Бесконтактный измеритель скорости электропроводящей жидкости

 

О П И С А Н И Е 267952

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистическик

Респуолик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.1.1969 (№ 1298472/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 02,IV.1970. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 31 VII.1970

Кл. 42е, 23/05

МПК G О!1

УДК 681.12:538.52 (088.8) Номитет по делеза изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Э. К. Рыбаков к В. Э, Цкркувов,„,-..-,бо.

" тТ а ак

Институт физики АН Латвийской СС Т1.|11 " Е " щ. 1ИОТЕК А

Авторы изобретения

Заявитель

БЕСКОНТАКТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯ1ЦЕЙ )КИДКОСТИ,, В=В,cos tcos — " х, Изобретение относится к области измерения расходов (скоростей) электропроводящнх сред.

Известны бесконтактные измерители расхода проводящих сред со сравнительно высокой чувствительностью, но с ограниченной линейной частью метрологической характеристики, что не позволяет использовать их для измерения расходов с большими магнитными числами Рейнольдса. Датчик измерителя расхода такого типа состоит из двух линейных индукторов, расположенных по обе стороны плоского участка канала, заполненного движущейся проводящей средой.

Маломощный генератор питает возбуждающие катушки активного индуктора, которые соединены таким образом, что в рабочем зазоре создается пульсирующее магнитное поле с близким к гармоническому закону распределением индукции вдоль рабочего зазора: где а — круговая частота тока питания катушек намагничивающего индуктора; т — полюсное деление индукторов.

Приемный индуктор размещается на другой стороне рабочего участка канала и имеет конструкцию, аналогичную конструкции активноГ0 ИндуКтора. По отнщпенито к аКтивному приемный пндуктор размещен так, что его зубцы находятся напротив середины пазов активного индуктора. Ввиду этого, в любой момент времени каждая из катушек приемного индуктора пронизывается двумя одинаковыми магнитными потокамп противоположного направления. Следовательно, в силу магнитной симметрии э. д. с. в приемных катушках при отсутствии движения приемной среды не наводится.

10 С началом направленного движения жидкости по каналу симметрия нарушается и на концах катушки приемного индуктора возникает э. д. с. Сигнал подводится к измерительной системе.

15 Чувствительность датчика зависит от частоты питающего тока, скорости и проводимости измеряемой среды (магнитного числа Рейнольдса), геометрических размеров датчика и канала. Существует такая оптимальная час20 тота, при которой чувствительность максимальна и не зависит от проводимости среды.

Приборы, работающие на фиксированной частоте, чувствительны к изменению проводимости измеряемой среды. Следовательно, та25 кого типа расходомеры с изменением температуры контролируемой среды дают дополнительную погрешность, связанную с изменением ее проводимости.

Предлагаемое устройство позволяет увслп30 чить линейный диапазон метрологической

267952

Заказ 2185/12

Подписное

Тираж 480

Типография, пр. Сапунова, 2 рактерпстпки и исключить влияние изменения проводимости движущейся среды.

На оптимальной частоте для данного магнитного числа Рейнольдса (IIB максимуме частотной характеристики) фазовая характеристика проходит через нуль. Если в процессе изменения расхода менять частоту питания таким образом, чтобы разность фаз тока питания и сигнала была равна нулю, то будег обеспечиваться максимальная чувствительность датчика, линейный участок метрологической характеристики будет в несколько раз больше, чем при существующем способе измерения расхода. Показания прибора не будут зависеть от электропроводимости среды, т. е. устройство будет измерять объемный расход.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Э. д. с., возникающая за счет движения электропроводящей среды, подается на вторичный прибор, состоящий из усилителя 1, согласующего выходное сопротивление датчика и входное сопротивление фазочувствительного детектора 2, указателя расхода 8, шунта 4 для снятия опорного напряжения, синфазного стоком питания, квадратурной цепи б, фазочувствительного выпрямителя автоподстройки б и управляющей схемы 7, изменяющей частоту генератора 8.

Сигнал с датчика через усилитель 1 подается на фазочувствительный детектор 2 и квадратурную цепь б. Опорное напряжение с шунта 4, синфазное с током питания, снимается и подается на фазочувствительные выпрямители 2 и б. Выход фазочувствительного детектора 2 подключен к указателю расхода 8.

Поступая па квадрагурную цепь б, сигнал поворачивается по фазе на 90" и подается на фазочувствительный выпрямитель 6. Сигнал с датчика на оптимальной частоте синфазен с опорным напряжением. В этом случае на выходе фазочувствительного выпрямителя будет отсутствовать управляющий сигнал.

Если же частота питания не оптимальна для данной скорости движения среды, то появляется разность фаз между сигналом и током питания, На выходе фазочувствительного выпрямителя возникает управляющий сигнал, полярность которого определит знак разности фаз. Этот сигнал поступает на вход управляющей схемы 7, изменяющей частоту генератора 8.

Изменение частоты тока питания датчика происходит до тех пор, пока разность фаз между током питания и напряжением сигнала

20 не станет равной нулю. Таким образом, происходит автоматическая подстройка частоты тока питания до тех пор, пока частота вновь не будет оптимальной. Амплитудно-частотная характеристика генератора должна обеспе25 чить постоянство величины тока питания в диапазоне изменения частоты.

Предмет изобретения

Бесконтактный измеритель скорости элек30 тропроводящей жидкости, содержащий датчик и измерительное устройство, отлачающаася тем, что, с целью повышения точности, измерительное устройство снабжено квадратурной цепью и фазочувствительным детектором, 35 автоматически подстраивающими частоту тока питания датчика в процессе измерения.