Двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (ii) 781581

Союз Советскик

Социалистических

Респубиии (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 07.0878 (21) 2655863/18-10 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23,11.80. Бюллетень Й9 43 (51) м. К„.з

G 01 F 1/58

Государственный аомитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121:

:538,52 (0,88. 8) Дата опубликования описания 231180 (72) Автор изобретения

A.Ê. Кавиев (71) Заявитель

I (5 4 ) ДВ УХКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТР ОМАГНИТКЫЙ

РАСХОДОМЕР НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОТОКОВ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике измерения нестационарного расхода иидкости в широком частотном спектре. и может быть использовано в метрологии при определении спектральной характеристики расхода и расходомеров в процессе нх динамической градуировки.

Известны электромагнитные расходомеры, содержащие преобразователь расхода с переменным магнитным полем, схему питания магнитной системы преобразователя расхода, усилитель сигнала расхода, фазочувствительный детектор и выходное регистрирующее 1S устройство (1), Эти расходомеры обеспечивают измерение нестационарных потоков с частотой в десятки. раэ более низкой, чем частота изменения магнитного Ю поля преобразователя расхода.

Измерение расходов с высокой час-, тотой пульсаций влечет за собой необходимость повышения частоты изменения магнитного поля преобразо- вателя расхода, что приводит к увеличению уровня трансформаторной помехи, возрастающей с ростом частоты, Известны двухканальные электро.магнитные расходомеры измерения не- 30 стационарных потоков жидкости, содержащие участок трубопровода, расположенные на нем кондукционные преобразователи расхода с синусоидальными магнитными полями, сдвинутыми друг относительно друга по фазе на четверть периода, усилители сигналов, по два множителя в каждом канале, фильтры верхних частот и сумматор сигналов обоих каналов, вход которого соединен с множителями, а выход— с дополнительными множителями,. на второй вход которых подключены фильтры верхних частот, выход которых соединен с вторыми усилителями соответственно. Выход второго усилителя включен к выходу основного множителя в каждом канале, опорный вход которого соединен с опорным входом дополнительного множителя в каждом канале (2), Однако такой расходомер решает задачу измерения нестационарных потоков жидкости с широким частотным спектром лиць при условии равенства коэффициентов передач в обоих каналах, что трудно достижимо, когда требуется высокая точность измерения.

Кроме того, этому расходомеру присущи фазочастотное и амплитудно781581

И вЂ”" lU rKt*- 1к сми +(та ainuu t » Т 4 2. Т4 2. В 1 т м. ж

45 +MQ„chsuu„t)cLt - С Мъ tdt=-К а ф (5) в силу свойств ортогональных функ-.1. цйй и условия т М -фарп 1, 2 ... N)»

Я Выходные сигналы (4) и (5) блоков

8 и 9 поступают на измерители 10 и

11 напряжения.

Показания измерителей напряжения обрабатываются в такой последова55 тельности1 значения (4) и (5), по- . лученные на эксоде"интеграторов, масытабируются путем деления соот ветственно на + К„- значения выходного сигнала блока 8, на+ К значения выходного сигнала блока 9.

По цблученньм значениям Q<(/ ) и Qs(" /Г ) вычислЯют амплитУДУ колебанйй расхода дайн о Ктра (цэ/» + (6) фазу колебаний Г1а

<(®s) arctg - »- (7) частотное искажения, так как трудно подобрать коэффициенты передач с одинаковыми амплитудно-фаэочастотными характеристиками.

Из-за влияний трансформаторной помехи преобразователя переменного поля возникает дополнительная погрешность измерения. Погрешности в известных устройствах возникают из-эа того, что множительные устройства как на активных, так и на пассивных элементах Реализуются приближенно. известные устройства кроме этих недостатков еще и функционально ограничены только преобразованием величины расхода в электрическое напряжение и не дают спектральной характеристики расхода. Для этого в этих устройствах необходим дополнительный анализатор спектра который вносит дополнительную погрешность измерения спектральной характеристики расхода.

Цель изобретения — повьыение точности измерения путем исключения трансформаторной помехи и получения спектральной характеристики расхода.

Указанная цель достигается тем, что двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости, содержащий участок трубопровода, размещенные на нем преобразователи расхода, систему питания преобразователей расхода, усилитель в каждом канале, снабжен регулятором частоты колебаний магнитного поля, каждый канал снабжен последовательно соединенными блоком интегрирования и осреднения и измерителем напряжения на выходе, а вйход каж- дого усилителя соединен с входом блока интегрирования и осреднения, Двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости содержит участок трубопровода 1, на котором размещены электромагнитные преобразователи 2 и 3 расхода с синусоидальными магнитными полями, сдвинутыми друг относительно друга по фазе на четверть периода, Магнитное поле в обоих преобразова. телях возбуждается посредством блока 4, а частота магнитного поля регулируется при помощи регулятора 5 частоты. Преобразователи 2 и 3 расхода в каждом канале соединены соответственно с усилителями 6 и 7 переменного тока, выходы которых связаны с входами блоков И и 9 интегрирования и осреднения ° Выходы блоков 8 и 9 интегрир»оваййя и осреднения соединены с входами йй)верителей 10 и 11 напряжения. Блок 4 обеспечивает получение в преобразователях 2 и 3 синусоидально меняющихся во времени магнитных полей, сдвинутых друг относительно друга на четверть периода.

При движении жидкости по трубопроводу 1 переменная часть сигналов с преобразователей 2 и 3 усиливается посредством усилителей 6 и 7 переменного тока. Предварительно посредством регулятора 5 частоты выставляют частоту юв магнитного поля, тогда на выходе усилителя 6 и 7 сигналы соответственно равны

U = K„since>tQ(t) + С1СО НФ t — К,з1псю t(8Q„since t + Я совщ t)+

0 — К cos<ю $Q (t) + С since t

Kqcos ccuB t fC Q„sinu<„t +% 0.д созюл )+

+ С since>t » а» (3) (n = 1...,,, N) - целые числа), где С совем С since t - трансформаторнйе помехи}

15 Q ;Q» - амплитуда колебаний раси хода и-го спектра; (И„ - круговая частота п-ro спектра.

К =К„ „ К„ - коэффициент передачи перП> М1

2О вого канала;

К„ „ - коэффициент передачи первого преобразователями

К - коэффициент передачи пер 1 вого усилителя, К =Кн K коэффициент пеРедачи второго канала;

K — коэффициент передачи второго преобразователя;

К вЂ” коэффициент передачи второго усилителя, 30 Сигналы расхода, усиленные посредством усилителей 6 и 7, поступают на входы блоков 8 и 9 интегрирования и осреднения, isa выходе блоков 8 и 9 сигналы соответственно

35 равны ю 3. Г т т — ju alt= — j Ê а)па qK а 6!пж t+

И т Tj 4 ь о о ф 1 2

4О „П n T ° 1 B Т

i Са.соеэ t)orat+ — fC cosa tlt — cc„Q; (Ч:

781581

Формула изобретения

Составитель С. Лебедев

Техред Н.Граб Корректор .М. Демчик

Редактор л. Мотыль

Заказ Bill/41 Тираж 801 Подпис ное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 нли спектральную моцность

s(uu ) fa ), (B)

Затем посредством регулятора 5 ча- стоты устанавливают другое значение частоты магнитного поля и, процедура измерения амплитуды и фазы колебаний расхода уже для других частот последов ат ель но пов тор яе тс я .

В предлагаемом устройстве влияние трансформаторной помехи исключается автоматически путем выбора или достаточной длительности интегрирования или выбора длительности интегрирования кратным частоте магнитного поля, что приводит к повышению точности измерения.

Двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости, содержаший участок трубопровода, размешенные на нем преоб— разователи расхода, систему питания преобразователей расхода, усилитель в ка>щЬм канале, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьыення точности измерения расхода и получения спектральной его характеРистики, система питания преобра5 зователей расхода снабжена регулягором частоты колебаний магнитного поля, каядый канал снабжен последовательно соединенными блоком интегрирования и осреднения и измерите10 лем напряжения на выходе, а выход каждого усилителя соединен с входом блока интегрирования и осреднения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Еорсунский Л.М. Электромагнитные гидрометрические приборы.

М., 1964, с ° 58-61. ,2. Авторское свидетельство СССР

М 561089, кл. G 01 F 1/58, 1975 (прототип).