Электромагнитный расходомер с частотным выходом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Colo3 Сееетсинк

Свцналнстнчвскни

Реелублнк

iuil99302? (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 020381 (21) 3257729/18-10 (ЩМ.Кл з

G 01 F 1/58 с присоединением заявки ¹

ГосударственНый комнтет

ССС Р но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

t$3) УЯК 681. 121:

: 538 ° 52 (088 ° 8) Опубликовано 300183 Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 3001.83

И. -A.A. Вирбалис, P ..С. Вайкасас,;М:..Я н Х.Я. Сандер (72) Авторы изобретения,(71) Заявители,(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР С ЧАСТОТНЫМ

ВЫХОДОМ

Изобретение относится к измерению расхода и количества жидкостей электромагнитным методом и может быть применено также для измерениярасхеда и количества теплоты.

Известен электромагнитный расходомер с частотным выходаэ с компенсационной схемой преобразования сигнала датчика в частоту, содержащий два канала цреобраэования, в каждом иэ которых щаеются фаэовые детекторы, преобразователи напряжение-часеета и.частота-напряжение с соответствую щими фильтрами 1.3Д. CxeMa такого расцсодомера сложна.

Он возбуждается нромыаденной частотой поэтому ддя Возбуждения требуется экачительная мощность. При проьн ален-ней чаатоте .имеется значительная трансформаторная помеха, для подавления которой необходим дополнительный канаЛ.

Известен также расходомер с час. тотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, основную и дополнительную схемы сравнения,схему управления, генератор. тока треугольной формы и катушку формирователя магнитного поля, причем датчик через усилитель сигнала да чика соединен с входом основной схемы сравнения, выход которой через схему управления связан с входом генератора тока треугольной формы, к выходу которого подключена катушка формирователя магнитного поля, вход дополнительной схемы сравнения соединен е выходом генератора тока треугольной формы, 1п а ее выход — со схемой управления f2).

Однако такой расходомер характеризуется недостаточными функциональны-ми возможностями. Он пригоден лишь для измерения объемного расхода. Во многих случаях, наряду с измерением

15 объемного расхода протекающей жид кости, необходимо знать такие ее мас- совый расход, концентрацию твердых частиц илн расход теплоты в том случае, когда измеряется расход жидкого теплоносителя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей расходомера.

Указанная цель достигается тем, что в электромагнитный расходомер, содержащий датчик, усилитель, основную и дополнительную схемы сравнения, схему управления, генератор тока треугольной формы и катушку формирователя магнитного поля, причем датчик

993027 соединен с усилителем, выход основной схемы сравнения через схему управления соединен с входом генерато.ра тока треугольной формы, к выходу которого подключена катушка формироЪателя магнитного поля, вход дополнительной схемы сравнения соединен с выходом генератора тока треугольной формы, а ее выход — со схемой управления, введены множительное устройство, первый и второй Формирователи временных интервалов, ключ, запоминающее устройство и преобразователь напряжение-частота, причем выход усилителя соединен с первым входом множительного устройства и че-)5 рез ключ с последовательно соединенными запоминающим устройством и преобразователем напряжение-частота, .второй вход множительного устройства соединен с дополнительным входом расходомера, выход множительного устройства связан с входом основной схемы сравнения, а выход дополнительной схемы сравнения соединен также через последовательно соединенные первый и второй формирователь временных интервалов с управляющим входом ключа

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого расходомера.

Расходомер состоит из датчика

1, к электродам которого присоединен усилитель 2. K его выходу подключен первый вход мйожительного устройства 3, а также последовательное соединение ключа 4, запоминающего устройства 5 и преобразователя напряжения-частота б. Второй вход множительного устройства 3 подключен к дополнительному входу расходомера, а выход - к входу основной схемы 7 срав- 40 нения. Ее выход подключен к последо-. вательному соединению схемы 8 управления, генератора 9 тока треугольной формы и катушки 10 формирователя магнитного поля. Вход дополнительной 45 схемы 11 сравнения подключен к генератору 9, а выход - к схеме 8 управления и к последовательному соединению .первого 12 и второго 13 формирователей временных интервалов. Выход 50 последнего подсоединен к управляющему. входу ключа 4.

Работа расходомера периодическая.

В измерительном полупериоде на выходе схемы 8 управления действует напряже- 55 ние О . Tox на выходе генератора 9, протекающий по катушке 10 формирователя магнитного поля и являющийся то:ком возбуждения датчика 1, линейно возрастает по абсолютной величине. 60

При этом линейно расчет индукция магнитного поля в активной зоне датчика ,1, сигнал на его электродах и пропорциональный ему сигнал на выходе усилителя 2.

При неизменном в течение данного полупериода значении величины у;:, подведенной к дополнительному входу расходомера, сигнал на выходе множительного устройства линейно растет.

В момент достижения сигналом Ue значения Е фабатывает основная схема

7 сравнения, воздействуя на схему

8 управления. На выходе последней появляется напряжение - U, а ток возбуждения начинает убывать по абсолютной величине. В момент достижения током нуля срабатывает дополнительная схема 11 сравнения-и воздействует на схему 8 управления, переводя ее и всю схему расходомера в измерительный полупериод. На выходе формирователя 12 временных интервалов при .этом появляется импульс длительностью . Задний фронт этого импульса запускает второй формирователь 13 временных.интервалов, на выходе которо- го появляется импульс длительностью Гу (Го, замыкающий ключ 4. При этом на запоминающее устройство 5 поступает напряжение 0,2 с выхода усилителя 2, которое равно

u -k 3оdzo где К вЂ” коэффициент усиления уси2. л лителя 2

 — скорость изменения индукО ции магнитного поля, d — расстояние между электродаMH

v — скорость потока жидкости.

Так как К, Во, 0 и Го — постоян2. ,ные величины, то напряжение U«аапоминаемое устройством 5, пропорционально лишь скорости потока, т.е. мгновенному значению объемного расхода. Поэтому частота У на выходе преобразователя напряжение-частота также пропорциональна мгновенному значению объемного расхода.

Частоту f срабатывания основной схемы сравнения можно определить из равенства напряжения на выходе множительного устройства в момент окончания измерительного полупериода значению Е>. Считая, что скорость изменения тока возбуждения одинакова в обоих полупериодах, имеем равенство E =K ð„Вос3ЩЯ)ЧЧ, где К вЂ” коэффициент передачи множительного устройства, Т вЂ” период.

Отсюда Ео у где Ко= дри . 2 "м ВО4

Таким образом,. частота f< пропорциональна произведению скорости по тока на величину 9,993027

Формула .изобретения

ВНИИПИ Эаказ 440/54 Тираж 641 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Функциональные возможности расходомера значительно шире, чем у прототипа. Наряду с информацией об объем- . .ном расходе в виде частоты. 1 на выходе расходомера можно получить информацию о целом ряде других величин.

Если сигнал Ч пропорцйонален плотности протекающей жидкости, то частота пропорциональна массовому расходу.

Если. сигнал Ч пропорционален раЬности температур, прямого и обратного по- 10 токов жидкого теплоносителя, протекающего через датчик 1, то частота пропорциональна расходу тепловой энергии и т.д.

Электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, 20 . усилитель, основную и дополнительную схемы сравнения, схему управления, генератор тока треугольной формы и катушку формирователя магнитного по,,ля, причем датчик соединен с усилите- 25 лем, выход основной схемы сравнения через схему управления соединен с входом генератора тока треугольной формы, к выходу которого подключена катушка формирователя магнитного поля, вход дополнительной схемы срав-. нения соединен с выходом генератора тока треугольной формы, а ее выходео схемой управления, о т л и ч а ющ и и сятем,,что, с целью:ражжрения функциональных возможностей, в него введены множительное устройство, первый и второй формирователи временных интервалов, ключ, запоминающее устройство и преобразователь напряжение-частота, причем выход усилителя соединен .с первым входам множительного устройства и через ключ с последовательна соединенными запоминающим устройством и преобра--, зователем напряжение-частота, второй вход множительного устройства соединен с дополнительным входом расходомера, выход множительного .устрой- ства соединен с входом основной схе" мы сравнения, а выход дополнительной схемы сравнения соединен также через последовательно соединенные первый и второй формирователи временных интервалов с управляющим входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtQA Р 3260109, кл. 73-194 EN, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 546761, кл. 6 01 F.1/58, 1974

{прототип).