Электромагнитный расходомер

 

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода жидких сред с ионной проводимостью. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения расхода без увеличения частоты питания преобразования расхода. Суммарный сигнал с выхода электродов 3 и 4 состоит из основной составляющей и трансформаторной индукционной помехи. В устройстве расходомера обеспечивается подавление трансформаторной помехи и выделение основной составляющей из суммарного сигнала. Подавление трансформаторной помехи производится в отсутствие потока путем перемещения ползунка потенциометра 6 в оптимальное положение. Выделение основной составляющей обеспечивается кратковременной коммутацией ключом 21 выхода усилителя-преобразователя 12 с запоминающим устройством 22 в промежутки времени, когда индукционная помеха близка к нулю. О расходе судят по показателям индикатора, подключенного к выходу согласующего усилителя 23. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ., Ц В

PECflVSllHH

:(51)5 G 01 Р 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ 1 ННТ СССР (21) 4458311/24-1.0 (22) 11.07.88 (46) 30, 1.90. Бюл. У 44 (72) В,В.Калачев, Н.И.Балабанов и Н.Н, Ярыгин (53) 681, 121 (088,8) (56) Кремлевский П.П, Расходомеры и,„ счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1375.

Заявка ФРГ У 2547398, кл. G 01 F 1/60, 1977. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЪ|Й РАСХОДОМЕР (57) Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода жидких сред с ионной проводимостью. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения расхода без увеличения частоты питания преобразова„,SU „, 1610285 A 1 ния расхода. Суммарный сигнал с выхода электродов 3 и 4, состоит из основной составляющей и трансформаторной индукционной схемы. В устройстве расходомера обеспечивается подавление трансформаторной помехи и выделение основной составляющей из суммарного сигнала. Подавление трансформаторной помехи производится в отсутствие потока путем перемещения ползунка потенциометра 6 в оптимальное положение.

Выделение основной составляющей обеспечивается кратковременной коммутацией ключом 21 выхода усилителя-преобразователя 12 с запоминающим устройством 22 в промежутки времени, когда индукционная помеха близка к нулю. О расходе судят по.показателям индикатора, подключенного к выходу согласующего усилителя 23. 2 ил.

1610285

Изобретение относится к приборостроению, и предназначено для измерения расхода жидких сред с ионной проводимостью.

Целью изобретения является повы5 шение быстродействия и точности измерения расхода без увеличения частоты питания преобразователя расхода.

На фиг. 1 изображена функциональная схема электромагнитного расхоцомера, на фиг.2 — графики изменения расхода и соответствующие ему изменения.напряжений в различных точках схемы.

Электромагнитный расходомер содержит источник переменного тока, соединенный с обмоткой 1. возбуждения преобразователя расхода, вы- полненного в виде участка трубопровода 2 с двумя электродами 3 и 4, первый из которых подключен к выводам 5 потенциометра 6 устройства компенсации, имеющего трансформатор 7, соединенный выводами вторичной обмот- 25 ки с входами предварительного усилителя 8, а одним из выводов первичной обмотки соединен с ползуном 9 потенциометра 6 и электродом 4, измерительную схему, включающую предваритель30 ный усилитель 8, первый компаратор

10, инвертор 11, усилитель-преобразователь 12, имеющий равные коэффициенты усиления по инвертирующему и неинвертирующему входам 13 и 14, и два управляемых блока, выполненных в виде электронных ключей 15 и 16, канал управления, включающий датчик 17 магнитного потока, усилительный блок 18 и схему выработки коммутирующих импульсов, выполненную в виде циодного моста 19, к одной из циагоналей которой подключен выхоц усилительного блока 18, и второй компаратор 20, и выходное .устройство, выполненное в

- виде дополнительного электронного ключа 21, установленного на выходе, усилителя-преобразователя 12, запоминающего устройства 22 и согласующего усилителя 23, Выход 24 предварительного усилителя 8 соединен с вхо-50 дом первого компаратора 10 и через электронный ключ 15 с инвертирующим входом 13, а через электронный ключ

16 - с неинвертирующим входом 14. Выход первого компаратора 10 соецинен с управляющей цепью 25 электронного ключа 16 и с входом инвертора 11, выход которого соединен с управляющей цепью 26 электронного ключа 15, Второй компаратор 20 своими вхоцами 27 соецинен с выводами 28 цругой. диагонали диодного моста 19, при этом выводы 28 соединены с источником дв хполярного напряжения постоянного тока (не показаны) . Выход второго компаратора

20 соедичен с управляющей цепью 29 дополнительного электронного ключа

21, который совместно с запоминающим устройством и согласующим усилителем

23 составляет последовательно включенные элементы выходного устройства, вывод 30 которого присоединен к регистрирующему прибору.

На графиках (фиг.2) показаны кривые: 31 — характеризующая изменение расхода текучей среды во времени, 32 — основная составляющая сигнала, характеризующая расхоц текучей среды, 33 — индукционная (трансформаторная) помеха, 34 — суммарный сигнал, 35— преобразованный сигнал, 36 — сигнал на входа 27 второго компаратора 20, 37 — импульсы, вырабатываемые вторым компаратором 20, 38 — сигнал на выводе 30.

Работа электромагнитного рас одомера происходит следующим образом.

При питании переменным током обмоток возбуждения 1 создается переменное электромагнитное поле, пронизывающее в поперечном направлении участок немагнитного трубопровода 2 с электрической изоляцией на его внутренней поверхности, по которому движется текучая среда. Поц возцействием этого .поля в текущей среде, обладающей электрбпроводностью, наводится

ЭДС которая снимается в виде электрического сигнала с электродов 3 и 4.

Кроме основной составляющей прямопропорциональной расходу, суммарный сигнал включает трансформаторную индукционную помеху, которая индуцируется переменным магнитным полем в контуре, образованном электродами 3 и 4 выводными проводами и приборной.частью расходомера. Получение минимальной трансформаторной помехи, сдвинутой по фазе на 90О по отношению к основ ной составляющей, обеспечиваетея устройством компенсации при неподвижной жидкости посредством перемещения ползунка 9 потенциометра 6 в оптимальное положение. При этом сигнал поступает в измерительную схему с электрода 4 и пол ;нка потенциометра 9 через тран5 16 сформатор 7, обеспечивающий переход на несимметричную схему усиления, которая производится сначала прецварнтельным усилителем 8 с высоким входным сопротивлением, а затем усилителем-преобразователем 12. При из.менении во времени расхода согласно кривой 31 суммарный сигнал на выхоце предварительного усилителя 8 имеет вид, представленный на кривой 34, а составляющие суммарного сигнала показаны соответственно кривыми 32 и

33. В то же время на выходе усилителя-преобразователя 12, сигнал является однополярным, т.е. пульсирующим (кривая 3S), что обеспечивается пере— коммутацией суммарного сигнала при изменении его знака с положительного на отрицательный с неинвертирующега входа 14 и ннвертирующий вход 13 усилителя-преобразователя 12, причем управляющие импульсы для ключа 16 вырабатываются непосредственно первым компаратором 10 и подаются от него по цепи 25 в отрицательном полупериоде совместно с компаратором 10 и инвертором 11 и подаются по управ-, ляющей цепи 26. При преобразовании сигнала соблюдается условие сохранения пропорциональности между его амплитуцами на входе и.выходе усилителя-преобразователя 12 в обоих полупериодах, Выделение основной составляющей из суммарного сигнала обеспечивается кратковременной коммутацией дополнительным электронным ключом 21 выхода усилителя-преобразователя 12 с запоминающим устройством 22 в промежутки времени, когда инцукционная помеха близка к нулю, что происходит через каждый полупериод при изменении ее знака. Для управления дополнительным электронным ключом 21 используется электрический сигнал, синфазный с индукционной помехой, который вырабатывается датчиком магнитного потока, размещенным в магнитном поле преобразователя расхода.

Этот управляющий сигнал после блока усилителя 18 поступает на одну иэ диагоналей диодного моста 19, к дру гой диагонали 28 которого подается двухполярное несимметричное напряжение постоянного тока и к которой подключен вход 27 второго компаратора 20. Кривая 36 показывает изменение напряжения на входе в компара10285 6

5

Ю

35 тор 20, Изменением постоянной состав-. ляющей которого устанавливаются моменты включения и отключения запоминающего устройства 22, т.е. продолжительность коммутации дополнительного ключа 21, показанная на кривой

37. Под воздействием импульсов в це- пи управления 29 дополнительный электронный ключ 21 периодически коммутирует выход усилителя-преобразователя 12 и запоминающее устройство 21, выполненное в виде конденсатора, который заряжается до напряжения, практически совпадающего с амплитудой пульсаций напряжения на выходе усилителя-преобразователя 12. Благодаря большому вхоцному сопротивлению (несколько десятков Ом) согласующего усилителя 23 обеспечивается близкое к постоянному напряжению на конценсаторе до следующего срабатывания дополнительного электронного ключа 21, снижение которого не превышает 1,0—

1,3Х (при любом типе вольтметра, поцключенного на выходе 30 согласующего усилителя 23). Кривая 38 показывает, что постоянному расходу соответствует постоянное напряжение, а переменному— близкая к ступенчатой аппроксимация реального закона изменения расхода напряжением на вывоце 30, причем его квантование, т.е. переход со ступени на ступень, происходит два раза за период изменения напряжения питания обмоток возбуждения 1 преобразователя расхода.

Формула изобретения

Электромагнитный расходомер, :содержащий источник переменного тока, соединенный с обмоткой возбуждения преобразователя расхода, выполненного в виде участка трубопровода с двумя электродами, предварительный усилитель и датчик магнитного потока, соециненный с усилителем, о т — . л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения расхода без увеличения частоты питания преобразователя расхода,в него введены первый и второй компараторы, инвертор, усилитель-преобразователь, согласующий усилитель, диодный мост, первый, второй и третий ключи, запоминающее устройство, потенциометр и трансформатор, при этом выход усилителя подключен к одной из диагоналей диоцного

1610285

15 и

Составитель В.Шатунов

Техред Л.Сердюкова

Корректор Н.Ревская

Ф

Редактор К, Крупкина

Зака s 37 29 - Тираж. 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 моста, к другой диагонали которого подключен источник двухполярного напряжения постоянного тока и второй компаратор, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, 5 выход предварительного усилителя соединен через первый ключ с прямым а

1 .через второй ключ — с инвертирующим входами усилителя-преобразователя в 10 выход которого через третий ключ соединен с запоминающим.устройством и согласующим усилителем,. управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с входом и выходом инвертора, вход которогб подключен к выходу первого компаратора, вход первого компаратора соединен с выходом предварительного усилителя, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которого подключена к ползунку потенциометра и одному из электродов, а другой электрод подключен к выводам потенциометра.