Электромагнитный расходомер счастотным выходом
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное и авт. саид-ву(22) Заявлено 26. 02. 79 (23) 2730218/18-10 (1) М
6 01 F 1/58 с присоединением заявки И9— (23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий, Опубликовано 07.0281.Бюллетень HP 5
Дата опубликования описания 07 ° 02 ° 81 (53) УДК б81.121. .538.52(088.8) i
;, (72) Авторы изобретения
И.-А.A. Вирбалис! F(р ий кисти ол
Каунасский политехничес тут4 "з;; им. Антанаса,Сиечкуса. ь и -:.-, (7k) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОИЕР С ЧАСТОТНЫМ
ВЫХОДОМ
Изобретение относится к области измерения расхода и количества жидкостей электромагнитными расходомерами.
Известны электромагнитные расходомеры с компенсационной схемой преобразования выходного сигнала датчика в частоту (1). Такие схемы сложны, знергоемки и содержат дополнительный канал для подавления квадратурной помехи.
Известны также электромагнитные расходомеры, в которых частота возбуждения магнитного поля равна выходной частоте (2). Такие расходОмеры содержат датчик, формирователь магнитного поля, усилитель сигнала датчика, генератор тока треугольной формы, основную и дополнительную схемы сравнения н схему управления генератора, выход которого подключен к входу генератора тока, а вход — к выходам сравнивающих устройств. Мощность возбуждения таких расходомеров при той же чувствительности и заданной частоте минимальна по сравнению с расходомерами с любыми другими формами тока возбуждения. Соответственно выбрав скорость изменения тока зозбуждения, трансформаторную помеху можно сделать ничтожной.
Недостатком такой схемы является принципиальная невозможность измерения малых и энакопеременных расходов. Это связано с тем, что при малым расходам полезный сигнал датчика мал и за измерительный полу- о период не успевает достичь значения опорного напряжения. В то же время уменьшать опорное напряжение невозможно из-за помех, возникающих как в датчике, так в линни передачи. При изменении же знака расхода, т.е. в том случае, когда меняется направление. потока жидкости, разность между полезным сигналом и опорным напряжением не уменьшается, а растет, и измере © нне прннцнпйально невозможно.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей электромагнитных расходомеров с частотным выходом.
Это достигается тем, что электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, формирователь магнитного поля, усили тель сигнала датчика, генератор
30 тока тр у, ьной Фор,, схе у уп
802789 равления генератором, основную и дополнительную схемы сравнения, выходы которых присоединены к входу схемы управления, и источник опорного напряжения, снабжен имитатором полезного сигнала датчика, а основная схема сравнения выполнена состоящей из трехвходового суммирующего усилителя и порогового устройства, причем к первому входу суммирующего усилителя подключен выход усилителя сигнала датчика, к второму входу подключен выход источника опорного напряжения, к третьему входу — выход имитатора сигнала датчика, а выход суммирующего усилителя подключен к входу порогового устройства.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устрой(TING
Датчик 1 содержит немагнитную трубу с электродами, сигнал с которых поступает на усилитель 2 сигнала датчика, Выход усилителя 2 подключен к одному из входов суммирующего усилителя 3. Второй вход усилителя
3 подключен к источнику 4 опорного напряжения, выполненного в виде обмотки, размещенной поверх обмотки возбуждения формирователя 5 магнитного поля. Третий вход усилителя
3 подключен к имитатору 6 полезного сигнала, а выход усилителя 3 к пороговому устройству 7.
Выходы порогового устройства 7 и дополнительной схемы сравнения
8 подключены к схеме управления 9, выход которой соединен с генератором
10 тока треугольной формы. К генератору 10 подключена катушка Формирователя 5 магнитного поля, имитатор 6 и дополнительная схема сравнения 8.
Устройство работает следующим образом.
В момент включения начинается измерительный полупвриод. При этом
;ок в катушке формирователя 5 магнитного поля и, следовательно, индукция магнитного поля в датчике
1 начинает линейно возрастать. Одновременно начинает линейно возрастать выходное напряжение имитатора б, в простейшем случае представляющего собой сопротивление, на котором выделяется напряжение, пропорциональное току возбуждения. Скорость его изменения пройорцнональна скорости Во изменения индукции магнитного поля. Сигнал имитатора бк», =
K В t (К.г — коэФФициент пропорцио° г О нальности, t - время) . Этот сигнал поступает на третий вход сгуммирующего усилителя 3. На второй его вход поступает опорное напряжение с источника 4, имеющее знак, обратный знаку сигнала имитатора, и значение, пропорциональное скорости изменения индукции магнитного поля: ео = -К Во (К 2 вЂ,коэффициент пропорциональности). На перэый вход усилителя 3 поступает напряжение с выхода усилителя 2 сигнала датчика. Если усилитель 2 снабжен фильтром низких частот, отделяющим полезный сигнал датчика от электродных потенциалов, то его выходной сигнал е пропорционален полезному сигналу датчикагегг=К ВО4чt(К> - коэффициент пропорциональности,d - расстоянче между электродами,ч — скорость потока жидкости). В зависимости от направ= ления потока вго знак совпадает со знаком сигнала имитатора или про>Э тивоположвн вму. На выходе суммирующего усилителя 3 возникает сигнал, пропорциональный сумме входных напряжений с отрицательным знаком.
Если К вЂ” коэффициент усиления уси20 лителя 3, то его выходное напряжение будет +-K Пороговое устройство 7 срабатывает в момент равенства напряжения U> нулю и своим выходным сигналом переключает схему управления 9 генератора в обратный полупериод. Сигнал, поступающий иэ схемы управления 9 в этот момент на генератор 10 тока треугольной формы, меняет направление изменения тока возбуждения на обратное. Ток возбуждения начинает линейно убывать. В момент равенства тока возбуждения нулю срабатывает дополнительная схема сравнения 8. Be выходной сигнал переключает схему управления 9, которая опять меняет направление изменения выходного тока генератора 10. Вновь начинается измерительный полупериод. Если считать, что измери40 тельный полупериод начинается в момент г,О и заканчивается в момент с0г, когда Нгг О, то длительность измерительного полупериодаг Длительность обратного полупериода йо пропорциональна ей: t rt> 50 (г - коэффициент пропорциональности). Тогда для периода преобразования справедливо выражение (г + г ) K ) т « „Ьс«(г" +1)+,=,г Ъ а частота преобразования будет выражаться следующим образом 4 г. -.„„, (к,+k,(у1:x.+v,ч, N у 1 1ка (г . г) К» К (г"+г) Если скорость потока ч равна ну65 лю, частота выходного сигнала будет 802789 Формула изобретения Составитель С. Лебедев Ре акто Т. Заг бельная Тех А. Ач Ео екто Г. Решетник Заказ 0 0 3 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 равна f . В эависимости от направления потока выходная частота f больше или меньше . Вычитая иэ выходного сигнала частоту f,,получают информацию о расходе. Таким образом, в предложенном устройстве можно получить информацию как о малых, так и о энакопеременных потоках, благодаря чему функциональные возможности расходомера значительно расширяются. Электромагнитный расходомер.с чаототным выходом, содержащий датчик, формирователь магнитного поля, уси» литель сигнала датчика, генератор. тока треугольной формы, схему уп«« равления генератором, основную и дополнительную схемы сравнения, выходы которых подсоединены к входу схемы управления, и источник опорного напряжения, о т л н ч а ю.шийся тем, что,.с целью расширения функциональных воэможнос- тей, расходомер снабжен имитатором полезного сигнала датчика, а основ ная схема сравнения выполнена состоящей из трехвходового суммирующего усилителя н порогового устройства, причем к первому входу суммирующего усилителя подключен выход усилн теля сигнала датчика, к второму входу - выход источника опорного напряжения, к третьему входу - выход имитатора сигнала датчика, а выход суммирующего усилителя подключен к входу порогового устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США В 3260109., кл. 73194, 1966. Я 2. Авторское свидетельство СССР 9 546781, кл, 6 01 F 1/58, 1974 (прототип) .
