Induktiver DurchflußmesserInductive flow meter
Die Erfindung betrifft einen induktiven Durchflußmesser mit einer
von sinusförmigem Wechselstrom erregten magnetfelderzeugenden Erregerwicklung und
mit Elektroden, an denen eine strömungsgeschwindigkeitsproportionale Nutzspannung
mit überlagerter, um 900 elektrisch phasenverschobener transformatorischer Störspannung
auftritt, sowie mit gesteuerten Schaltmitteln zur Beseitigung des Einflusses der
Störspannung auf das Meßergebnis.The invention relates to an inductive flow meter with a
magnetic field generating excitation winding excited by sinusoidal alternating current and
with electrodes at which a useful voltage proportional to the flow velocity
with superimposed transformer interference voltage that is electrically phase-shifted by 900
occurs, as well as with controlled switching means to eliminate the influence of
Interference voltage on the measurement result.
Ein Durchflußmesser dieser Art ist aus der DU-PS 939 410 bekannt,
bei dem an einem Verstärker eine durch das Magnetfeld induzierte Spannung der Elektrodenspannung
gegengesohaltet ist und hinter dem Verstärker eine phasenselektive netsgesteuerte
Gleichrichtung erfolgt.A flow meter of this type is known from DU-PS 939 410,
in which a voltage of the electrode voltage induced by the magnetic field at an amplifier
is counterbalanced and behind the amplifier a phase-selective net-controlled
Rectification takes place.
Bei einem aus der US-PS 3 316 762 bekannten induktiven Durchflußmesser
mit einem Rechteckwellengenerator zur Versorgung der Erregerwicklung ist zur Beseitigung
der Wirkung der transformatorischen Störspannung auf das Meßergebnis eine Ausblendung
durch Integrationsintervalle erforderlich. Hierbei wird von der integrierten Summe
aus Nutz- und Störspannung die integrierte Störspannung abgezogen.In an inductive flow meter known from US Pat. No. 3,316,762
with a square wave generator to supply the excitation winding is to be eliminated
the effect of the transformer interference voltage on the measurement result
required by integration intervals. This is based on the integrated sum
The integrated interference voltage is subtracted from the useful and interference voltage.
In beiden Fällen sind gesteuerte Gleichrichter über eine halbe Periode
stromdurchlässig, wobei die Öffnungsintervalle von den Kennlinien der Gleichrichter
und deren Temperaturverhalten abhängige Toleranzen aufweisen, die die Meßgenauigkeit
nachteilig
beeinflussen. Darüber hinaus sind aufwendige und die
Dynamik der vorgesehenen elektronischen Verstärker beeinträchtigende Integratoren
zur Erfassung der Störspannung erforderlich.Both cases are controlled rectifiers over half a period
current-permeable, the opening intervals from the characteristics of the rectifier
and their temperature behavior have dependent tolerances that affect the measurement accuracy
disadvantageous
influence. In addition, are elaborate and the
Integrators impairing the dynamics of the intended electronic amplifiers
required for detecting the interference voltage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Durchflußmesser
der eingangs genannten Art zu vereinfachen und seinen Toleranzbereich bei gleichzeitiger
Verbesserung der Dynamik einzuengen, so daß eine schnellere und genauere Messung
mit einfacheren Mitteln erreicht wird.The invention is based on the object of an inductive flow meter
of the type mentioned to simplify and its tolerance range at the same time
Improve the dynamics of narrowing, so that a faster and more accurate measurement
is achieved by simpler means.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch,
daß eine in Abhängigkeit von einer magnetfeldinduzierten Indikatorspule gebrachte
Impulserzeugereinrichtung zwei Speicher nacheinander zu äquidistanten Zeitpunkten
bei gleichen Nulldurchgängen der Störspannung ansteuert, die ihrerseits eingangsseitig
mit den Elektroden und ausgangsseitig mit einem analogen Summierglied gekoppelt
sind, so daß am Ausgang des Summiergliedes eine der Nutzspannung entsprechende Gleichspannung
auftritt.The object is achieved according to the invention in that
that one brought in dependence on a magnetic field-induced indicator coil
Pulse generator device two memories one after the other at equidistant points in time
at the same zero crossings of the interference voltage, which in turn controls the input side
coupled to the electrodes and on the output side to an analog summing element
are, so that a DC voltage corresponding to the useful voltage at the output of the summing element
occurs.
Weitere Einzelheiten sind anhand eines in der Zeichnung vereinfacht
dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es
zeigt Fig. 1 eine vereinfachte Schaltung nach der Erfindung, Fig. 2a die Nutz- und
Störspannung, Fig. 2b die vom Nulldurchgang der Störspannung abgeleiteten äquidistanten
Impulse ii, i2, Fig. 2c die integrierte Summe aus Nutz- und Störspannung ab dem
Zeitpunkt t1, Fig. 2d die integrierte Differenz aus beiden Spannungen ab dem Zeitpunkt
t2, Fig. 2e die entsprechende summierte Nutzspannung am Ausgang des Summiergliedes.Further details are simplified using one in the drawing
illustrated embodiment of the invention explained in more detail below. It
Fig. 1 shows a simplified circuit according to the invention, Fig. 2a the useful and
Interference voltage, FIG. 2b the equidistant derived from the zero crossing of the interference voltage
Pulses ii, i2, Fig. 2c, the integrated sum of useful and interference voltage from
Time t1, FIG. 2d shows the integrated difference between the two voltages from the time
t2, FIG. 2e, the corresponding summed useful voltage at the output of the summing element.
Der induktive Durchflußmesser 1 hat ein vom zu messenden Fluid oder
Gas durchströmtes Rohrstück 2 mit Elektroden 3 sowie eine
von sinusförmigem
Wechselstrom gespeiste Erregerwicklung 4. Die Elektroden 3 sind über einen Impedanzwandler
6 mit den Eingängen zweier Speicher 8 und 9 gekoppelt, die ausgangsseitig an ein
analoges Summierglied 11 angeschlossen sind. Die Steuerkreise der Speicher 8, 9
sind mit einer Impulserzeugereinrichtung 10 verbunden, die über einen Impedanzwandler
7 mit einer vom Magnetfeld der Erregerwicklung 4 induzierten Indikatorspule 5 leitend
verbunden sind. Mit der Indikatorspule 5 wird die Phasenlage des Magnetfeldes erfaßt.
Da diese gemäß Fig. 2a in Phase mit der um 900 elektrisch zur strömungsproportionalen
Nutzspannung Si phasenverschobenen Störspannung St ist, erfaßt sie auch den Nulldurchgang
der Störspannung St zum Zeitpunkt to bzw. allgemein to + 2 n g (mit n = 1, 1 ....).
Bei jedem der besagten Nulldurchgänge der Störspannung St werden in der elektronischen
Impulserzeugereinrichtung 10 jeweils zwei zum Nulldurchgang der Störspannung St
zeitlich (t1, t2, t1 + 2 nt , t2 + 2 nwS) äquidistante Impulse i1, i2 gemäß Fig.
2b erzeugt, die zu diesen Zeitpunkten die Speicher 8 und 9 so steuern, daß im Speicher
8 die in Figo 2a strichpunktiert dargestellte Summe aus Nutz- und Störspannung und
im Speicher 9 die Differenz aus beiden jeweils gemäß Fig. 2c und d in Form einer
Gleichspannung abgeleitet und auf das Summierglied 11 gegeben wird, in dem aus beiden
durch Summenbildung die Nutzspannung nach Fig. 2e gebildet wird, die dem Durchfluß
des Mediums bzw. seiner Geschwindigkeit proportional ist.The inductive flow meter 1 has a fluid to be measured or
Gas flowed through pipe section 2 with electrodes 3 and a
of sinusoidal
Alternating current fed excitation winding 4. The electrodes 3 are via an impedance converter
6 coupled to the inputs of two memories 8 and 9, the output side to a
analog summing element 11 are connected. The control circuits of the memory 8, 9
are connected to a pulse generator device 10, which via an impedance converter
7 with an indicator coil 5 induced by the magnetic field of the excitation winding 4
are connected. The phase position of the magnetic field is detected with the indicator coil 5.
Since this according to FIG. 2a is in phase with the by 900 electrical to the flow proportional
Useful voltage Si is phase-shifted interference voltage St, it also detects the zero crossing
the interference voltage St at time to or generally to + 2 n g (with n = 1, 1 ....).
At each of the aforementioned zero crossings of the interference voltage St are in the electronic
Pulse generator device 10 each two to the zero crossing of the interference voltage St
temporally (t1, t2, t1 + 2 nt, t2 + 2 nwS) equidistant pulses i1, i2 according to Fig.
2b generated, which at these times control the memory 8 and 9 so that in the memory
8 the sum of useful and interference voltage and shown in phantom in Figo 2a
in the memory 9, the difference between the two in each case according to FIG. 2c and d in the form of a
DC voltage is derived and given to the summing element 11, in which from both
by summing the useful voltage according to FIG. 2e is formed, which corresponds to the flow
of the medium or its speed is proportional.