Электромагнитный расходомер (его варианты)

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ к двтовскомь свидетельств

Союз Советскнх

Соцналнстнческнк

Республнк

< 979860 (61) Дополнительное к звт. свид-ву (22) З 05.01.81(2т) 3230252/18-10 (51)N. Кл.

Й 01 F 1/58

E присоединением заявки ¹ 3230261/1810

Рзоударотееииый комитет

СССР

60 AeA3N изабретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано ру 12 р;2 Бюллетень № ф5 (S3) УДК 681, 12:

: 538.52, (088.8)Дата опубликования описвння 07.122.82 (72) Автор изобретения

Ю. П. Мальцев (7l) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР (ЕГО ВАРИАНТЫ) l

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно расходометрии, и может быть использовано в электромагнитных расходомерах жидких сред.

Известны электромагнитные расходомеры, содержащие нреобразователЬ расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала и широтноимпульсный регулятор коэффициента передачи, обеспечивающий независимость выходного сигнала от колебаний интенсивности магнитного поля в преобразователе расхода (1) .

Недостатком данных электромагнитных расхопомеров является сложность конструкции, обусловленная необходимостью обеспечения линейной широтной модуляции и демодуляции при защите схемы выделения сигнала от возникающих импульсных помех, Известен также электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель с блоком регулирования, дискриминатор (пороговое . устройство), фильтр низких частот, фильтр

:высоких частот, причем последовательно соединенные сумматор и регулируемый усилитель включены между схемой выделе.ния сигнала расхода и выходным устрой ством измерителя расхода, второй вход сумматора соединен с выходом вспомога- . тельного сигнала преобразователя расхода, о .а выход регулируемого усилителя соединен через фильтр высоких частот и дискрими натор с входом блока регулирования, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, и через фильтр низких частот - с выходом измерителя расхода. В известном расходомере сумматор, регулируемый усилитель с блоком ре улирования, дискриминатор и фильтры высоких и низких частот образуют в

-„совокупности. охваченную обратной. связью

:полностью аналоговую схему деления однополярного полезного сигнала на переменное напряжение, пропорциональнбе интенсивности возбуждения преобразователя

1 3 97986 расхода, в результате чего выходной сигнал расходомера не зависит от обусловленных отклонениями питающего напряжения одновременных изменений этих величин и не содержит импульсных составляющих(21. g

Недостатком известного расходомера является зависимость передачи в нем полезного сигнала от значения нестабильного временного сдвига между индукцией магнитного поля в преобразователе расхода 1о и управляющим сигналом схемы вьщеления сигнала расхода, а также изменений параметров управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода. Поскольку выходной сигнал схемы выделения сигнала рас» g хода образует сигнал делимого, а выходной сигнал дискриминатора связан с сигналом делителя схемы деления расхопомера, возникающая от их различия погрешность снижает точность расходомера B целом. щ

Белью изобретения является повышение точности измерения электромагнитного расходомера, Указанная пель достигается тем, что в электромагнитный расходомер, содержа- gg ший преобразователь расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управля|ощего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования, E фильтр низких частот и фильтр высоких частот, причем выход сумматора соединен с входом регулируемого усилителя, выход блока регулирования оединен с управляющим входом регулируемого усилителя, а выход регулируемого усилителя - с ах035 дами фильтра высоких частот и фильтра низких частот, дополнительно введен измеритель интенсивности напряжения, вход которого соединен с выходом вспомогательного сигнала преобразователя расхода,„о а выход соединен с входом сумматора, второй axog которого соединен с выходом преобразователя расхода, выход фильтра высоких частот соединен со схемой выделения сигнала расхода, выход фильтра низких частот соединен с входом блока регулирования, а выход источника управляющего сигнала -дополнительно соединен с управляющим входом измерителя интенсивности напряжения.

Указанная цель достигается также тем что в электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования, фильтр низких частот и фильтр высоких частот, причем выход преобразователя расхода через последовательно соединенО

1 .ные схему выделения сигйала расхода, суьФ матор, регулируемый усилитель и фильтр низких частот соединен с выходом расходомера, выход вспомогательного сигнала преобразователя расхода соединен с вторым входом сумматора, выход регулируемого усилителя также соединен с входом фильтра высоких частот, а выход блока регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, дополнительно введен измеритель интенсивности найряжения, включенный между входом блока регулирования и выходом фильтра высоких частот, а управляющий вход из- мерителя интенсивности напряжения соединен с выходом источника управляющего сигнала, В первом варианте электромагнитного расходомера измеритель интенсивности напряжения может быть выполнен с быстродействием, равным быстродействию схемы выделения сигнала расхода.

В обоих вариантах электромагнитного расходомера измеритель интенсивности напряжения может быть выполнен либо в виде синхронного детектора, либо в виде измерителя выборочного значения напряжения, либо в виде измерителя параметра напряжения, идентичного параметру напряжения полезного сигнала, выделяемому схем ой выделения сигнала расхода.

На фиг. 1-2 приведены блок-схемы соответственно первого и второго вариантов электромагнитного расходомера.

Электромагнитный расходомер содержит преобразователь 1 расхода, сумматор

2, регулируемый усилитель 3 с блоком 4 регулирования, фильтр 5 низких частот, фильтр 6 высоких частот, схему 7 выделения сигнала расхода с источником 8 управляющего сигнала и измеритель 9 интенсивности напряжения.

Первый вариант электромагнитного расходомера работает следующим образом.

Возникающий прц движении измеряемой среды через преобразователь 1 расхода знакопеременный измерительный сигнал после суммирования в сумматоре 2 с однополярным выходным сигналом измерителя 9 интенсивности напряжения поступает через регулируемый усилитель 3 и фильтр 6 высоких частот на вход схемы 7 выделения сигнала расхода, управляемой от источника 8 управляющего сигнала, с выхода которой сигнал, пропорпиональный расходу, поступает к потребителю. Одно-полярная составляющая выходного сигнала регулируемого усилителя 3 после выделения фильтром 5 низких частот поступает

5 979860 на управляющий вход блока 4 регулирования, который устанавливает коэффициент передачи регулируем oro усилителя таким, чтобы на выходе последнего уровень однополярной составляющей был постоянен.

При атом коаффициент передачи усилителя 3 обратно пропорционален значению однополярного сигнала, а переменное напряжение с.частотой измерительного сигнала . на его выходе пропорционально отношению 1О интенсивностей измерительного сигнала и вспомогательного сигнала преобразователя расхода, измеряемого измерителем 9 интенсивности напряжения, также управляемым от источника 8 управляющего сигнала15

Изменения параметров напряжения питания преобразователя расхода вызывают одновременные и равные изменения измеряемого и вспомогательного сигналов, при этом изменения последнего вызывают об- 2о ратно пропорциональные им отклонения коэффициента передачи регулируемого усилителя 3, выходное переменное напряже ние которого таким образом сохраняет постоянство. Вследствие охвата регулируе-23 мого усилителя 3 через фильтр 5 низких частот и блок 4 регулирования отрицательной обратной связью, образуемая ими в совокупности система автоматической .стабилизации усиления однополярного сиг-зэ нала имеет высокое быстродействие, и переходная характеристика канала вспомогательного сигнала (сигнала делителя) практически определена параметрами последовательно включенного в данный ка» . нал измерителя 9 интенсивности напряжения, параметры которого могут быть выбраны так, чтобы переходные характеристики каналов измеряемого сигнала и сигнала делителя соотносились заданным об- разом, что позволяет учитывать или компенсировать также кратковременные отклонения выходного сигнала расходомера, обусловленные изменениями питающего преобразователь напряжения. При выборе переходных характеристик обоих каналов идентичными, влияние изменения питающего преобразователь напряжения на выходной сигнал расходомера будет устранено. Вследствие управления измерителя

° 9 интенсивности напряжения и схемы 7 выделения сигнала расхода от одного источника 8 управляющего сигнала, выбором параметров данных блоков может быть обеспечена идентичность изменений их

И коэффициентов передачи при изменениях параметров управляющего напряжения, что позволяет устранить влияние последних на выходной сигнал расходомера.

Выполнение измерителя интенсивности напряжения с быстродействием, идентичным быстродействию схемы выделения сигнала расхода, позволяет повысить точность измерения при кратковременных отклонениях и импульсных помехах в питающем преобразователь расхода напряжения.

Второй вариант алектромагнитного расходомера работает следующим образом.

Возникающий при движении измеряемой, среды через преобразователь 1 расхода энакопеременный измерительный сигнал поступает на вход схемы 7 выделения сигнала расхода, управляемой от источника 8 управляющего сигнала. Однополярный выходной сигнал схемы 7 после суммирования в сумматоре 2 со знакопеременным вспомогательным сигналом преобразоватедя 1 расхода через регулируемый усилитель 3 и фильтр 5 низких частот поступает на выход прибора. Знакопеременная составляющая выходного сигнала регулируемого усилителя 3 после выделения фильтром 6 высоких частот поступает на вход управляемого измерителя 9 интенсивности, выходной сигнал которого через блок 4 регулирования устанавливает коэффициент передачи регулируемого усилителя 3 таким образом, чтобы на выходе последнего интенсивность знакопеременной составляющей была постоянна. При этом коэффициент передачи усилителя 3 обратно. пропорционален интенсивности знакопеременного сигнала, а одноцолярное напряжение на его выходе пропорционально отношению интенсивностей измерительного сигнала и вспомогательного сигнала преобразователя расхода.

Изменения параметров напряжения питания преобразователя расхода вызывает одновременные и равные изменения измеряемого и вспомогательного сигналов, при этом изменения последнего вызывают обратно пропорциональные им отклонения коэффициента передачи регулируемого усилителя 3, однополярная составляющая выходного напряжения которого таким образом сохраняет постоянство.

Колебания временного сдвига между индукцией магнитного поля в преобразователе 1 расхода, управляющим сигналом от источника 8, а также изменения парамеч ров этого управляющего сигнала вызывают одновременные и равные изменения коэффициентов передачи схемы выделения сит нала расхода и измерителя интенсивности напряжения, что может быть достигнуто выбором параметров последнего, например

7 979 выполнением его идентичным схеме выделения сигнала расхода. При этом имеют место равные изменения коэффициентов передачи каналов полезного сигнала (сигнала делимого) и сигнала делителя, отно- шение которых также сохраянет постоянство, т. е. указанные отклонения не влияют на выходной сигнал измерителя расхода, Выполнение в обоих вариантах расходомера управляемого измерителя интенсив- tO ности напряжения в виде синхронного детектора напряжения, вход: опорного сигна ла которого соединен с источником управляющего сигнала схемы выделения сигнала, расхода позволяет повысить точность из- 15 мерения при нестабильности фазовых пара-. метров га.рмонического управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода.

Выполнение управляемого измерителя интенсивности напряжения в виде измери- 29 теля выборочного .значения напряжения, вход управляющего выборкой сигнала которого соединен с источником управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода, позволяет повысить точность из-2S мерения при нестабильности временных параметров импульсного управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода.

Выполнение управляемого измерителя интенсивности напряжения в виде измери- ЗО теля параметра напряжения, идентичного параметру напряжения полезного сигнала, выделяемому схемой выделения сигнала расхода, позволяет повысить точность измерения при искажениях формы питающего з преобразователь расхода напряжения.

Первый вариант электромагнитного расходомера обеспечивает повышение точности измерения при нестабильном питании преобразователя расхода, по сравнению с известными электромагнитными расходомерами, и придает также электромагнит ному расходомеру с аналоговой делительной схемой с частотным разделением каналов новое свойство - независимость переходной характеристики от значения вспомогательного сигнала преобразователя расхода.

Второй вариант электромагнитного расходомера обеспечивает также повышение точности измерения при нестабильном временном сдвиге индукции магнитного поля в преобразователе расхода относительно сигнала управления схемой выделения сигнала расхода.

860 8 выделения сигнала расхода с источником .управляющего сигнала, сумматор, регу, лируемый усилитель, блок регулирования, фильтр низких частот и фильтр высоких частот, причем выход сумматора соединен с входом регулируемого усилителя, выход блока регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, а выход регулируемого усилителя — с входами фильтра высоких частот и фильтра низких частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения расхода, в него дополнительно .введен измеритель интенсивности напряжения, вход которого соединен с выходом вспомогательного сигнала преобразователя расхода, а выход соединен с входом сумматора, второй вход, которого соединен с выходом преобразователя расхода, выход фильтра высоких частот соединен со схемой выделения сигнала расхода, выход фильтра низких частот соединен с входом блока регулирования, а выход источника управляк>щего сигнала дополнительно соединен с управляющим входом измерителя интенсивности напряжения.

2. Электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования, фильтр низких частот и фильтр высоких частот, причем выход преобразователя расхода через последовательно соединен» ные схему выделения сигнала расхода, сумматор, регулируемый усилитель и фильтр низких частот соединен с выходом расходомера, выход вспомогательного сигнала преобразователя расхода соединен с вторым входоМ сумматора, выход регулируеМого усилителя также соединен с входом фильтра высоких частот, а выход блока регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, о т л ичающийс я тем, что, с цельюповышения точности измерения расхода, в него дополнительно введен измеритель интенсивности напряжения, включенный между входом блока регулирования и выходом фильтра высоких частот, а управляющий вход измерителя интенсивности напряже ния соединен с выходом источника управляющего сигнала.

Формула изобретения

1. Электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему

3. Расходомер по н. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что. измеритель интенсивности напряжения выполнен с быстродействием, равным быстродействию схемы выделения сигнала расхода.

979860

Составитель С. Лебедев

Редактор Л. Гратилло Техред Е.Харитончик Корректор А. Дзятко

Заказ 9341/27 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Тосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

4, Расходомер по пп. 1 и 2, о т л и« ч а ю шийся тем, что. измеритель интенсивности напряжения выполнен в виде синхронного детектора.

5. Расходомер по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю шийся тем; что измеритель интенсивности. напряжения выполнен в виде измерителя выборочного значения напряжения.

6. Расходомер по пп. 1 и 2, о.т л и- 10 ч а ю шийся тем, что измеритель интенсивности напряжения выполнен в ви де измерителя параметра напряжения, идентичного параметру напряжения полезного сигнала, выделяемому схемой выделения сигнала расхода.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Патент Великобритании М 1231199, кл. С 1 N, 1971.

Я. МЭЭ-Зигcif0Ussmesser. Josey

НеИпг1с пе СаФдйос, 1976 (прототип).