Dispositif de mesure de débit avec correction de pression et de
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La présente invention se rapporte 4 un dispositif
de mesure de débit avec correction de pression et/ou de température d'après le procédé de mesure par la pression efficace aveo . compensateur de force transformant la valeur de mesure de débit
en une intensité de courant électrique, ce compensateur étant
constitué par un organe de mesure supporté d'une façon mobile
sous l'action d'une force de mesure variant avec la pression
efficace et un détecteur de position coopérant avec cet organe
mobile, une source de courant commandée par ce détecteur et un générateur de force électrodynamique, commandé par cette source de courant et constitué par une bobine mobile et une bobine d'excitation, qui agit sur l'organe de mesure et équilibre l'action de la force de mesure, dispositif dans
lequel, dans le circuit électrique du générateur de force de compensation, deux résistances-variables mécaniquement au moyen d'un curseur déplaçable en fonction des valeurs de mesure de la pression et de la température, respectivement, sont disposées dans un.montage différentiel qui commande un courant traversant les
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termédiaire d'un amplificateur placé après le montage différentiel de façon à corriger l'influence de la pression et de la température.
Pour la correction de pression et de température, il est connu, dans les dispositifs analogues, dans lesquels
les enroulements de bobine mobile et de bobine d'excitation d'un électro-aimant servant de générateur de force de compensation sont montés en série, de monter en parallèle sur ces enroulements du générateur de force des résistances, variables avec la pression et la température, qui commandent le courant traversant les enroulements.et ainsi la force de compensation dans le sens voulu pour effectuer la correction. De tels dispositifs ne permettent pas une correction théoriquement exacte et techniquement Utilisable de la valeur du débit.
On sait en outre, lorsqu'on utilise un montage en série de l'enroulement mobile et de.l'enroulement d'excitation de l'électro-aimant, placer en série avec ces enroulements un montage de pont, alimenté par le courant de compensation, qui comprend des résistances variables avec la pression et la température. La tension d'erreur du pont est amplifiée au moyen d'un amplificateur de mesure et un courant continu correspondant est appliqué à un enroulement spécial de l'électro-aimant de telle sorte que ce courant ajoute son effet magnétique aux effets magnétiques du courant qui traversent la bobine mobile et la bobine d'excitation.
De telles dispositions souffrent du défaut que le réglage du domaine de mesure du dispositif de correction
de pression et de température n'est pas possible sans action réciproque, car, dans le montage de pont, des rapports particuliers de résistance doivent être maintenus et, si l'on modifie une des résistances du pont, toutes les autres doivent être modifiées d'une manière correspondante.
Les dispositifs mentionnés et les dispositifs
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curseurs des résistances de correction déplacés par les valeurs de mesure de la pression et de la température du gaz interviennent avec leurs résistances de contact variables dans le résultat de la mesure, ce qui contribue à fausser les mesures d'une façon notable,
En conséquence, il est aucsi connu de disposer les résistances de correction avec leurs curseurs dans un montage de diviseur de courant dont la résistance est traversée par un courant électrique continu appliqué, Dans de tels dispositifs, les variations de la résistance de contact des curseurs n'interviennent plus dans la mesure,
Cependant, un inconvénient des dispositifs connus avec compensateur de force est qu'il n'est pas possible avec eux de disposer les deux résistances dans un montage diviseur de courant. Cela n'est possible que pour la résistance relative à l'influence de la pression ou pour la résistance relative à l'influence de la température, et c'est pourquoi il est aussi connu de prévoir, avec le compensateur de f�rce électromécanique, un deuxième compensateur de force qui, servant de calculatrice analogique, corrige le signal de sortie, qui est proportionnel à la valeur de mesure non corrigée, du premier compensateur de force. Dans de tels dispositifs, on peut placer les deux résistances dans des montages diviseurs
de courant traversés par des courants continus appliqués. Cependant, l'appareillage nécessaire est alors considérable
et coûteux.
L'invention a pour but, en conséquence, d'améliorer les dispositifs du genre mentionné au début de telle sorte
que les deux résistances de correction puissent être disposées dans un montage diviseur le courant.
Selon l'invention, pour atteindre ce but dans les dispositifs mentionnés, le courant commandé par le détecteur de position du compensateur de force traverse l'enroulement de bobine mobile ou l'enroulement de bobine d'excitation du générateur de force de compensation ainsi qu'une résistance de division de courant disposée en série avec cet enroulement et commandée par les valeurs de mesure de la température, tandis que la résistance de division de courant commandée par la près- ' sion, disposée en série, respectivement, avec l'enroulement
de bobine d'excitation ou de bobine mobile du générateur de force de.compensation, est traversée par un courant commandé par ledit amplificateur, et la différence des chutés de pression dans les deux résistances de division de courant commandent l'amplificateur.
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dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée pratiquement,
La i'ig. 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention.
La fig. 2 est un schéma pratique du montage différentiel.
Le dispositif représenté sur les dessins se distingue essentiellement par le fait que les résistances de correction variables mécaniquement par déplacement des curseurs sont disposées dans des montages diviseurs de courant dans lesquels elles sont traversées chacune par un courant continu amené par son curseur,
Dans les dispositifs selon l'invention, la correction de la valeur de mesure du débit est théoriquement exacte, et l'on peut effectuer un réglage sans action réciproque du domaine de correction ou du domaine de mesure du dispositif,
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chaud conduit à un four de recuit. Pour mesurer le débit, un écran d'étranglement ou une tuyère 3 est disposé dans le tuyau. On sait que le débit de gaz Q est proportionnel à la racine carrée de la chute de pression (pression efficace h) à la traversée de l'étranglement. Pour connaître exactement le débit Q, il faut tenir compte de la pression P et de la température T du gaz et l'on sait que le débit corrigé est donné par la formule
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Pour tenir compte des deux paramètres de correction P et T, on dispose dans la conduite 1 un poste de mesure de pression 3 et un poste de mesure de température 4. La chute de pression à travers l'étranglement 2 est mesurée
au moyen d'un appareil de mesure à membrane 5 et transformée en une force de mesure fonction de la différence de pression. La force de mesure est perçue sur une tige poussoir 6 et transmise à l'un des bras d'un levier à deux bras 8 pivotant autour du point d'appui 7. Le levier 8 fait partie d'un compensateur de force électromécanique utilisé pour transformer
<EMI ID=7.1> courant électrique continu.
En outre, le levier 8 est pourvu d'un détecteur de position inductif 9 constitué par un transformateur différentiel. Celui-ci se compose de deux bobines fixes 10 et 11 qui sont traversées par des courants alternatifs de même fréquence mais de phases opposées. Au levier 8 est accouplé mécaniquement une bobine 12, mobile dans le champ des deux bobines 10 et 11, qui, pour une position de zéro du levier 8, n'applique aucune tension alternative à l'entrée d'un amplificateur 13. Si, sous l'actif de la force de mesure F, le levier 8 s'écarte de cette position de zéro, une tension alternative, dont l'amplitude dépend de la grandeur de la déviation et dont l'angle de phase, qui peut changer de 180[deg.], dépend du sens de la déviation, est induite. Cette tension est amplifiée et redressée à la sortie de l'amplificateur 13.
Un courant électrique correspondant traverse le conducteur 14, dans lequel est monté l'enroulement de bobine mobile 15 d'un électro-aimant 16. L'enroulement
15 est solidaire du levier 8 et il est mobile dans le
champ de l'enroulement de bobine d'excitation 17 de l'électroaimant. De la manière connue, l'électro-aimant 16 produit sur le levier 8 une force de compensation F' dont le couple équilibre celui qui résulte de la force de mesure.
Les valeurs de mesure aux postes 3 et 4 de la conduite 1 sont transformées au moyen de convertisseurs de mesure appropriés 20 et 21 en grandeurs électriques qui actionnent,dans une commande en cascade, deux moteurs électriques 22 et 23 de telle sorte que les arbres des deux moteurs prennent chacun une position qui dépend de la valeur de mesure de la grandeur qui le commande. Les moteurs 22 et 23 sont accouplés avec les curseurs 24 et 25 de deux résistances 26 et
27 respectivement. Ces deux résistances sont montées différentiellement sur l'entrée d'un amplificateur de courant continu 29. L'amplificateur 29 alimente par l'intermédiaire du conducteur 30 l'enroulement 17 de l'électro-aimant 16, L'enroulement 17 est relié d'autre part par le conducteur 31
au curseur 24, de sorte que le courant délivré par l'amplificateur 29 retourne 4 cet'amplificateur, avec une forte
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Le courant continu 1 qui traverse l'enroulement 15 de l'électro-aimant 16 retourne en passant par le curseur 25, la résistance 27 et un conducteur 33 à la sortit
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Dans l'état immobile du compensateur de force, c'est-à-dire dans le cas où les forces qui agissent sur le levier 8 sont en équilibre, le conducteur 14 est traversé par un courant qui produit dans la résistance 27 une chute de
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le curseur 25 et le point de jonction A. On suppose alors
que le courant qui traverse la résistance d'entrée, considérée comme suffisamment grande, de l'amplificateur 29 est négligeable. L'amplificateur 29 commande, par l'intermédiAire des conducteurs
30 et 31, un courant il qui produit dans là résistance 26
entre le curseur 24 et le point de jonction B une chute de
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courant il.
Une tension de commande, correspondant à la
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ficateur 29 a pour effet, avec /une amplification suffisamment
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/ <EMI ID=14.1>
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c'est-à-dire que, avec un choix approprié des résistances R-. et R, le courant i peut être corrigé à la manière connue d'après la pression et la température du gaz.
La fig, 2 montre une réalisation pratique du montage différentiel 28. Pour l'adaptation au domaine de mesure désiré, deux résistances variables 50 et 51 sont montées
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rence un amplificateur à modulateur et présente à son entrée un rupteur mécanique, un modulateur à diodes, à pont de diodes
ou à transistors.
Les particularité? de l'invention sont indiquées
Flow measuring device with correction for pressure and
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The present invention relates to a device
flow measurement with pressure and / or temperature correction according to the effective pressure measuring method aveo. force compensator transforming the flow measurement value
into an electrical current, this compensator being
consisting of a movably supported measuring member
under the action of a measuring force varying with the pressure
effective and a position detector cooperating with this member
mobile, a current source controlled by this detector and an electrodynamic force generator, controlled by this current source and consisting of a moving coil and an excitation coil, which acts on the measuring member and balances the action of the measuring force, device in
in which, in the electrical circuit of the compensation force generator, two resistors-mechanically variable by means of a slider movable as a function of the measurement values of the pressure and the temperature, respectively, are arranged in a differential assembly which controls a current flowing through
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via an amplifier placed after the differential assembly so as to correct the influence of pressure and temperature.
For the correction of pressure and temperature, it is known, in similar devices, in which
the voice coil and excitation coil windings of an electromagnet serving as a compensating force generator are connected in series, to mount in parallel on these force generator windings resistors, variable with pressure and temperature , which control the current flowing through the windings and thus the compensation force in the direction required to effect the correction. Such devices do not allow a theoretically exact and technically usable correction of the flow rate value.
It is also known, when a series connection of the mobile winding and of the excitation winding of the electromagnet is used, to place in series with these windings a bridge assembly, supplied by the current of compensation, which includes resistances varying with pressure and temperature. The error voltage of the bridge is amplified by means of a measuring amplifier and a corresponding direct current is applied to a special winding of the electromagnet in such a way that this current adds its magnetic effect to the magnetic effects of the current which pass through the voice coil and the excitation coil.
Such arrangements suffer from the defect that the adjustment of the measuring range of the correction device
pressure and temperature is not possible without reciprocal action, because in the bridge assembly, particular resistance ratios must be maintained and, if one modifies one of the resistances of the bridge, all the others must be modified d 'a corresponding way.
The devices mentioned and the devices
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cursors of the correction resistors displaced by the measurement values of the pressure and the temperature of the gas intervene with their variable contact resistances in the measurement result, which contributes to significantly distort the measurements,
Consequently, it is known to have the correction resistors with their cursors in a current divider assembly, the resistance of which is crossed by an applied direct electric current. In such devices, the variations in the contact resistance of the cursors n '' intervene more in the measurement,
However, a drawback of known devices with force compensator is that it is not possible with them to arrange the two resistors in a current divider assembly. This is only possible for the relative resistance to the influence of pressure or for the relative resistance to the influence of temperature, and that is why it is also known to provide, with the compensator of f � rce electromechanical, a second force compensator which, serving as an analog calculator, corrects the output signal, which is proportional to the uncorrected measured value, of the first force compensator. In such devices, the two resistors can be placed in dividing arrangements.
of current traversed by applied direct currents. However, the necessary equipment is then considerable
and expensive.
The object of the invention is, therefore, to improve devices of the kind mentioned at the beginning in such a way
that the two correction resistors can be arranged in a circuit dividing the current.
According to the invention, in order to achieve this aim in the mentioned devices, the current controlled by the position detector of the force compensator passes through the voice coil winding or the excitation coil winding of the compensating force generator as well as 'a current-dividing resistor arranged in series with this winding and controlled by the temperature measurement values, while the pressure-controlled current-dividing resistor, arranged in series, respectively, with the winding
excitation coil or voice coil of the compensation force generator, is traversed by a current controlled by said amplifier, and the difference in pressure drops in the two current dividing resistors control the amplifier.
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drawings appended by way of non-limiting example will make it clear how the invention can be implemented in practice,
The i'ig. 1 schematically represents a device according to the invention.
Fig. 2 is a practical diagram of the differential assembly.
The device shown in the drawings is distinguished essentially by the fact that the correction resistors mechanically variable by moving the cursors are arranged in current dividing arrangements in which they are each traversed by a direct current supplied by its cursor,
In the devices according to the invention, the correction of the flow measurement value is theoretically exact, and an adjustment can be made without reciprocal action of the correction domain or of the measurement domain of the device,
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hot leads to an annealing furnace. To measure the flow, a throttle screen or a nozzle 3 is placed in the pipe. It is known that the gas flow rate Q is proportional to the square root of the pressure drop (effective pressure h) across the throttle. To know exactly the flow rate Q, it is necessary to take into account the pressure P and the temperature T of the gas and we know that the corrected flow rate is given by the formula
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To take account of the two correction parameters P and T, in line 1 a pressure measuring station 3 and a temperature measuring station 4 are placed. The pressure drop across the constriction 2 is measured.
by means of a membrane measuring device 5 and transformed into a measuring force as a function of the pressure difference. The measuring force is perceived on a push rod 6 and transmitted to one of the arms of a lever with two arms 8 pivoting around the fulcrum 7. The lever 8 is part of an electromechanical force compensator used for transform
<EMI ID = 7.1> direct electric current.
In addition, the lever 8 is provided with an inductive position detector 9 constituted by a differential transformer. This is composed of two fixed coils 10 and 11 which are crossed by alternating currents of the same frequency but of opposite phases. To the lever 8 is mechanically coupled a coil 12, movable in the field of the two coils 10 and 11, which, for a zero position of the lever 8, does not apply any alternating voltage to the input of an amplifier 13. If, under the active measurement force F, the lever 8 moves away from this position of zero, an alternating voltage, the amplitude of which depends on the magnitude of the deviation and whose phase angle, which can change by 180 [deg.], Depends on the direction of the deviation, is induced. This voltage is amplified and rectified at the output of amplifier 13.
A corresponding electric current flows through the conductor 14, in which is mounted the voice coil winding 15 of an electromagnet 16. The winding
15 is integral with the lever 8 and it is movable in the
field of the coil winding 17 of the electromagnet. In known manner, the electromagnet 16 produces on the lever 8 a compensating force F 'whose torque balances that which results from the measuring force.
The measured values at stations 3 and 4 of line 1 are converted by means of suitable measuring converters 20 and 21 into electrical quantities which actuate, in a cascade control, two electric motors 22 and 23 so that the shafts of the two motors each take a position which depends on the measurement value of the quantity controlling it. The motors 22 and 23 are coupled with the sliders 24 and 25 of two resistors 26 and
27 respectively. These two resistors are mounted differentially on the input of a direct current amplifier 29. The amplifier 29 supplies via the conductor 30 the winding 17 of the electromagnet 16, The winding 17 is connected to 'other hand by the driver 31
at cursor 24, so that the current delivered by amplifier 29 returns 4 to this amplifier, with a strong
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The direct current 1 which passes through the winding 15 of the electromagnet 16 returns via the cursor 25, the resistor 27 and a conductor 33 to the output
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In the stationary state of the force compensator, that is to say in the case where the forces acting on the lever 8 are in equilibrium, the conductor 14 is traversed by a current which produces in the resistor 27 a drop of
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cursor 25 and junction point A. We then assume
that the current flowing through the input resistance, considered sufficiently large, of the amplifier 29 is negligible. Amplifier 29 controls, via the conductors
30 and 31, a current he which produces in the resistance 26
between the cursor 24 and the junction point B a drop of
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running it.
A control voltage, corresponding to the
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ficor 29 has the effect, with / a sufficient amplification
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/ <EMI ID = 14.1>
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that is, with an appropriate choice of resistors R-. and R, the stream i can be corrected in the known manner for the pressure and temperature of the gas.
Fig, 2 shows a practical embodiment of the differential assembly 28. For adaptation to the desired measurement range, two variable resistors 50 and 51 are mounted.
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contains a modulator amplifier and presents at its input a mechanical breaker, a diode modulator, with diode bridge
or transistors.
The particularity? of the invention are indicated