Электромагнитный расходомер

 

Союз Советских, Социалистических

1ввснублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05. 79 (21) 2760970/18-10 (51)М. Кл.

С 01 F 1/60

G 01 F 25/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. .121(088.8) Опубликовано 280281. Бюллетень -¹ 8

Дата опубликования описания 070381 (72) Авторы изобретения

И. П. Квасневский,:1. П. Коковкин И. И.,Парфенов, В.П. Ефимов и М.Н. Левин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к бесконтактному измерению расхода электропроводящих сред.

Известны электромагнитные расходомеры, состоящие из индуктора бегущего магнитного поля с двумя группами катушек, источника питания, приемного индуктора и измерительной схемы (11.

Недостатком этих расходомеров является невысокая точность измерения и сложность их градуировки.

Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие индукторы с двумя группами трехфазных обмоток, подключаемых через трехпозиционный переключатель к трехфазному источнику питания. Индикаторные катушки через усилитель и фазовый детектор соединены с индикатором. Трехпозиционный. переключатель в каждой из позиций подключает соответственно каждую из обмоток в отдельности и обе обмотки одновременно 12).

Нецостатками таких расходомеров являются низкий уровень полезной

ЭДС от вторичного поля по сравнению с ЭДС от первичного поля при поочередном подключении каждой из трехфазных обмоток, что снижает точность измерения полезной ЭДС, резкое изменение нагрузки источника питания при подключении обмоток в отдельности и вместе, что осложняет принципиально необходимую стабилизацию токов питания.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном расходомере, содержащем индуктор с двумя трехфазными обмотками, создающими встречно-бегущие магнитные поля, источник питания, переключатель, ин15 дикаторные катушки и измерительную схему, содержащую последовательно включенные фазовый детектор и индикатор, переключатель выполнен двухпозиционным с основными и дополни20 тельными контактами, в измерительную схему введены схема компенса.ции, второй двухпозиционный переключатель, фазовращатель и квадратурный блок, при этом первый двухпозиционный переключатель основными контактами соединяет трехфазные обмотки с источником питания, а дополнительными контактами --индикаторные катушки с сигнальным входом

30 фазового детектора непосредственно

808851 или через второй двухпозиционный переключатель соединяет фаэовращатель, подсоединенный к источнику питания, с опорным входом фазового детектора непосредственно или через квадратурный блок.

На чертеже изображена блок-схема индукционного электромагнитного расходомера.

Расходомер состоит из двух (либо одного)индуктора 1 с двумя трехфазны" о ми обмотками 2 и 3 (условно показана одна фаза), создающими встречнобегущие магнитные поля. В зазоре между индукторами расположена электропроводящая среда 4. Обе трехфазные обмотки 2 и 3 подключены к источ- 5 нику 5 питания через контакты.б двухпозиционпого переключателя 7. Индикаторные катушки устанавливаются на индукторах 1 в таком месте, где при одном положении переключателя поля, gQ создаваемые обеими обмотками, находятся в противофазе (ноль индукции) а в другом положении — синфазны (максимум индукции). Индикаторные катушки 8 через дополнительные контакты

9 того же двухпозиционного переключателя 7 соединены со схемой -10 компенсации и фазовым детектором 11, причем в одном положении двухпозиционного переключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаются ко входу схемы компенсации 10, а его выход ко входу фазового детектора 11, в другом положении переключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаются непосредственно ко входу фазового детектора 11. Выход фазового детектора соединен с индикатором 12 расходомера. Опорное напряжение на схему

10 компенсации подается непосредственно с источника 5 питания. Вход 40 опорного напряжения фазового детектора 11 соединен с источником 5 пи-тания через фазовращатель 13, двухпоэиционный переключатель 14 и квадратурный блок 15. 4

Расходомер работает следующим образом.

При отсутствии в зазоре измеряемой среды переключатель 7 и переключатель 14 устанавливают в положение 1. При этом контакты б реализуют согласное подключение обеих трехфазных обмоток 2 и 3 к источнику 5 питания, в этом случае поля от обеих .обмоток в месте расположения индикаторных катушек суммируются, в индикаторных катушках наводится максимальная ЭДС от суммы прямых полей обеих обмоток. В положении 1 переключателя 14 опорное напряжение на фазовый детектор 11 подается от источни- @» ка 5 питания через фаэовращатель 13, минуя квадратурный блок 15. Регулируя фазу опорного напряжения фазовращателем 13 до квадратуры с прямой ЭДС добиваются нулевых показаний инди- Я катора 12. Затем переключатель 14 переводят в положение 11, тем самым происходит подключение квадратурного блока 15, который поворачивает фазу опорного напряжения на 90, т.е. делает опорное напряжение синфазным с прямой ЭДС в индикаторных катушках.

Регулированием амплитуд и фаз схемы

10 компенсации, которая в положении

1 подключена при помощи дополнительных контактов 9 переключателя 7 межцу индикаторными катушками и фазовым детектором 11, добиваются полной компенсации прямой ЭДС, о чем будут свидетельствовать нулевые показания индикатора 12. Если перевести переключатель 14 снова в положение 1 и ввести в зазор измеряемую среду (неподвижйую), индикатор 12 зафиксирует ЭДС от суммы вторичных полей обеих обмоток, так как в этом случае опорное напряжение фазового детектора квадратурно ЭДС от прямых полей и синфазно ЭДС от вторичных полей. Таким образом, данное показание индикатора будет градуированным, соответствующим скорости движения среды 27f, где — полюсное деление индуктора, f — частота тока питания индуктора, поскольку оно соответствует ЭДС от вторичных полей, наведенных суперпозицией двух бегущих магнитных полей.

Далее переключатель 7 переводят в положение II, при этом обе обмот„ки 2 и 3 включены встречно, т.е. в месте расположения индикаторных катушек 4 как первичные, так и вторичные поля от обеих обмоток 2 и

3 находятся в противофазе и в индикаторных катушках ЭДС не наводится.

Поскольку в положении II переключатели 7 при помощи контактов 9 индикаторные катушки 8 подключаются непосредственно к фазовому детектору

11, минуя схему 10 компенсации, то индикатор 12 зафиксирует нулевое значение. При движении проводящей среды 4, поскольку поля, созданные обмотками, бегут в противоположные стороны, то относительная скорость движения в одноим из полей будет увеличиваться, а в другом — уменьшаться, соответственно величина одного.из вторичных полей будет увеличиваться,а другого уменьшаться, так что в итоге в индикаторной катушке наводится ЭДС, пропорциональная разности относительных скоростей движения среды в обеих полях.

В случае, когда среда 4 будет двигаться с синхронной скоростью с одним из бегущих полей и, соответственно, с двойной синхронной скоростью с другим бегущим полем, то сигнал на индикаторе будет равен градуированному сигналу. Таким образом, и ссуществляется градуировка расходомера и его работа.

808851

Формула изобретения

ВнииПИ Заказ 393/42 Тираж 713 Подписное

4 филиал ППП * Патент", г.ужгород, ул. р

П оектная, .Таким образом, расходомер имеет три режима работы: переключатель

7 положении Т и переключатель 14 в в положении 1 — градуировка начал— (ьная настройка фазы опорного); переключатель 7 в положении 1 и переключатель 14 в положении 11 — компенсация; переключатель 7 в положении Ii и переключатель 14 в положении 1 — измерение.

Следует отметить, что режим "Компенсация" является дополнительно ежимом контроля правильности работы реж расходомера, как при наличии в зазоре неподвижной измеряемой среды, так и при е ее движении. В этом режиме любые уходы фазы сигнала должны компенсироваться до нулевого сигнала на выходе индикатора.

Электромагнитный расходомер, содержащий индуктор с двумя трехфазными обмотками, создающими встречнобегущие магнитные поля, источник питания, и р переключатель, индикаторные катушки и измерительную схему, содержащую п оследовательно включенные фазовый детектор и индикатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, переключатель выполнен двухпозиционным с основными и дополнительными кон онтактами в измерительную схему

1 дены схема компенсации, второ введе азовухпозиционный переключатель, д вращатель, и квадратурный блок, р п и этом первый двухпозиционный переключатель соединяет основными конгактами трехфазные обмотки с источником питания, а дополнительными контактами — индикаторные катушки .с .сигнальным входом фазового детектора непосредственно или через блок компен15 сации опорный вход которого соедиР нен с источником питания, второ и двухпозиционный переключатель соедит фазовращатель, подсоединенный

ым вхок источнику питания, с опорным

QQ дом фазового детектора непосредственно или через квадратурный блок.

Источники информации, приня и ятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССС

Р 497476, кл. G 01 F 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 609973, кл. G ÎI F 25/00, 1977 (прототип).