Электромагнитный расходомер
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик э
К АВТОИ:КОМУ СВМДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 140180 (21) 2870868/18-10 (51)М. Кй. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
G 01 F 1/58
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 301181 БюлЛетень Йо 44
Дата опубликования описания 30. 11. 81 (53) УДК 881.12 538..52 (088.8) (72) Авторы изобретения
Н.В.Ковалкон и В.В.Бобков (71) Заявитель
Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54 ) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР
Изобретение относится к измерению расхода электропроводящих жидкостей электромагнитным методом, Известны электромагнитные расходомеры, содержащие датчик расхода жидкости, блок компенсации полезной составляющей сигнала датчика, усилитель рассогласования, синхронный детектор, источник опорного напряжения и гальванометр, работающий н режиме трансформаторного преобразователя (1) .
Однако быстродействие этих расходомеров невысоко, что объясняется необходимостью использования на выходе синхронного детектора инерционного фильтра, устраняющего пульсации, создаваемые нескомпенсированной кнадратурной составляющей выходного сигнала датчика, достигающей половины амплитуды полезной составляющей. Кроме того, расходомеры имеют ограниченную точность, что объясняется малым коэффициентом усиления- усилителя рассогласования ° Этот коэффициент не может быть выбран большим в связи с тем, что на входе усилителя всегца присутствует нескомпенсированный сигнал квадратурной помехи, и имеется опасность насыщения усилителя этим сигналом. Известные расходомеры обладают также невысокой наде;.;костью ввиду наличия в их составе подвижной рамки гальванометра, чувствительной к вибрациям и другим механическим воздействиям.
Цель изобретения — повышение точности измерения и быстродействия расходомера.
Указанная цель достигается тем, что электромагнитный расходомер, со" держащий датчик расхода, блок компенсации полезной составляющей сигнала датчика, усилитель рассогласования и источник опорного напряжения, причем первый вход блока компенсации полезной составляющей сигнала датчика подключен к выходу датчика расхо" да, дополнительно снабжен двумя фор" мирователями фазовых импульсов и схемой сравнения фазовых импульсов, причем выход датчика расхода подклю чен к первым входам обоих формирова- телей фазовых импульсов, ко второму входу первого, формирователя подключен источник опорного напряжения, ко второму входу второго формирователя фазовых импульсов — выход блока ком" пенсации полезной.составляющей сиГиала датчика, выходы обоих формирова885807
Формула изобретения
56
65 телеи фазовых импульсов подаоедиие)ны ко входам схемы сравнения фазовых импульсов, выход которой через усилитель рассогласования подсоединен ко второму входу блока компенсации полезной составляющей сигнала датчика.
На фиг,l приведена функциональная схема электромагнитного расходомера на фиг.2 — временные диаграммы работы расходомера.
Устройство содержит датчик 1 рас.хода, первый 2 и второй 3 формирователи фазовых импульсов, блок 4 компенсации полезной составляющей сигнала датчика, схема 5 сравнения фазовых импульсов и усилитель б рассогласования °
Вьход датчика 1 расхода подключен к первым входам формирователей фазовых импульсов 2 и 3, и к первому входу блока 4 компенсации полезной составляющей сигнала датчика, выход которого подключен ко второму входу
Формирователя 3 фазовых импульсов.
Второй вход формирователя 2 фазовых импул сов подключен к источнику опорного напряжения Б, а выходы формирователей фазовых импульсов 2 и 3 . отключены ко входам схемы 5 сравнения фазовых импульсов, выход которой cоединен со входом усилителя б рассогласования„ Выход усилителя б подклю ен ко второму входу блока 4 компенсации полезной составляющей сигна — à датчика. Усилитель б рассогласования выполняется фильтрующим.
Ра:ходомер работает следующим образот.; .
Вы.одной сигнал датчика 1, содержащий полезный нал и квадратурную помеху (Ф;-:г.2а), поступает на первые в оды Формирователей 2 и 3 фазовых импульсов, которые в момент перехода через нуль сигнала датчика. одновременно формируют передние фронты двух Фазовых импульсов (фиг.2в и 2x ), Сигнал опорного напряжения поступает на второй вход формирователя 2 фазовых импульсов, в момент перехода через нуль опорного напряжения формируется задний фронт первого фазового импульса (фиг„2в). Опорный сигнал (Фиг2б) сдвинут на 90 атноо сительно полезной составляющей сигнала датчика 1. Длительность первого фазового импульса равна t> < =9< Iw, где Ч, — фазовый сдвиг между выходным сигналом датчика l u опорным; а ы =2 i1., где f — частота питающего напряжения.
Сигнал датчика 1 сравнивается в блоке 4 компенсации полезной составляющей сигнала датчика, представляющем собой компаратор двух напряжений, с выходным напряжением усилителя рассогласова.ния. В момент равенства мгновенного значения входного напряжения и напряжения с выхода усилителя 6 рассогласования на выходе блока 4 возникает перепад напряжений, который поступает на второй вход формирователя 3 фазовых импульсов и формирует задний фронт второго фазового импульса. В зависимости от уровня постоянного напряжения на выходе усилителя б рассогласования задний фронт этого фазового импульса перемещается. Длительность второго фазового импульса определяется из соотношения 0,„0 „,8„„„, U
<„ .оэ. В »
"Вх и = „, Фазовые импульсы (фиг.2в,r) c выходов блоков 2 и 3 поступают на входы схемы 5 сравнения фазовых импульсов, которая выделяет разностный фазовый импульс (фиг.2д), последний усиливается и сглаживается усилителем 6 рассогласования и создает выходное напряжение U> . В установившемся режиме оба фазовых импульса равны по длительности с точностью, определяемой статической ошибкой, которая при большом коэффициенте усиления может быть сведена к нулю, т.в.
Вы»
q "5ы»"-" »,„в Таким образом, выходной сигнал расходомера определяется только полезной составляющей сигнала расхода. Использование предлагаемого расходомера позволяет повысить точность измерения расхода. Электромагнитный расходомер, содержащий датчик расхода, блок компенсации полезной =оставляющей сигнала датчика, усилитель рассогласования и источник опорного напряжения, причем первый вход блока компенсации полезной составляющей сигнала датчика подключен к выходу датчика расхода, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения и быстродействия, он снабжен двумя формирователями фазовых импульсов и схемой сравнения фазовых импульсов, причем выход датчика расхода годключен к первым входам обоих формирователей фазовых импульсов, ко второму входу первого формирователя фазовых импульсов подключен источник опорного напряжения, ко второму входу ." второго формирователя — выход блока компенсации полезной составляющей сигнала датчика, выхоцы обоим формирователей фазовых импульсов под885807 й..г Составитель С.Лебедев Редактор Н.Безродная Техред Ж.Кастелевич Корректор В Синицкая Тираж 705 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета -.СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10529/61 Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 соединены. ко входам схемы сравнения . фазовых импульсов, выход которой чеpcs усилитель рассогласования подсоединен .ко второму входу блока компенсации полезной составляюцей сигнала датчика. Источники информации, принятые во внимание npv. экспертизе 1. Катыс Г.П. Системы автоматического контроля полей скоростей и расходов. М., Наука ; 1965, с. 365-366 (прототип).
