Электромагнитный расходомер с частотным выходом

 

(72) Авторы изобретения

И.A.A. Вирбалис, С .С . Берташюс и P.Ñ, Вайкасас

Каунасский политехнический институт им. Аитанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР С

ЧАС ТОТНЬМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к измерению расхода и количества жидкостей электромагнитным методом.

Известны электромагнитные расходомеры с компенсационной схемой преобразования выходного сигнала датчика в частоту fl), Однако для возбуждения магнитного поля датчика в них используется g напряжение промышленной частоты, чтб вызывает повьыенный расход электроэнергии.

Известны также электромагнитные расходомеры, которые содержат датчик, формирователь магнитного поля, усилитель сигнала датчика, генератор тока треугольной формы, схему управления генератора, основную и дополнительную схемы сравнения, выходы которых подсоединены ко входу схемы управления (2), Основным .недостатком таких расходомеров при низкой частоте возбуждения, если он применяется в качестве аналого-цифрового преобразователя расхода жидкости, является низкая выходная частота. При этом, если цифровое выражение частоты получается непосредственньм подсчетом периодов выходного сигнала эа заданный промежуток времени, то необходимо относительно длительное время для получения одного отсчета, а это не всегда применимо. Для получения же цифрового значения частоты по одному или нескольким периодам выходного сигнала необходимо применять достаточно сложные схемы.

Целью изобретения является повыше ние:быстродейств йя устройства .

Указанная цель достигается тем, что электромагнитный расходомер, соде ржаший датч ик, усилит ель с иг н ала датчика, формирователь магнитного поля, генератор тока треугольной формы и схему управления генератором, снабжен преобразователем напряжениечастота, двумя ключами и запоминаюшим устройством, вход которого через первый ключ подсоединен к выходу усилителя, а выход — через второй ключ - к выходу преобразователя напряжение — частота, причем управляюцие выводы ключей, подсоединены к устройству управления генератора.

На чертеже представлена структзлэная схема устройства.

781583

Датчик 1 расходомера содержит трубу иэ немагнитного материала с электродами. К ннм подсоединен усилитель 2, выход которого череэ ключ

8 подключен к запоминаюцему устройству, представляющему собой конденсатор 4. В свою очередь, конденсатор

4 через ключ 5 соединен с преобразователем напряжение - частота б. Магнитное поле в датчике 1 возбуждается формирователем 7 магнитного пОля, представляющйм собой катушку индуктивности с ферромагййтньм сердечником, питаемую генератором 8 тока треугольной формы, соединенным со схемой 9 управления, к которой подключены управляющие входй ключей 3 и 5.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения ток возбуждения начинает линейно возрастать с заданной скоростью I . Он растет до тех пор, пока его значение достигнет заданной величины Io(измерительный лолупериод) . В момент равенства

Iå устройство управления переключает направление изменения тока возбуждения на обратное. Ток 1 наЬ чинает линейно убывать со скоростью

Is до нуля (полупериод преобразоI вания). В момент равенства 1 — — 0 устройство управления 9 переключает вновь направление изменения тока возбуждения, ключ 3 замыкается, а ключ 5. размыкается, опять начинается измерительный полупериод.

В измерительном полупериоде с ростом тока возбуждения в формирова« теле 7 магнитного поля линейно растет индукция магнитного лоля а, тем самьвк, полезный сигнал датчика, Если коэффициент усиления К усилителя 2 выбран таким, чтобы он не искажал сигнала датчика, то на выходе усилителя 2 сигнал растет тоже линейно.

При этом конденсатор 4, который подключен в этом полупериоде к выходу усилителя 2, заряжается до величины

U равной выходному сигналу усилителя 2, в момент достижения током v возбужцения максимального значения

Х . В этот момент индукция достигает максимального значения ВВ, полезный сигнал датчика значениями gdv (rge

d - расстояние между электродами, v - -скорость потока жидкости), а выходной сигнал усилителя — значения

U = Kp dv. Если в каждом периоде обеспечйвается постоянство произведения К9 д = const, то напряжение, до которого заряжается конденсатор

4, пропорционально скорости потока жидкости v, В момент перехода с измерительного полупериода на полу» период преобразования конденсатор

4 отключается от выхода усилителя 2 и подключается ко входу преобразователя б напряжение - частота и остается подключенным к нему в течение всего полупериода преобразования. iia выходе преобразователя 6 возникает сигнал, частота которого

15 пропорциональна запомненному на конденсаторе 4 напряжению, следовательно, расходу в.момент окончания измерительного полупериода, Выходную частоту преобразователя

2О б напряжение - частота можно выбрать достаточно большой, благодаря чему резко увеличивается быстродействие получения информации.о расходе.

Кроме того, имеется возможность непосредственного получения цифрового отсчета расхода.

Формула изобретения

Электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержаций датчик, усилитель сигнала датчика, формирователь магнитного поля, генераЗ5 тор тока треугольной формы и устройство управления генератором, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, расходомер снабжен преобразователем

4() напряжение — частота, двум ключами и запоминающим устройством, вход которого через первый ключ подсоединен к выходу усилителя, а выход через второй ключ - ко входу преобразователя напряжение - частота, причем управ45 ляюцие выводы ключей подсоединены к устройству управления генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3260109, эО кл. 73-194 ЕМ," 1966.

2, авторское свидетельство СССР

9 546781, кл. G 01 Р 1/58, 1974 (прототип) °

78)583

Составитель С, Лебедев

Техред М.Петко Корректор М. Шараши

Редактор М, Ликович

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 8111/41 Тираж 801 Под пис ное

ВИИХПИ Росударственного ксмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раумская наб., д. 4/5