Электромагнитный измеритель скорости потока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости движения жидкости. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. Измеряемая скорость потока воздействует на трехзлектродный чувствительный элемент 1. На выходе измерителя модуля сигнала 5, подключенного к крайним электродам чувствительного элемента 1 формируется напряжение, пропорциональное скорости потока. Сигнал, несущий информацию о положении оси чувствительного элемента 1, поступает на один вход формирователя управляющего временного интервала 6 с выхода сумматора 4. По этому сигналу, а также по сигналу с измерителя модуля сигнала 5 на выходе формирователя управляющего временного интервала 6 формируется импульс, соответствующий концу интервала управляющего разворотом чувствительного элемента 1. Управляющий временной интервал воздействует на вход блока 7. Блок 7 управления разворотом чувствительного элемента 1 имеет с последним кинематическую связь и обеспечивает поворот оси чувствительного элемента 1 по потоку. 4 ил. с/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 Р 5/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712080/10 (22) 27.06,89. (46) 23.12,91. Бюл. М 47 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова

P2} И.Л.Шайн, Ю.С.Мусаелян, Г.М.Цоглин и

В.И.Шайн (53) 532.574(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 773496, кл. G 01 P 5/00, 1979.

@4) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

СКОРОСТИ ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости движения жидкости, Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. Измеряемая скорость потока воздействует на трехзлектродный чувствительный элемент 1. На выходе измеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости движения электропроводной жидкости.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных воэможностей устройства.

Функциональная схема устройства приведена на фиг.1 и фиг.2; на фиг.3 и 4 приведены временные диаграммы работы устройства.

Электромагнитный измеритель скорости содержит трехэлектродный чувствительный элемент 1, первый и второй лифференциальный усилители 2 и 3, сумма,, Ж „„1700483 А1 рителя модуля сигнала 5, подключенного к крайним электродам чувствительного элемента 1 формируется напряжение, пропорциональное скорости потока. Сигнал, несущий информацию о положении оси чувствительного элемента 1, поступает на один вход формирователя управляющего време ного интервала 6 с выхода сумматора 4. По этому сигналу, а также по сигналу с измерителя модуля сигнала 5 на выходе формирователя управляющего временного интервала 6 формируется импульс, соответствующий концу интервала управляющего разворотом чувствительного элемента 1.

Управляющий временной интервал воздействует на вход блока 7. Блок 7 управления разворотом чувствительного элемента 1 имеет с последним кинематическую связь и обеспечивает поворот оси чувствительного элемента 1 по потоку. 4 ил. тор 4, первый и второй входы которого подсоединены к выходу соответственно дифференциального усилителя 2 и 3, измеритель модуля сигнала 5, подключенный к крайним электродам трехэлектродного чувствител ьного элемента 1. Выходы сумматора 4 и измерителя модуля сигнала 5 подключены соответственно к третьему и четвертому входам формирователя управляющего временного интервала 6, выход которого подключен к первому входу блока 7 управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента 1. Первый и второй входы формирователя управляющего временного интервала 6 подключены к соответствую1700483

,гового преобразователя 17 связан через исполнительный элемент 15 с чувствительным элементом 1.

Работает измеритель следующим образом.

На трехзлектродный чувствительный элемент 1 воздействует измеряемая скорость потока жидкости, Напряжение между крайними электродами, пропорциональное скорости потока, поступает на измеритель модуля сигнала 5, на выходе которого формируется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна абсолютному значению измеряемой скорости. Одновременно напряжение между крайними электродами и средним поступает на входы первого и второго дифференциальных усилителей 2 и 3, затем — на сумматор 4, выходной сигнал которого имеет вид

AU=KUsln а, где К вЂ” коэффициент пропорциональности, ой ределяемой конструктивными параметрами чувствительного элемента;

U — напряжение, размер которого пропорционален скорости относительно движения жидкости; а — угол между направлением относительно скорости и осью чувствительного элемента.

Из выражения видно, что информацию о необходимости разворота чувствительного элемента по направлению скорости пол-учают по отличию Л U от нуля. Сигнал с сумматора-4 и измерителя модуля сигнала 5 поступает на формирователь управляющего временного интервала 6, С помощью двухтактного интегрирования осуществляется формирование временного интервала, пропорционального отклонению оси трехэлектродного чувствительного элемента 1 от направления потока. Управление процессом двухтактного интегрирования осу20

40 щим выходам блока опорных сигналов 8, третий выход которого связан с входом питания чувствительного элемента 1, который .имеет кинематическую связь с выходом блока 7. Формирователь управляющего вре- 5 менного интервала 6 выполнен на первом и втором ключах 9,10, интегратора 11 и компаратора 12. Блок 7 выполнен в виде одновибратора 13, связанного через схему И 14 и исполнительный элемент f5 с чувстви- 10 тельным элементом 1. Другой формой бло, ка 7 является его выполнение на последовательно соединенных преобразователе . интервала времени — код 16, цифроаналоговом преобразователе 17 с подключенным к нему источником управляющего напряжения 18. Выход цифроаналоществляется от блока опорных сигналов 8.

Сигнал с выхода сумматора 4 в течение первого такта двухтактного интегрирования (до момента Т1 на фиг.3 и 4) через первый ключ 9 поступает на вход интегратора 11, 8 течение второго такта интегрирования интегратор 11 разряжается благодаря подаче на его вход через второй ключ 10 напряжения с измерителя модуля сигнала 5. В момент равенства нулю напряжения на выходе интегратора 11 (моменты Ьл на фиг.3 и 4) на выходе компаратора 12 формируется импульс, соответствующий концу управляющего разворотом чувствительного элемента

1 временного интервала. B блоке 7 управления разворотом чувствительного элемента 1 по сигналу от блока опорных сигналов 8 с момента начала второго такта интегрирования запускается одновибратор 13, вырабатывающий импульс пороговой длительности (см. фиг.З). В течение указанного интервала времени открыта схема И 14. Если импульс компаратора 12 поступает в течение порогового интервала

t>, то он пройдет на исполнительный элемент 15 и прекратит разворот чувствительного элемента 1. В противном случае осуществляется разворот чувствительного элемента 1. Другая форма выполнения блока 7 (см. фиг.2) позволяет осуществлять более точное непрерывное управление положением оси чувствительного элемента

1. При этом с помощью последовательно соединенных преобразователя интервала времени — код 16 и цифроаналогового преобразователя 17 от источника управляющего напряжения 18 осуществляется подача сигнала, пропорционального отклонению оси чувствительного элемента 1, разворот которого обеспечивается исполнительным элементом 15 в соответствии с величиной этого сигнала. Сигнал, пропорциональный скорости потока формируется на выходе измерителя модуля сигнала 5, а сигнал, характеризующий неравномерность скорости . потока, формируется на выходе сумматора

Формула изобретения

1. Электромагнитный измеритель скорости потока, содержащий трехзлектродный чувствительный элемент, первый и второй дифференциальные усилители, сумматор, первый и второй входы которого подсоединены к выходу соответствующего дифференциального усилителя, первый вход каждого из дифференциальных усилителей подсоединен к одному из крайних электродов трехэлектродного чувствител ьного элемента, а вторые входы первого и второго дифференциальных усилителей

1700483 подсоединены к среднему электроду чувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей в него введены измеритель модуля сиг- 5 нала, первый вход которого подсоединен к одному из крайних электродов чувствительного элемента, а второй вход — к другому крайнему электроду чувствительного элемента, формирователь управляющего вре- 10 менного интервала, блок управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента, блок опорных сигналов, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и 15 второму входам формирователя управляемого интервала, а третий выход блока опорных сигналов соединен с входом питания чувствительного элемента, выход формирователя управляющего временного интерва- 20 ла соединен с первым входом блока управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходом сумматора и выходом 25 измерителя модуля сигнала, второй вход блока управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента соединен с первым входом блока опорных сигналов, а выход блока управления разво- 30 ротом трехэлектродного чувствительного элемента кинематически связан с трехэлектродным чувствительным элементом, 2. Измеритель по п,1, о т л и ч а ю.щ и й- 35 с я тем, что формирователь управляющего временного интервала выполнен в виде первого и второго ключей, объединенные выходы которых через последовательно соединенные интегратор и компаратор с выходом формирователя управляющего временного интервала, первым входом которого являются объединенные первые входы первого и второго ключей, в;орым, третьим и четвертым входами формирователя управляющего временного интервала являются соответственно управляющий вход интегратора, второй вход первого ключа и второй вход второго ключа.

3, Измеритель по пп.1,2, о т л и ч а юшийся тем, то блок управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента выполнен в виде одновибратора, через схему И связанному с исполнительным элементом, второй вход схемы И является вторым входом блока управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента выход исполнительного элемента является выходом блока управления разворотом трехэлектродного чувствите ьного элемента, 4. Измеритель по пп,1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения динамической точности, блок управления разворотом трехэлектродного чувствительного элемента выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя интервала времени в код, цифроаналогового преобразователя с подключенным к нему источником управляющего напряжения и исполнительного элемента, первый и второй входы преобразователя интервала Времени в код являются соответственно первым и вторым входами блока управления разворотом трехзлектродного чувствительного элемента.

1700483

1700483

Составитель М. Тихонов

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор М.Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4464 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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