element 23 are connected to the first inputs of the AND 24 and 25 elements, the output 26 of the transfer of the adder 15 is connected directly to the second input of the AND 24 element and through the HE element 27 to the second input of the And 2 element 5, the outputs of the elements 24 and 25 are connected to the inputs of the reversible power amplifier 28, its output connected to the input of the second reversing electric motor 19, the timer 29 with its first output connected to the first input of the element 30, to the second input of which the output of the driver 3 is connected, also with the first input element and
31,второй вход которого соединен с выходом таймера 29, второй выход таймера 29 подключен к первому входу элемента ИЛИ31, the second input of which is connected to the output of the timer 29, the second output of the timer 29 is connected to the first input of the element OR
32,второй вход которого соединен с П тым выходом 29, третий выход таймера 29 подключен к первому входу элемента ИЛИ 33, второй вход которого вместе с первым входом элемента ИЛИ 34 и сбросным входом таймера 29 соединен с выходом установочного блока 35, п тый и шестой выходы таймера 29 соединены со вторыми входами соответственно элементов ИЛИ 32 и 34, выходы элементов ИЛИ 33 и 34 подключены к установочным входам соответственно первого 36 и второго 37 двоичных счетчиков и ко входам элемента ИЛИ 38, своим выходом соединенного с установочным входом блока 4 вычислени , выходы элементов И 30 и 31 соединены со счетными входами соответст венно первого 36 и втрого 37 двоичных счет- чиков, выходы которых поразр дно подключены к первым входам элементов И соответственно первой 39 и второй 40 групп, вторые входы которых соединены соответственно с п тым и вторым выходами таймера 29. выходы элементов И этих групп через группу элементов ИЛИ 41 подключены поразр дно ко вторым информационным входам 42 блока 4 вычислени , выходы которого соединены с блоком 43 контролируемого пункта системы телемеханики.32, the second input of which is connected to the Fifth output 29, the third output of the timer 29 is connected to the first input of the OR element 33, the second input of which together with the first input of the OR element 34 and the reset input of the timer 29 is connected to the output of the installer 35, the fifth and sixth the outputs of the timer 29 are connected to the second inputs of the elements OR 32 and 34, respectively, the outputs of the elements OR 33 and 34 are connected to the installation inputs of the first 36 and second 37 binary counters, respectively, and to the inputs of the OR element 38, its output connected to the installation input of block 4 in The numbers, outputs of the AND elements 30 and 31 are connected to the counting inputs of the first 36 and secondly 37 binary counters, respectively, the outputs of which are bit-wise connected to the first inputs of the AND elements of the first 39 and second 40 groups, the second inputs of which are connected respectively to the fifth and the second outputs of the timer 29. The outputs of the elements AND of these groups are connected through the group of elements OR 41, one at a time, to the second information inputs 42 of the calculating unit 4, the outputs of which are connected to the block 43 of the controlled point of the telemechanics system.
Датчик 5 уровн размещен с зазором 44 в трубе 45 малого, по сравнению с шириной потока, диаметра, установленной вертикально и жестко скрепленной в своей верхней части с гидрометрическим мостиком 46. Диэлектрический корпус 47 трехпозиционного датчика 5 уровн выполнен полым и содержит поплавок 48, размещенный между нижним 49 и верхним 50 отверсти ми корпуса 47 трехпозиционного датчика уровн иA level 5 sensor is placed with a gap 44 in the pipe 45 of a small diameter, installed vertically and rigidly fastened in its upper part with a hydrometric bridge 46 compared to the flow width. The dielectric body 47 of the three-position level sensor 5 is hollow and contains a float 48 located between the lower 49 and top 50 holes of the housing 47 of the three-position level sensor and
оснащенный кольцевым посто нным магнитом 51 подковообразного сечени , обеспечивающим управление состо нием магнитоуправл емых контактов 52, разнесенных по высоте на величину зоны нечувст0 вительности и установленных в вертикальных отверсти х 53 корпуса 47 трехпозиционного датчика уровн , загерметизированных от попадани в них влаги. Поплавок 48 и корпус 47 датчика уровн снабжены в своих нижнихequipped with an annular permanent magnet 51 of a horseshoe-shaped cross section, which provides control of the state of the magnetically controlled contacts 52, separated in height by the size of the insensitivity zone and installed in the vertical holes 53 of the housing 47 of the three-position level sensor sealed from moisture ingress into them. The float 48 and the level sensor housing 47 are provided in their lower
5 част х ут жел ющими вставками 54, 55, кроме этого, поплавок 48 оснащен противо- заклинивающими элементами 56, а труба 45 в своей нижней части - сменной демпфирующей вставкой 57.5 parts of the mounting inserts 54, 55, in addition, the float 48 is equipped with anti-wedging elements 56, and the pipe 45 in its lower part is equipped with a removable damping insert 57.
0Вихровой датчик 2 скорости пото.ка выполнен в виде пластикового тонкостенного цилиндра 58, установленного вертикально внутри горизонтального отрезка трубы 59 и имеющего выполненный между вихревосп5 ринимаюицими лопаст ми 60 продольный вырез, сообщающий внутреннее пространство цилиндра 58 с наружной средой, причем противоположные кра выреза снабжены пластинами 61, 62, расположен0 ными с возможностью параллельного перемещени друг относительно друга и содержащими внутри себ отрезки 63 фольги , соединенные между собой и вл ющиес обкладками конденсатора частотнозадаю5 щей цепи генератора 64.The vortex sensor 2 of the flow velocity is made in the form of a plastic thin-walled cylinder 58 mounted vertically inside the horizontal section of pipe 59 and having a longitudinal cut made between the vortex breathing blades 60, communicating the inside space of the cylinder 58 with the external medium, and the opposite edges of the cutout are provided with plates 61 , 62, are located with the possibility of parallel movement relative to each other and containing inside themselves segments 63 of foil interconnected and being encased s condenser chastotnozadayu5 boiling generator circuit 64.
В основе способа определени расхода лежит принцип определени средней скорости потока воды одноточечным измерением ее на репрезентативной вертикали.The method of determining the flow rate is based on the principle of determining the average flow rate of water by single-point measurement of it on a representative vertical.
0 Наиболее надежной формулой профил скоростей в открытых каналах вл етс параболи- j0 The most reliable velocity profile formula in open channels is parabolic j
веска V Vmax ijm , где rj - относительна глубина; m - коэффициент, отражающий 5 особенности русла и дл указанных условий применени способа вл ющийс посто нным . Из этого выражени следует, что скорость потока можно представить в видеweigh V Vmax ijm, where rj - relative depth; m is a coefficient reflecting 5 features of the channel and for the specified conditions of application of the method is constant. From this expression it follows that the flow rate can be represented as
jj
0 h1/m, где К Vm8x( ) m - коэффициент,0 h1 / m, where K Vm8x () m is the coefficient,
также принимаемый посто нным при математических расчетах; h - рассто ние от дна потока до точки измерени скорости. 5 Согласнотеоремео среднем значении, если функци f(x) непрерывна на отрезке а.Ь, то на интервале (а,Ь) существует такое число Ј, чтоalso taken constant in mathematical calculations; h is the distance from the bottom of the flow to the velocity measurement point. 5 According to the mean value, if the function f (x) is continuous on the segment a b, then on the interval (a, b) there exists a number such that
/f(x)(Ј) (b-a) 0)/ f (x) (Ј) (b-a) 0)
Функци h m вл етс непрерывной на отрезке 0,Н, т.е. аналогичным образом имеемThe function h m is continuous on the interval 0, H, i.e. similarly we have
1one
1one
Н -1J.5H -1J.5
/khmdh(khc)(H - О ) Vcp ( Н - О )/ khmdh (khc) (H - O) Vcp (H - O)
оabout
Решение этого интеграла даетThe solution of this integral gives
m + 1 mm + 1 m
НH
К h m I Vcp H m + 1dK h m I Vcp H m + 1d
откудаfrom where
Vcp К H m К tv p1Vcp K H m K tv p1
где hcp - рассто ние от дна канала до точки, где измер ема скорость равна средней.where hcp is the distance from the bottom of the channel to the point where the measured speed is equal to the average.
Из выражени (4) находим hep.From expression (4) we find hep.
icpicp
-t01 v-t01 v
( m +T ) (m + t)
HH
щую менееless than
0,50.5
Экспериментальные данные свидетель- ствуют о том, что максимальна скорость потока иногда находитс не на его поверхности , а на глубине (0,15-0,2)Н от нее. Скорость же потока на поверхности в этом случае составл ет около 0,95Vmax, а аппроксимаци реальной кривой зависимостью V kh1/m вносит в определение средней скорости некоторую погрешность, составл ю- 0,005Experimental data indicate that the maximum flow velocity is sometimes not on its surface, but at a depth of (0.15-0.2) H from it. The velocity of the flow on the surface in this case is about 0.95 Vmax, and approximation of the real curve with the V kh1 / m dependence introduces a certain error in the definition of the average velocity, which is y-0.005
0,01, что не может 0.01, which cannot
сколь-либо существенно отразитьс на вычисление положени ординаты средней скорости на репрезентативной вертикали. Очевидно также, что в действительности ошибка значительно меньше.Significantly affect the calculation of the position of the ordinate of the average velocity on a representative vertical. It is also obvious that in reality the error is much smaller.
При наличии ветра за счет нагона могут измен тьс уровень и скорость потока, поэтому в таких услови х измерени средней скорости и уровн потока без применени средств ветрозащиты не производ тс . т т +In the presence of wind due to surge, the level and velocity of flow can vary, therefore, under such conditions, the measurement of average velocity and level of flux without the use of windscreeners is not performed. t t +
незначительно при изменении т, поэтому hep определ етс по измеренному значению Н с высокой точностью. Это еще раз свидетельствует о том, что среднюю скорость потока Vcp можно определ ть одним измерением на репрезентативной вертикалиslightly when t changes, so hep is determined from the measured H value with high accuracy. This again indicates that the average flow rate Vcp can be determined by one dimension on a representative vertical.
m vnm vn
Величина (Value (
-)m мен етс весьма-) m varies greatly
на рассто нии hCp-(at a distance of hCp- (
-)т Н от дна по- -) t N from the bottom
тока. Наличие же линейных св зей между средней скоростью потока и средней скоростью на репрезентативной вертикали (VCp KP |JB), а также больша устойчивость приcurrent. The presence of linear links between the average flow velocity and the average velocity on the representative vertical (VCp KP | JB), as well as greater stability at
5five
))
10ten
1515
2020
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
различных уроач х воды кпэфф1Ч{н н1 - а- зи Кр (особенно в симметричны v фиксированных сечени х) не только несомненны, но и служит основой при создании автомзгизи рованных и автоматических устройств дл экспрессного определени скорости и par- хода воды в открытых каналах Использование же след щего уровнемера позвол ет по непрерывно отслеживаемому значению Н г, любой момент времени вычислить площчдь S живого сечени , а по измеренному значению VCp в точке hcp расход водыvarious water levels kpäff1Ch {n1 - azi Kr (especially in symmetric v fixed sections) are not only unquestionable, but also serve as the basis for the creation of automatized and automatic devices for express determination of the speed and parity of water in open channels the same level gauge allows continuously monitoring the value of H g, any time instant to calculate the area S of the living section, and the measured value VCp at the point hcp water consumption
Работа устройства дл определений расхода воды в открытых руслах происходит следующим образомThe operation of the device for determining the flow of water in the open channels is as follows
В исходном состо нии устройств и поданном на его блоки напр жении пигакчч уровнемер 1 подает на первые инфорпзци онные входы 11 блока 4 вычислени двсшч ное число, соответствующее урорню потока в месте определени расхода. Поплавок 4о (см.фиг,2), размещенный в полости корпуса 47 трехпозиционного контактного датчика 5 уровн и оснащенный посто нным кольцо вым магнитом 51 подковообразного се -е- ни в исходном состо нии устройства MOVSI находитьс в любом допустимом месте корпуса 47 датчика уровн In the initial state of the devices and the voltage supplied to its blocks, the PigacciC level gage 1 supplies to the first information inputs 11 of the block 4 of the calculation a two-digit number corresponding to the flow rate at the location of the flow rate. A float 4o (see Fig. 2), placed in the cavity of the housing 47 of the three-position contact sensor 5 and equipped with a permanent ring magnet 51 of the horseshoe-shaped machine in the initial state of the MOVSI device, is in any permissible position of the housing 47 of the level sensor
При нахождении поплавка 48 а одном мз крайних положений посто нный кольцевой магнит 51 находитс вблизи одного m дьух магиитоуправлчемых контактов 52 рэзме щенных в соответственных отверсти х 53 вертикальных каналов, выполненных в корпусе 47 датчика 5 уровн . Материаюм кор пуса датчика может быть любой диэлектрик, например капрон. При всздейс гвии лол по сто нного кольцевого магнита 51 на любой из магнитоупразл емых контактов 52 происходит его замыкание и влючсние первого редукторного реверсивного электродвигател 6. Если замыкаетс верхний магнитоуп- равл емый контакт 52, то производитс подъем корпуса 47 датчика 5 уровн посредством трособлочной системы 8 и шкива 7 до того уровн , пока замкнутый верхний магни- тоуправл емый контакт 52 на разомкнетс , при этом первый редукторный реверсивный электродвигатель 6 отключитс . Аналогичным образом замыкание нижнего магнито- управл емого контакта 52 приводит к включению первого редукторного реверсивного электродвигател 6 на опускание корпуса 47 датчика уровн 5 до того момента, пока нижний магнитоуправл емый контакт 52 вновь не разомкнетс , что приведет к выключению первого редукторного реверсивного электродвигател 6. Возможный дребезг магнитоуправл емых контактов не оказывает вли ни на работоспособностьWhen the float 48 is located at one mz of the extreme positions, the permanent ring magnet 51 is located near one m of the magnetocontrolled contacts 52 of the vertical channels inserted in the corresponding openings 53 of the vertical channels made in the body 47 of the level sensor 5. The matter of the sensor core can be any dielectric, for example, nylon. When the lion of the standing ring magnet 51 is boosted to any of the magnetically resistant contacts 52, it is short-circuited and the first gear-bearing reversing electric motor 6 closes. If the upper magneto-equalizing contact 52 is closed, then the level 5 body 47 of the sensor 5 is lifted by means of a cable block system 8 and the pulley 7 to the same level as the closed upper magnetically controlled contact 52 is open, the first gear reversing electric motor 6 being disconnected. Similarly, the closure of the lower magnetically controlled contact 52 causes the first gear reversing motor 6 to be switched on to lower the level sensor body 47 until the bottom magnetic contact 52 is open again, which will turn off the first gear reversing motor 6. Possible the bounce of magnetic contacts does not affect the performance
электродвигател , вл ющегос инерционным звеном. Точность измерени уровн определ етс шириной зоны нечувствительности трехпозиционного контактного датчика уровн 5 и зависит от ши- рины кольцевого посто нного магнита 51 и рассто ни , на которое разнесены между собой магнитоуправл емые контакты 52. В данном случае погрешность измерени уровн составл ет ± 0,3 см.electric motor, which is an inertial link. The accuracy of the level measurement is determined by the width of the dead zone of the three-position level 5 contact sensor and depends on the width of the annular permanent magnet 51 and the distance that the magnetically controlled contacts 52 are spaced apart. In this case, the level measurement error is ± 0.3 cm.
Вал первого реверсивного электродвигател б кинематически св зан с валом преобразовател 9 угла поворота вала в код Гре , в свою очередь соединенного с преобразователем 10 кода Гре в двоичный код, выходы которого поразр дно подключены к первым информационным входам 11 блока 4 вычислени . Поэтому на этих входах посто нно присутствует двоичное число, соответствующее уровню Н потока.The shaft of the first reversing motor b is kinematically connected with the shaft of the converter 9 of the angle of rotation of the shaft into the Gre code, in turn connected to the converter 10 of the Gre code into a binary code, the outputs of which are bit-wise connected to the first information inputs 11 of the calculation 4. Therefore, a binary number is permanently present at these inputs corresponding to the level H of the stream.
Кроме того, вал первого редукторного реверсивного электродвигател 6 также кинематически через редуктор 12 с коэф , лIn addition, the shaft of the first gear reversing motor 6 is also kinematically through the gearbox 12 with the coefficient, l
фициентом передачи (---)т (в общемtransfer amount (---) t (in general
случае) св зан с валом преобразовател 13 угла поворота вала в код Гре , своими выходами св занного со входами преобразовател 14 кода Гре в двоичный код, на разр дных выходах которого также посто нно будет присутствовать двоичное число, соответствующее, в общем случае,case) is connected with the converter shaft 13 of the angle of rotation of the shaft into the Gre code, with its outputs connected with the inputs of the converter 14 of the Gre code into a binary code, the bit outputs of which will also constantly have a binary number corresponding to, in general,
mm
m +m +
будет присутствовать на первых входах сумматора 15.will be present at the first inputs of the adder 15.
При включении системы датчик 2 скорости потока необ зательно находитс в точке потока, ордината которой соответствует ( --i-)m от уровн Н потока, Дл дальнейшего объ снени работы устройства необходимо выбрать значение коэффици ентз т. Дл простоты примем m 2. ТогдаWhen the system is turned on, the flow rate sensor 2 is not necessarily at the flow point, the ordinate of which corresponds to (---) m from the flow level H. To further explain the operation of the device, it is necessary to choose the value of the coefficient t. For simplicity, we take m 2. Then
(---г) Положим, что при включении(--- d) Suppose that when turned on
ГП т 1 УГП т 1 У
устройства уровень Н составл л 513 см. Предположим также, что датчик скорости 2 находилс , например, на рассто нии 235см от дна потока, что в двоичном виде соответствует числу 11101011. Именно это число будет присутствовать на выходе преобразовател 16 кода Гре в двоичный. Блок 17 инверторов преобразует это число в инверсное 00010100. Как уже указывалось, на первых разр дных входах сумматора 15 присутствует число, соответствующее (тт)1 N или о 513 device level H was 513 cm. Suppose also that speed sensor 2 was, for example, at a distance of 235 cm from the bottom of the stream, which in binary form corresponds to the number 11101011. This is exactly the number that will be present at the output of the 16-to-B code in the converter. The inverter block 17 converts this number into the inverse 00010100. As already mentioned, the first bit inputs of the adder 15 contain a number corresponding to (tm) 1 N or about 513
228 (в двоичном виде 11100100). На вторых228 (in binary form 11100100). On the second
((
-)т-Н . Это число также посто нно-) tn. This number is also constant.
00
5 five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
разр дных входах двоичного сумматора 15 присутствует число 00010100 а на вход 21 перенос младшего разр да двоичного сумматора 15 от источника 22 посто нно подаетс сигнал логической единицы. В результате суммировани на выходах двоичного сумматора 15 получим: 00010100 +11100100bit inputs 15 of the binary adder 15, the number 00010100 is present, and the input 21 carries the low bit of the binary adder 15 from the source 22 and constantly sends a signal of the logical unit. As a result of the summation at the outputs of the binary adder 15, we get: 00010100 +11100100
1one
0.111110010.11111001
Знак О слева от зап той означает по вление на выходе 26 перенос старшего разр да двоичного сумматора 15 сигнала логического нул , который поступает на вто- ро вход первого элемента И 24. и проинвер- тированный элементом НЕ 27 в сигнал логической единицы, - на второй вход второго элемента И 25. На первые же входы обоих элементов И 24, 25 подаетс сигнал логической единицы с выхода первого элемента ИЛИ 23, на входы которого с разр дных выходов двоичного сумматора 15 поступает число 11111001, полученное в результате операции суммировани . Поскольку на обоих входах элемента И 25 присутствуют сигналы логической единицы, то этот сигнал с выхода элемента И 25 через реверсивный усилитель 28 мощности включит второй реверсивный электродвигатель 19 на опускание датчика скорости потока. Если же датчик скорости будет при включении системы находитьс на рассто нии, например , 200 см от дна потока, что в двоичном виде соответствует числу 11001000, а в инверсном виде - 00110111, то при суммировании в двоичном сумматоре 15 получимThe symbol O to the left of the comma indicates the appearance at the output 26 of the high-order transfer of the binary adder 15 of the logical zero signal, which goes to the second input of the first element AND 24. and is inverted by the element NOT 27 into the signal of the logical unit, to the second the input of the second element is AND 25. The first inputs of both elements AND 24, 25 are given a signal of the logical unit from the output of the first element OR 23, the inputs of which from the bit outputs of the binary adder 15 receive the number 11111001, obtained as a result of the summation operation. Since at both inputs of the element 25 there are signals of a logical unit, this signal from the output of the element 25 through a reversible power amplifier 28 will turn on the second reversible electric motor 19 to lower the flow velocity sensor. If, however, when the system is turned on, the speed sensor is at a distance, for example, 200 cm from the bottom of the stream, which in binary form corresponds to the number 11001000, and in the inverse form - 00110111, then when summing up in the binary adder 15 we get
0011011100110111
11100100 111100100 1
1.000111001.00011100
Единица слева от зап той означает по вление на выходе 26 перенос старшего разр да двоичного сумматора сигнала логической единицы. Этот сигнал подаетс на второй вход первого элемента И 24 и в виде сигнала логического нул (вследствие инверсии элементом НЕ 27) - на второй вход второго элемента И 25. На вторые входы этих элементов с выхода первого элемента ИЛИ 23 поступает сигнал логической единицы , поскольку на его входы с разр дных выходов двоичного сумматора подаетс число 00011100.The unit to the left of the comma indicates the appearance at the output 26 of the high-order transfer of the binary adder of the signal of the logical unit. This signal is fed to the second input of the first element AND 24 and in the form of a logical zero signal (due to the inversion of the element NOT 27) to the second input of the second element AND 25. The second inputs of these elements from the output of the first element OR 23 receive a logical one signal, since its inputs from the binary output of the binary adder are given the number 00011100.
Наличие на обоих входах элемента И 24 сигналов логической единицы приводит к тому, что сигнал логической единицы si на выходе элемента И 24, что, Р свою очередь , приводит к включению ерез цо ррThe presence at both inputs of an AND 24 signal of a logical unit causes the signal of a logical unit si at the output of an AND 24 element, which, P turn, leads to the inclusion of
f +f +
сивный усилитель мощности 28 второго ре- дукторного реверсивного электродвигател 19 на подъем датчика скорости потока. Таким образом, наличие рассогласовани приводит , в зависимости от его знака, к включению второго реверсивного электродвигател 19 либо на опускание, либо на подъем датчика 2 скорости потока.a strong power amplifier 28 of the second reducer reversible electric motor 19 to raise the flow velocity sensor. Thus, the presence of a mismatch leads, depending on its sign, to turn on the second reversible electric motor 19 either to lower or to raise the flow velocity sensor 2.
Синхронно с перемещением датчика 2 скорости потока на вторых разр дных входах сумматора 15 информаци будет измен тьс до тех пор, пока датчик 2 скорости не будет переведен на рассто ниеIn synchronization with the movement of the flow rate sensor 2 at the second bit inputs of the adder 15, the information will change until the speed sensor 2 is moved to the distance
-)т от уровн потока Н (в данном-) t from the flow level H (in this
mm
(m -f 1(m -f 1
4 примере - на уровень Н 228 см).4 example - to the level H 228 cm).
В случае перевода датчика 2 скорости потока на расто ние 228 см от дна канала на первые разр дные входы будет поступать двоичное число 11100100, а на вторые - инверсное ему 00011011. С учетом посто нно подающегос на вход 21 перенос младшего разр да двоичного сумматора 15 сигнала логической единицы, в сумматоре произойдет суммирование 4 11100100 00011011 1In the case of transferring the sensor 2 flow rates to a plant of 228 cm from the channel bottom, the binary number will be received by the binary number 11100100, and the second will be inverse to it 00011011. Taking into account the transfer of the least significant bit of the binary adder 15 signal to the second inputs logical unit, the adder will sum up 4 11100100 00011011 1
1.00000001.0000000
и сочетание 00000000 поступит с разр дных выходов двоичного сумматора 15 на входы первого элемента ИЛИ 23 и в виде сигнала логического нул по витс на его выходе, св занном с первыми входами элементов И 24 и 25, Это приводит к по влению сигнала логического нул на выходах обоих элементов И 24, 25 и выключению через второй реверсивный усилитель мощности 28 второго реверсивного электродвигател 19 - рассогласование ликвидировано. Таким образом, система перемещени датчика скорости посто нно оаботает в режиме устранени рассогласовани , поддержива and the combination 00000000 comes from the bit outputs of the binary adder 15 to the inputs of the first element OR 23 and as a logical zero signal at its output associated with the first inputs of the AND 24 and 25 elements. This leads to the appearance of the logical zero signal at the outputs both elements And 24, 25 and off through the second reversible power amplifier 28 of the second reversing electric motor 19 - the error is eliminated. Thus, the speed sensor displacement system is constantly operating in the error correction mode, maintaining
датчик на рассто нии ()1 от днаdistance sensor () 1 from bottom
потока. Так как устран емое рассогласование в режиме слежени равно одному шагу квантовани преобразовател 13 угла поворота вала в код Гре , а скорость устранени его редукторным зтектроцвигателем составл ет , например, 2 об/мин, то перерегулирование отсутствует.flow. Since the resolving mismatch in the tracking mode is equal to one quantization step of the transducer 13 of the angle of rotation of the shaft to the Gre code, and the speed of elimination by its gear motor it is, for example, 2 rpm, there is no overshoot.
Измерение скорости потока основано на подсчете за период Т количества вихрей Карманз. образующихс за пластиковым тонкостенным цилиндром 58 и воспринимаемых лопаст ми 60, которые поочередно, в так г проход щим вихр м, отклон ютс от своего исходного положени в сторону осиThe measurement of the flow velocity is based on the calculation for the period T of the number of Karmanz vortices. formed behind the plastic thin-walled cylinder 58 and the perceived blades 60, which alternately, in the same way passing vortices, deviate from their original position in the direction of the axis
симметрии горизонтального отрезка груthe symmetry of the horizontal segment of the group
г...g ...
59. При этом пластины 61 с отрезками Фоль ги друг относительно друга перемещайс , мен етс емкость частотнозадрющей59. At the same time, plates 61 with segments of the Foil move relative to each other, the capacitance of the frequency-dropping varies
5 цепи генератора 64 и частота импульсов на его выходе, т.е. мы получаем частотно модулированные колебани , которые после об работки формирователем 3 импульсов, включающим и частотный дискриминатор5 generator circuit 64 and the frequency of the pulses at its output, i.e. we obtain frequency-modulated oscillations, which, after being processed by a shaper of 3 pulses, including the frequency discriminator
0 поступают на счетчики импульсов.0 arrive at the pulse counters.
Частота следовани этих сформированных после демодул ции импульсов пропорциональна скорости потока в точке измерени . Но ток как эта точка распаложеThe frequency of these pulses formed after demodulation is proportional to the flow velocity at the measurement point. But the current as this point is located
5, in уп ,,5, in up ,,
на на рассто нии ( - --,- ) Н от дна канаon at a distance (- -, -) H from the bottom of the cana
ла, то измер ема скорость равна средней скорости потока на репрезентативной вер тикалиla, then the measured velocity is equal to the average flow velocity at the representative vertical
0UB - Ki f.0UB - Ki f.
где Ki - посто нный коэффициент, учитыва ющий диаметр тонкостенного цилиндра 58 и критерий (коэффициент) Струхала.where Ki is a constant coefficient taking into account the diameter of a thin-walled cylinder 58 and the criterion (coefficient) of Strouhal.
Средн же скорость всего потока вThe average speed of the entire stream in
5 данном сечении канала Vr(. как отмечалось , определ етс как VCp KD Un, r e5 of this channel section Vr (. As noted, is defined as VCp KD Un, r e
Vcp - К fVcp - K f
где К - Кр KI определ етс ,аблзгоероме но.where K - Kr KI is defined, ablzgoerome no.
0Значащие ксс-ФФ цион а К, ак и другие0Significant CSC-FF-tion and K, ak and others
посто нные величины (Ь ширина дна в месте измерени ; tg а- тчнгенг. углз наклона откосов кзм а к вершк.чли), ввод тс в вычислительное устроство дл расчета рас5 хода воды заранее посредством клавишного устройства ввода-вывода информации (на блок-схеме это дл простоты че о ражено) Точность измерени сксртои зависит от интервала Т времени интегрировани .Constant values (b the width of the bottom at the measurement site; tg a-tchngeng. angle of inclination of the slope of the skimt aperture) are entered into the computational device for calculating the water flow in advance by means of a key input / output information (in the block diagram for simplicity, this is reflected) The measurement accuracy of the scraper depends on the interval T of the integration time.
0 поэтому дл обеспечени экспрессиости определени расхода скорость потока должна быть измерена заблаговременно Дл этой цели используютс два запоминающих устройства запись а которые число импульсоо.Therefore, to ensure the expressiveness of the flow determination, the flow rate must be measured in advance. For this purpose, two recording memories are used, which are the number of pulses.
5 пролорш-.снальмых скорости потока, осуществл етс поочередно, а считывание информации обеспечиваетс с того из них, запись в которое произведена.5 breaks through the flow rate, alternately, and information is read from the record to which it was recorded.
0Блок 4 вычислени обеспечивает выполнение следующих операций: вычисление скорости потока V;p К f; вычисление площади S живого сечени потока по посто нным величинам b, tg / и измеренному0Calculation block 4 provides the following operations: calculation of the flow rate V; p K f; calculating the area S of the living cross-section of the stream from constant values of b, tg / and measured
5 значению Н уровн потока (дл трапецеидального русла S К(Ы Н ig а); вычисление расхода О - V cp-S; передачу вычисленного значение Q в пам ть блока 43 контролируемого пункта системы телемеханики.5 to the H value of the flow level (for the trapezoidal bed S K (S H ig a); the calculation of the flow O is V cp-S; the transfer of the calculated Q value to the memory of the block 43 of the controlled point of the telemechanics system.
После включени электропитани сигналом от установочного блока 35,вырабатывающего сбросной импульс, обнул ютс двоичные счетчики 36, 37 (соответственно через четвертый 34 и третий 33 элементы ИЛИ) и блок 4 вычислени (через четвертый 32, третий 33 и п тый 38 элементы ИЛИ). Одновременно устанавливаетс в исходное состо ние таймер 29.After switching on the power supply, the binary counters 36, 37 (respectively, through the fourth 34 and third 33 OR elements) and calculation block 4 (through the fourth 32, third 33 and Fifth 38 OR elements) are zeroed with a signal from the installation unit 35, generating a waste pulse. At the same time, the timer 29 is reset.
В дальнейшем работа всей системы протекает следующим образом. Сигнал с первого выхода таймера 29 открывает третий элемент И 30, через второй вход которого в первый двоичный счетчик 36 в течение времени Т записываетс последовательность импульсов от датчика 2 скорости, приведенных к стандартным параметрам формирователем 3 импульсов.In the future, the work of the entire system proceeds as follows. The signal from the first output of timer 29 opens the third element I 30, through the second input of which the first binary counter 36 records the sequence of pulses from the speed sensor 2, converted to standard parameters by the driver of 3 pulses, over time T.
Одновременно с началом записи импульсов в первый двоичный счетчик 36 сигнал со второго выхода таймера 29 разрешает передачу через вторую группу элементов И 40 и группу элементов ИЛИ 41 в блок 4 вычислени двоичной информации со второго двоичного счетчика 37, во все разр ды которого после начального сброса записаны нули. При этом через второй элемент ИЛИ 32 разрешаетс проведение вычислений блоком 4 вычислени , первый результат которых даст, естественно, нулевой результат.Simultaneously with the beginning of the recording of pulses into the first binary counter 36, the signal from the second output of timer 29 allows the transmission through the second group of elements AND 40 and the group of elements OR 41 to the block 4 for calculating binary information from the second binary counter 37, all of which after the initial reset are written zeros. In this case, through the second element OR 32, the calculation is allowed to be performed by the calculation unit 4, the first result of which will naturally give a zero result.
Импульс с третьего выхода тамера 29 через третий элемент ИЛИ 33 обнул ет второй двоичный счетчик 37 и через п тый элемент ИЛИ 38 вычислительное устройство 4.A pulse from the third output of the timer 29 through the third element OR 33 zeroed the second binary counter 37 and through the fifth element OR 38 the computing device 4.
Импульс с 4-го выхода таймера 29 открывает четвертый элемент И 31, через второй вход которого во второй двоичный счетчик 37 в течение времени Т производитс запись импульсов, число которых пропорционально скорости потока. Импульс с п того выхода тамера 29 разрешает (через первую группу элементов И 39 и группу элементов ИЛИ 41 ввод данных с первого двоичного счетчика 36 в вычислительное устройство 4 и дает ему (через второй элемент ИЛИ 32) разрешение на проведение вычислений расхода воды, после чего результат вычислений замещает в пам ти блока 43 результат предыдущего вычислени расхода. Импульс с 6-го выхода таймера 29 обнул ет первый двоичный счетчик 36 (через четвертый элемент ИЛИ 34) и вычислительное устройство 4 (через четвертый 34 и п тый 38 элемент ИЛИ). Далее вновь по вл етс импульс на первом выходе таймера 29 и т.д., начинаетс очередной цикл вычислени расхода.The pulse from the 4th output of timer 29 opens the fourth element I 31, through the second input of which to the second binary counter 37, for the time T, pulses are recorded, the number of which is proportional to the flow velocity. The impulse from the fifth output of the timer 29 permits (through the first group of elements AND 39 and the group of elements OR 41 the input of data from the first binary counter 36 to the computing device 4 and gives it (through the second element OR 32) permission to carry out calculations of water flow, after which the result of the calculations replaces the result of the previous calculation of the flow rate in the memory of block 43. The impulse from the 6th output of timer 29 wraps the first binary counter 36 (through the fourth element OR 34) and the computing device 4 (through the fourth 34 and fifth 38 element OR). Next out A pulse appears at the first output of timer 29, etc., and the next flow calculation cycle starts.
Таким образом, в течение всего времени функционировани устройства производитс поочередна запись в двоичные счетчики 36, 37 чисел, пропорциональныхThus, during the entire operation time of the device, numbers are written alternately in binary counters 36, 37 proportional to
скорости потока, т.е. в любой момент на разр дных выходах одного из счетчиков присутствует двоичное число, пропорциональное скорости потока, по которому вычислительное устройство 4 осуществл етflow rates, i.e. at any moment on the bit outputs of one of the counters there is a binary number proportional to the flow rate at which the computing device 4 performs
0 вычисление его средней скорости, а затем (по величинам b,H,tg a ) площади живого сечени и расхода потока.0 calculates its average speed, and then (by the values of b, H, tg a) the area of the living section and the flow rate.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894685871A SU1691686A1 (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Method of determining water flow rate in open channels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894685871A SU1691686A1 (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Method of determining water flow rate in open channels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1691686A1 true SU1691686A1 (en) | 1991-11-15 |
Family
ID=21445024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894685871A SU1691686A1 (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Method of determining water flow rate in open channels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1691686A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307327C2 (en) * | 2005-07-04 | 2007-09-27 | Алексей Федорович Писарев | Flow meter for measuring fluid flow in open reservoirs |
| RU2327114C2 (en) * | 2006-06-29 | 2008-06-20 | Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area |
-
1989
- 1989-05-03 SU SU894685871A patent/SU1691686A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| За вка DE № 3207357, кл. G01 F1/00, 1983. За вка JP № 53-32712, кл.001 F1/66, 1978. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307327C2 (en) * | 2005-07-04 | 2007-09-27 | Алексей Федорович Писарев | Flow meter for measuring fluid flow in open reservoirs |
| RU2327114C2 (en) * | 2006-06-29 | 2008-06-20 | Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3866028A (en) | Fluid flow measuring system and method | |
| US4609990A (en) | Frequency measurement system | |
| CN1018762B (en) | liquid flowmeter | |
| US4669308A (en) | Method and apparatus for determining liquid flow rates | |
| US3552209A (en) | Liquid level indicators | |
| GB2077443A (en) | Recording changes in a variable quantity particularly liquid levels | |
| SU1691686A1 (en) | Method of determining water flow rate in open channels | |
| US6131059A (en) | Steering angle middle point detecting device and power steering apparatus | |
| US4480466A (en) | Apparatus and method for determining liquid flowrate | |
| US3954009A (en) | Flow meter | |
| CN113341173B (en) | Water flow online measuring device | |
| US4358954A (en) | Traveling wave flow meter | |
| US3546935A (en) | Fluid measurement system and method | |
| SU1000770A1 (en) | Liquid level measuring method | |
| US5026993A (en) | Apparatus for monitoring settlement of a solid in a liquid, and a system incorporating same | |
| SU802800A1 (en) | Ultrasonic device for determining interface of multiphase medium | |
| EP0505826B1 (en) | Meter driving method | |
| SU1283829A1 (en) | Teaching-aid device for training operation with hydraulic geodetic level | |
| RU1800275C (en) | Fluid flowmeter | |
| US5128883A (en) | Method for absolute position determination of multi-speed devices | |
| SU785474A1 (en) | Device for measuring drilling mud flow rate | |
| SU1610301A1 (en) | Multipoint level indicating device | |
| GB1288131A (en) | ||
| SU1234760A1 (en) | Meter of physical quantities | |
| SU970237A1 (en) | Method of balancing compensating current in physical value meters |