HU200234B - Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter - Google Patents
Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter Download PDFInfo
- Publication number
- HU200234B HU200234B HU891966A HU196689A HU200234B HU 200234 B HU200234 B HU 200234B HU 891966 A HU891966 A HU 891966A HU 196689 A HU196689 A HU 196689A HU 200234 B HU200234 B HU 200234B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- electrical signals
- signal
- mass flow
- processing unit
- difference
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
A találmány egyrészt eljárás Coriolis típusú tömegárammérőnél a tömegárammal arányos jel előállítására, amelynek során az áramló közeg által átjárt legalább egy mérővezetéket a közegáramlás irányára keresztirányban rezgetjük, a rezgést a legalább egy mérővezeték két helyénél érzékelve á rezgés pillanatértékével arányos két villamos jelet állítunk elő és a két villamos jelből a tömegárammal arányos jelet képezünk. Az eljárást az jellemzi, hogy a tömegárammal arányos jelet a két villamos jel különbségének integrálásával képezzük. A találmány másrészt ilyen jel előállítására szolgáló berendezés, amelynek az áramló közeg által átjárt, az áramlás irányára keresztirányban rezgetett legalább egy mérővezeték két helyénél elhelyezett legalább két rezgésérzékelője és ezekhez csatlakoztatott, a rezgésér- zékelők által előállított két villamos jelből a tömegárammal arányos jelet előállító jelfeldolgozó egysége van. A találmány szerint a jelfeldolgozó egységnek a két villamos jelből vagy a két villamos jel különbségéből mintát vevő áramköre (102,103), a mintaértékeket digitalizáló analóg-digitális átalakítója (105) és a digitális mintaértékek alapján a két villamos jel különbségének vagy a különbség abszolút értékének integrálját előállító digitális adatfeldolgozó egysége van. Ugyancsak a találmány szerinti az oíyan kialakítás, amelynél a jelfeldogozó egységnek a két villamos jel különbségét képező legalább egy differenciálerősítője, ehhez illetve ezekhez csatlakoztatott feszültség-frekvencia átalakítója és az utóbbihoz kapcsolódó számlálója van. (5. ábra) HU 200234A A leírás terjedelme: 7 oldal, 5 dbra -1-The invention relates, on the one hand, to a Coriolis type mass flow meter for generating a signal proportional to the mass flow, wherein at least one of the flow through the fluid is vibrated transversely to the direction of the fluid flow, and two vibration signals are obtained at the two locations of the at least one measuring line and the two are signaled. generating a signal proportional to the electric current from the electric signal. The method is characterized in that the signal proportional to the mass flow is formed by integrating the difference of the two electric signals. In another aspect, the present invention relates to a device for generating such a signal, comprising at least two vibration sensors located at two locations of at least one of the measuring lines permeable to the flow direction by the fluid, and a signal processing unit associated with the mass flow generated from the two electrical signals generated by the vibration sensors. it is. According to the invention, the circuitry (102,103) for sampling the signal processing unit from the two electrical signals or the difference between the two electrical signals, the analog-to-digital converter (105) digitizing the sample values, and the integral of the difference between the two electrical signals or the absolute value of the difference. has a digital data processing unit. Another aspect of the present invention is to provide the signal processing unit with at least one differential amplifier for the difference between the two electrical signals, a voltage-frequency converter connected thereto and a counter associated with the latter. (Figure 5) EN 200234A Scope of the description: 7 pages, 5 pcs -1-
Description
A találmány tárgya eljárás és lerendezés Coriolis típusú tőmegárammérőnél a tömegárammal arányos jel előállítására.The present invention relates to a method and apparatus for producing a signal proportional to a mass flow at a Coriolis type mass flow meter.
ACoriolis típusú tömegáram mérő berendezések azon az elven működnek, hogy ha egy áramló közeg által átfolyt vezetéket az áramlás irányára keresztirányú kiterítésnek teszünk ki, akkor a vezeték falára mérhető Coriolis erő hat. A Coriolis erő csak az áramló közeg tömegáramától és a vezeték rezgésétől függ, így a mérés független a közeg fizikai tuiajdoságaitól, sűrűségétől és sebességétől. A Coriolis erő által a vezetékre gyakorolt hatás az ébredő Coriolis erőnek a vezeték menti integrálásával adódik A Coriolis erő hatásának a vezeték rezgésétől való különválasztása által lehetővé vilik a tömegáram meghatározása.Mass flow measurement devices of the Coriolis type operate on the principle that a Coriolis force acting on the wall of a duct is exerted by exposing a conduit through a fluid to a transverse extension in the direction of flow. The Coriolis force depends only on the mass flow rate of the flowing medium and the vibration of the conduit, so the measurement is independent of the physical properties, density and velocity of the medium. The effect of the Coriolis force on the conductor results from the integration of the wake Coriolis force along the conductor.
Coriolis típusú tömegáram mérőt ismertettek már a 4 422 338 és a 4 491025 számú US szabadalmi leírásokban, valamint a 31 450 számú US reissue szabadalmi leírásban. Ezek a megoldások lényegében U-alakú mérővezetéket tartalmaznak, amely mérővezeték a végeinél mereven be van fogva oly módon, hogy a befogott részből konzolszerűen nyúlik ki. A mérővezeték hajlított végénél van megrezgetve lényegében az U-alak síkjára merőleges síkban és a Coriolis reakcióerőt az U-alak két szárán elhelyezett rezgésérzékelők mérik.A mass flow meter of the Coriolis type has already been described in U.S. Patent Nos. 4,422,338 and 4,490,105 and in U.S. Patent No. 31,450 to Reissue. These solutions consist essentially of a U-shaped measuring line which is rigidly clamped at its ends so that it extends out of the clamped portion in a cantilevered manner. At the curved end of the measuring line, it is vibrated in a plane substantially perpendicular to the U-shape and the Coriolis reaction force is measured by vibration sensors located on the two arms of the U-shape.
A hivatkozott 4 491025 számú US szabadalmi leírás, valamint a 4 127 028 számú US szabadalmi leirás olyan megoldást mutat, amelyben két azonosan kialakított és egymás mellett elhelyezett U-alakú mérővezeték van. A két mérővezetékben egyforma értékű közegáram folyik és azok egymással ellentétes fázisban vannak rezgetve. Az U-alakú mérővezetékek szárai között elhelyezett rezgésérzékelők a Coriolis erők által keltett eltéréseket kétszeres amplitúdóval érzékelik az ellentétes fázisú rezgetés miatt.U.S. Patent No. 4,491,105, cited above, and U.S. Patent No. 4,127,028 disclose a solution in which two U-shaped measuring lines are arranged and arranged side by side. The two measuring lines have a medium flow of equal value and are vibrated in opposite phases. The vibration sensors located between the arms of the U-shaped test leads detect the differences caused by Coriolis forces at twice the amplitude due to the reverse phase vibration.
Az említett Coriolis típusú tömegáram mérőknél a fellépő Coriolis erők a rezgésérzékelők által érzékelt jelek egymáshoz viszonyított időbeli eltolódását eredményezikIn the aforementioned Coriolis mass flow meters, the resulting Coriolis forces result in a relative shift in time of the signals detected by the vibration sensors.
Az ismert berendezésekben az érzékelt jelek közötti időkülönbség mérésével határozzák meg a mérővezetéken ilLmérővezetékeken átfolyó tömegáramot. A tömegáram kellő pontosságú méréséhez azonban az időkülönbséget legalább ilyen pontossággal kell mérni, ami a komparálási hibák miatt nehezen végezhető el.In known equipment, the mass flow rate through the measuring line through the measuring lines is determined by measuring the time difference between the detected signals. However, in order to measure mass flow accurately enough, the time difference must be measured with at least such accuracy that it is difficult to perform due to comparative errors.
A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a fenti típusú tömegáram mérőknél a tömegárammal arányos jelet nyer’ :tünk a rezgésérzékelők által érzékelt jelek különbségének integrálásával. A találmány szerint legalább egy rezgési periódusra ill. félperiódusra elvégezve az integrálást a tömegárammal arányos értéket kapunk.The present invention is based on the recognition that mass flow meters of the above type obtain a signal proportional to the mass flow by integrating the difference of the signals detected by the vibration sensors. According to the invention, at least one oscillation period or half-period of integration gives a value proportional to the mass flow.
A találmány tehát egyrészt eljárás Coriolis típusú tömegárammérőnél a tömegárammal arányos jel előállítására, amelynek során az áramló közeg által átjárt legalább egy mérővezetéket a közegáramlás irányára keresztirányban rezgetjük, a rezgést a legalább ey mérővezeték két helyénél érzékelve a rezgés pillanatértékével arányos két villamos jelet állítunk elő és a két villamos jelből a tömegárammal arányos jelet képezünk, és az jellemzi, hogy a tömegárammal arányos jelet a két villamos jel különbségének integrálásával képezzük.The invention thus provides, on the one hand, a method for generating a signal proportional to the mass flow in a Coriolis type mass flow meter, comprising at least one measuring line passing through the flow medium vibrating transversely to the medium flow, sensing the vibration at two locations on the at least measuring line. generating a signal proportional to the mass flow from two electrical signals, characterized in that the signal proportional to the mass flow is formed by integrating the difference between the two electrical signals.
Eljárhatunk úgy, hogy a két villamos jel különbségének abszolút értékét a villamos jelek legalább egy periódusára integráljuk. Az is lehetséges, hogy a két villamos jel különbségét a villamos jelek két egymás utáni csúcsértéke közötti félperiódusra integráljuk. Ilyen módon rezgési periódusonként ill. félperiódusonként nyerünk egy-egy a mindenkori tömegárammal arányos jelet.It is possible to integrate the absolute value of the difference between the two electrical signals over at least one period of the electrical signals. It is also possible to integrate the difference of the two electrical signals into a half period between two consecutive peaks of the electrical signals. In this way, the vibration period or a signal proportional to the current mass flow is obtained every half-time.
Előnyösen az integrálást úgy végezzük, hogy a két villamos jelből egymás utáni időközökben mintát veszünk, minden egyes időközre képezzük a mintaértékek közötti különbség, illetve ennek abszolút értéke és a hozzátartozó időköz időtartamának szorzatát és eme szorzatokat összegezzük. Ha a két villamos jelből egyforma időtartamú időközönként veszünk mintát, akkor az integrálást előnyösen úgy végezhetjük, hogy képezzük a mintaértékek közötti különbségek, illetve ezek abszolút értékeinek összegét és az összeget szorozzuk egy időköz időtartamával.Preferably, the integration is performed by sampling the two electrical signals at successive intervals, generating for each time interval the product of the difference between the sample values and its absolute value and the duration of the associated interval and summing these products. If the two electric signals are sampled at intervals of the same duration, the integration can preferably be performed by summing the differences between the sample values, or their absolute values, and multiplying the sum by the interval of the interval.
A találmány szerinti eljárásnál igen előnyösen úgy javíthatjuk a mérés pontosságát, hogy a mintaértékek alapján képezzük mindkét villamos jel integrálját, és a két integrál érték eltérése esetén legalább az egyik villamos jel mintaértékeit a különbségképzés előtt úgy módosítjuk, hogy a mintaértékek által reprezentált két villamos jel csúcsértéke egyenlő legyen.Advantageously, the method of the present invention can improve the accuracy of measurement by forming the integral of both electrical signals based on the sample values and modifying the sample values of at least one of the electrical signals before the difference so that the peak value of the two electrical signals represented by the sample values be equal.
A találmány másrészt berendezés Coriolis típusú tömegárammérőnél a tömegárammal arányos jel előállítására, amely berendezésnek az áramló közeg által átjárt, az áramlás irányára keresztirányban rezgetett legalább egy mérővezeték két helyénél elhelyezett legalább két rezgésérzékelője és ezekhez csatlakoztatott, a rezgésérzékelők által előállított két villamos jelből a tömegárammal arányos jelet előállító jelfeldolgozó egysége van.In another aspect, the invention relates to an apparatus for generating a signal proportional to a mass flow in a Coriolis mass flow meter, comprising at least two vibration sensors passing through a fluid, transposed in the transverse direction of at least one measuring line, and connected to said two electrical signals has a production signal processing unit.
A berendezést az jellemzi, hogy a jelfeldolgozó egységnek a két villamos jelből vagy a két villamos jel különbségéből mintát vevő áramköre, a mintaértékeket digitalizáló analóg-digitális átalakítója és a digitális mintaértékek alapján a két villamos jel különbségének vagy a különbség abszolút értékének integrálját előállító digitális adatfeldolgozás egysége van.The apparatus is characterized in that the signal processing unit is a sampling unit of the two electrical signals or the difference of two electrical signals, an analog-to-digital converter for digitizing the sample values and a digital data processing unit generating the integral of the absolute or difference it is.
A találmány szerinti berendezés kialakítható úgy is, hogy a jelfeldolgozó egységnek a két villamos jel különbségét képező legalább egy differenciálerősítője, ehhez illetve ezekhez csatlakoztatott feszültség-frekvencia átalakítója és az utóbbihoz kapcsolódó számlálója van.The apparatus according to the invention may also be configured with a signal processing unit having at least one differential amplifier which is the difference between the two electrical signals, a voltage frequency converter connected thereto and a counter connected thereto.
A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a tömegárammal arányos jel igen kevéssé érzékeny a környezeti zajokra és villamos zavarokra, továbbá a mérés során egy rezgési periódusonkét ill. félperiódusonként nyerünk egy, a tömegáram pülanatértékével arányos jelet.An advantage of the present invention is that the signal proportional to the mass flow is very insensitive to environmental noise and electrical disturbances, and during measurement one of the vibration periods or one of the vibration periods. a signal proportional to the peak value of the mass flow is obtained every half period.
A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol azThe invention will now be described with reference to the preferred embodiments illustrated in the drawings, wherein:
1. ábra egy Coriolis típusu tömegárammérő kiviteli alakjának mechanikai elrendezését szemléltető axonometrikus rajz, aFigure 1 is an axonometric diagram illustrating the mechanical arrangement of a Coriolis mass flow meter embodiment,
-3HU 200234 A-3HU 200234 A
2. ábra a találmány szerinti tömegárammérő berendezésben előállított sebesség jelek diagramja, aFigure 2 is a diagram of the velocity signals generated in the mass flow meter of the present invention, a
3. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, aFigure 3 is an electrical block diagram of an embodiment of the apparatus of the invention, a
4. ábra a találmány szerinti lerendezés egy másik kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, az4 is an electrical block diagram of another embodiment of the apparatus of the present invention, FIG
5. ábra a találmány szerinti berendezés egy harmadik kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, és aFIG. 5 is a schematic electrical block diagram of a third embodiment of the apparatus of the present invention; and FIG
6. és 7. ábra az 5. ábra szerinti kiviteli alak működését szemléltető jelalakábrákat mutat.Figures 6 and 7 show signal diagrams illustrating the operation of the embodiment of Figure 5.
Az ábrákon lz azonos, illetve azonos funkciójú elemeket azonos hivatkozási számokkal láttuk el.In the drawings, the same reference numerals are used for the same or the same functions.
Az 1. ábrán látható példaképpeni tömegárammérő 2 és 3 karimával csatlakozik a nem ábrázolt csővezetékhez, amelyben a mérendő közegáram halad. A 2 karimához 4 bemenő vezeték, a 3 karimához 5 kimenő vezeték csatlakozik, ezek 6 tartótestben kialakított csatornákon keresztül közlekednek az áramlás szempontjából párhuzamosan kapcsolt 7A és 7B mérővezetékekkel.An exemplary mass flow meter shown in Figure 1 is connected to flanges 2 and 3 via a flange (not shown), in which the flow of fluid to be measured passes. An inlet conduit 4 is connected to the flange 2, and an outlet conduit 5 to the flange 3, which passes through channels formed in the support body 6 in parallel with the flow conduits 7A and 7B.
A 7A és 7B mérővezeték 8A ill. 8B ívelt szakaszból, ehhez csatlakozó egyenes 9A ill. 9B összekötő szakaszból, valamint ez utóbbihoz kapcsolódó 10A ill. 10B ívelt szakaszból áll. Az 8A, 8B, 10A és 10B ívelt szakaszok végei be vannak fogva a 6 tartótestbe. A 7A és 7B mérővezetéket a benne haladó áramlás Irányára lényegében merőleges irányban ellenfázisban rezgeti egy 13 rezgetőszerv, amely például a 6 tartótesthez van rögzítve. A 7A és 7B mérővezeték rezgését a mérővezeték mentén két helyen, a 8A és 10A ill. 8Bés 10B ívelt szakaszon elhelyezett 11A és 12A ill. 11B és 12B rezgésérzékelő érzékeli. Ezek lehetnek elmozdulás, sebesség vagy gyorsulás érztékelők.Measuring lines 7A and 7B are shown in FIG. 8B, with a straight line 9A and 9A connected thereto. 9B and 10A and 10B respectively connected to the latter. It consists of 10B curved sections. The ends of the curved sections 8A, 8B, 10A and 10B are locked in the support body 6. The measuring lines 7A and 7B are vibrated in counter-phase, substantially perpendicular to the direction of flow thereof, by an oscillator 13, which is fixed to the support body 6, for example. The vibration of the test leads 7A and 7B at two locations along the test lead, 8A and 10A respectively. 8A and 12A and 11A and 12A respectively. Detected by 11B and 12B vibration sensors. These can be motion, speed or acceleration sensors.
A találmány ismertetésénél sebesség érzékelőket tételezünk fel. A 7A és 7B mérővezeték a befogási helyek közelében 14 és 15 összekötőelemmel van egymáshoz rögzítve a befogási helyek tehermentesítése végett.In the description of the invention, speed sensors are assumed. The measuring lines 7A and 7B are fastened to each other by means of connecting means 14 and 15 in order to relieve the clamping points.
A13 rezgetőszerv szimmetrikus elhelyezése folytán mindkét 7A és 7B mérővezetéken szimmetrikus rezgéskép alakul ki. A 11A és 12A rezgésérzékelők ill. a 11B és 12B rezgésérzékelők által érzékeit rezgés a közeg áramlása esetén fellépő Coriolis erő hatására egymáshoz képest fázisban el van tolva. Ezt szemlélteti a 2. ábra, ahol az egyik helyen elhelyezett sebességérzékeny rezgésérzékelők jele vx, a másik helyen elhelyezett sebességérzékeny rezgésérzékelők jele pedig vy. Látható, hogy a két sebesség jel egymással megegyező amplitúdójú, de egymáshoz képest időben el van tolódva. Az ábrázolt függőleges vonalak a két sebesség jel közötti pillanatnyi V* -vy sebességkülönbséget jelölik, mégpedig egymás utáni dt időtartalmú időközökben. Az 1. ábra egy differenciális elrendezést mutat, ahol a 13 rezgetőszerv egymáshoz képest ellenfázisban gerjeszti a 7A és 7B mérővezetőket, ennek megfelelően a 11A és 11B ill. a 12A és 12B rezgésérzékelők a 7A és 7B mérővezeték egymáshoz viszonyított rezgési sebességét érzékeluik. Ez a két differenciális rezgési sebesség van Ábrázolva a 2. ábrán. Lehetséges lenne azonban az is, hogy egy nem differenciális elrendezésnél. ahol pl. csak egy 7A mérővezeték van, a két sebesség jel a 11A és 12A rezgésérzékelő által érzékelt két rezgési sebesség.Due to the symmetrical arrangement of the oscillator 13, a symmetrical vibration pattern is formed on both measuring lines 7A and 7B. The vibration sensors 11A and 12A respectively. the vibrations detected by the vibration sensors 11B and 12B are phase-shifted relative to one another due to the Coriolis force acting on the flow of the medium. This is illustrated in Figure 2, where the speed sensitive vibration sensors in one location are v x and the speed sensitive vibration sensors in another location are v y . It can be seen that the two speed signals have the same amplitude but are shifted relative to each other in time. The vertical lines shown represent the instantaneous velocity difference V * -v y between the two velocity signals at successive intervals of dt. Fig. 1 shows a differential arrangement in which the oscillator 13 excites the measuring conductors 7A and 7B in counter-phase with respect to each other, respectively. the vibration sensors 12A and 12B detect the relative vibration velocity of the measuring line 7A and 7B. These two differential vibration velocities are illustrated in Figure 2. However, it would also be possible for a non-differential arrangement. where e.g. there is only one measuring line 7A, the two speed signals are the two vibration speeds detected by the vibration sensors 11A and 12A.
A 2. ábrán szemléltetett vx és vy jelek görbéi közötti terület arányos a 7A és 7B mérővezetékek rezgési sebességének a Coriolis erő következtében fellépő fázis eltolódásával. Egy periódus alatt a két görbe közötti A terület az alábbi összefüggéssel határozható meg:The area between the curves of the v x and vy signals shown in Figure 2 is proportional to the phase shift of the vibration velocity of the test leads 7A and 7B due to the Coriolis force. The area A between two curves over a period can be defined by the following relationship:
to + Tto + T
A---7 vx-vy dt, (1) to ahol T a rezgés periódusideje és to a maximális sebességérték időpontja. Ha dt a mintavételi időközt jellemző állandó érték, akkor az A terület kifejezhető az--- 7 v x -v y dt, (1) to where T is the period of vibration and to the time of maximum velocity. If dt is a constant value representative of the sampling interval, then area A can be expressed as
A - dt X vx - Vy (2) összefüggéssel, ahol a szummázást a teljes periódusra kell elvégezni.A - dt X v x - Vy (2) where summing is to be done for the whole period.
Az M tömegáramot meghatározhatjuk azThe mass flow M can be determined by
M-K*A (3) összefüggéssel, ahol Ka állandó érték, amelyet kalibrációval lehet meghatározni. A (3) összefüggés az alábbiak szerint határozható meg:M-K * Equation (3) where Ka is a constant value that can be determined by calibration. The relation (3) can be defined as follows:
to + Tto + T
M-K*- Vx — Vy dt, (4) to avagy dt állandó értéke eseténMK * - V x - For a constant value of Vy dt, (4) to or dt
M-KX Vx-Vy, (5) ahol K - Ka.dt és a szummázást az egész periódusra kell elvégezni.M-KX Vx-Vy, (5) where K - Ka.dt and the summation shall be performed for the whole period.
A 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kialakítását mutatja. Itt az induktív rezgésérzékelőket 20 és 21 tekercs jelképezi, amelyek kapcsain a földfüggetlen vx(+) és vx(~) feszültség, illetve a vy(+) és Vy<-) feszültség jelenik meg. A 20 tekercs kapcsai 22 erősítőáramkörhöz csatlakoznak, amely a földfüggetlen jelből földhöz viszonyított vx jelet állít elő. A 22 erősítőáramkör műveleti 25A és 29A erősítőt tartalmaz, ezek fázist nem fordító bemenete egyrészt a 24A ill. 28A ellenálláson keresztül a földre, másrészt a 20 tekercs egy-egy kapcsához van csatlakoztatva. A 25A és 29A erősítő kimenete 26A ill. 30A ellenálláson keresztül van visszacsatolva a fázisfordító bemenetre. A 26A és 30A ellenállás között változtatható 31A ellenállás van bekötve. A 25A és 29A erősítő kimenete, amely a vx(+)’ ill. a vx(-)’ jelet adja, 27A ill. 32A ellenálláson keresztül műveleti 34A erősítő fázisfordító ill. fázist nem fordító bemenetére van csatlakoztatva. A 34A erősítő zist nem fordító bemenete 33A ellenálláson keresztül a földre van kapcsolva, kimenete pedig 35A ellenálláson keresztül vissza van csatolva a fázisfordító bemenetére. A 34A erősítő kimenete soros 36A ellenálláson keresztül szolgáltatja a vx jelet a földhöz képest, és 37 analóg digitális átalakító analóg differenciális bemenetének egyik kapcsára csatlakozik.Figure 3 shows a possible embodiment of the device according to the invention. Here, the inductive vibration sensors are represented by coils 20 and 21, the terminals of which are the earth-independent voltages v x (+) and v x (~), and v y (+) and Vy <-). The terminals of the coil 20 are connected to an amplifier circuit 22 which produces a v x signal from the ground independent signal to ground. The amplifier circuit 22 comprises operational amplifiers 25A and 29A, their phase-inverting inputs on the one hand and 24A and 29A, respectively. Through a resistor 28A, it is connected to the ground on the one hand and the coil 20 on the other. The output of the amplifiers 25A and 29A is 26A and 26A respectively. It is fed back to the phase inverter input via a resistor 30A. A variable resistor 31A is connected between the resistors 26A and 30A. The outputs of amplifiers 25A and 29A, which are av x (+) 'or. v x (-) ', 27A or. Through the resistor 32A, the operating inverter 34A is a phase inverter or a resistor. phase is connected to the non-translator input. The non-inverting input of amplifier 34A is coupled to ground through a resistor 33A and its output is connected via a resistor 35A to the input of the phase inverter. The output of amplifier 34A provides a v x signal to ground through a series resistor 36A and is connected to one of the terminals of an analog differential input of an analog to digital converter 37.
-4HU 200234 A-4EN 200234 A
Hasonlóképpen van felépítve a 23 erősítöáramkör, amelynek elemeit ugyanolyan hivatkozási számokkal jelöljük, mint a 22 erősítőáramkór elemeit, csupán az A helyett B betűvel. A 23 erősítőáramkór kimenete szolgáltatja a vy jelet a földhöz képest a 37 analóg-digitális átalakító analóg differenciális bemenetének másik kapcsára. A 37 analóg-digitális átalakító, pl. Harris HY9754 típusú, amely differenciális bemenettel van ellátva, a vx-vy jelnek megfelelő digitális jelet adja ki a kimenetén egy 38 adatfeldolgozó egység, például Intel 8031/51 típusszámú mikroprocesszor számára, a 38 adatfeldolgozó egységtől kapott digitalizálási parancs hatására. A 37 analóg-digitális átalakítóhoz megfelelő 63 és 64 ellenállások vannak csatlakoztatva. A 37 analóg-digitális átalakító ebben a kivitelben tehát elvégzi a különbségképzést, a mintavételt és a digitalizálást is. A 38 adatfeldolgozó egység 39 vonalakon keresztül csatlakozhat egyéb adatfeldolgozó egységhez vagy megfelelő perifériákhoz, például kijelzőhöz, adatrögzítőhöz stb.Similarly, the amplifier circuit 23 is constructed, the elements of which are designated by the same reference numerals as the elements of the amplifier circuit 22, but with the letter B instead of A. The output of amplifier current 23 provides a v y signal to the other terminal of the analog differential input of the analog-to-digital converter 37. The analog-to-digital converter 37, e.g. The Harris HY9754, which has a differential input, outputs a digital signal corresponding to the v x -v y signal to a data processing unit 38, such as an Intel 8031/51 microprocessor, following a digitization command received from the data processing unit 38. Appropriate resistors 63 and 64 are connected to the analog-to-digital converter 37. Thus, in this embodiment, the analog-to-digital converter 37 also performs differential discrimination, sampling and digitization. The data processing unit 38 may be connected via lines 39 to other data processing units or suitable peripherals, such as a display, data recorder, etc.
A 25A és 29A erősítő kimenetén lévő vx(+)’ és vx(-)’ feszültségekből 62 időzítőáramkör egy MÓDÉ jelet állít elő, amely időzíti a 38 adatfeldolgozó egységet. A 62 időzítőáramkör tartalmaz műveleti 42 erősítőt, amelynek fázisfordító bemenete 40 ellenálláson keresztül a vx(+)’ fesültség kapcsára, fázist nem fordító bemenete pedig egyrészt 41 ellenálláson keresztül a vx(-)’ feszültség kapcsára, másrészt 44 ellenálláson keresztül a földre van kapcsolva. A 41 erősítő kimenete egyrészt 43 ellenálláson keresztül vissza van csatolva a fázisfordító bemenetére, másrészt 90’-os fázistolást eredményező analóg 61 integrátor bemenetére kapcsolódik, amely utóbbinak soros 45 ellenállása és ehhez fázisfordító bemenetével kapcsolt művelet 46 erősítője van, melynek vázist nem fordító bemenete földelve van, kimenete pedig 47 kondenzátoron keresztül vissza van csatolva fázisfordító bemenetére. A 46 erősítő kimenete soros 55 ellenálláson és 56 kondenzátoron keresztül a földre van kötve. Az 55 ellenállás és az 56 kondenzátor közös pontjához műveleti 57 erősítő fázist nem fordító bemenete csatlakozik, melynek kimenete egyrészt vissza van csatolva a fázisfordító bemenetére, másrészt soros 58 ellenálláson át az integráló 46 erősítő fázisfordító bemenetére kapcsolódik. Ez az egyenáramú visszacsatolás a 61 integrátor munkapontjának stabilizálására szolgál.From the voltages v x (+) 'and v x (-)' at the outputs of amplifiers 25A and 29A, a timing circuit 62 generates a MODE signal that timers the data processing unit 38. The timing circuit 62 includes an operational amplifier 42 having a phase inverter input via a resistor 40 to a voltage v x (+) 'and a non-phase inverter input via a resistor 41 to a voltage terminal x a x (-)' and a resistor 44. The output of the amplifier 41 is connected via a resistor 43 to the input of the phase inverter and to the input of an analog integrator 61 which produces a phase shift 90 ', which has a series resistor 45 and a phase inverting input amplifier 46 having a non-frame input , and its output is coupled via a capacitor 47 to its phase inverter input. The output of amplifier 46 is connected to ground through a series of resistors 55 and capacitor 56. Connected to the common point of the resistor 55 and the capacitor 56 is a non-inverting phase input of an operational amplifier 57 which is connected to the phase inverter input on the one hand and to the phase inverting input 46 of the integrating amplifier via a series resistor 58 on the other. This DC feedback serves to stabilize the integrator 61 operating point.
A 46 erősítő kimenete kepézi a 61 integrátor kimenetét, amely 48 ellenálláson keresztül műveleti 49 erősítő fázisfordító bemenetére csatlakozik. A 49 erősítő fázist nem fordító bemenete egyrészt 60 kondenzátoron át földelve van, má részt soros 59 ellenálláson kereztül az 57 erősítő kimenetére van kapcsolva. A 49 erősítő kimenete egyrészt 50 ellenálláson keresztül vissza van csatolva a fázisfordító bemenetére, másrészt 51 ellenálláson keresztül jelszlntillesztő puffer 54 erősítő fázist nem fordító bemenetére van csatlakoztatva, amelynek fázisfordító bemenete egyrészt 52 ellenálláson keresztül Vcc tápfeszültségre, másrészt 53 ellenálláson keresztül a földre van csatlakoztatva. Az 54 erősítő kimenete, amely a MODE jelet szolgáltatja, a 38 adatfeldolgozó egység időzítő bemenetére csatlakozik A 62 időzítőáramkör által előállított kétállapotú MODE jel megmutatja, hogy a vx jel pillanatértéke mikro nagyobb ill. kidebb a vy jel pillanatértékénél. A 3. ábra szerinti kapcsolási elrendezés működését az 5. ábra szerinti kapcsolás magyarázatánál fogjuk ismertetni.The output of the amplifier 46 is the output of the integrator 61, which is connected via a resistor 48 to the phase inverter input 49 of the operational amplifier. The non-inverting input of amplifier 49 is, on the one hand, grounded via capacitor 60, but is also connected via a series resistor 59 to the output of amplifier 57. The output of the amplifier 49 is connected via a resistor 50 to the input of the phase inverter 50 and via a resistor 51 to a non-inverting input 54 of the signal matching buffer 54 with a phase inverter input via a resistor 52 and a ground resistor 53. The output of amplifier 54, which provides the MODE signal, the input of the timer 38 is connected to the data processing unit 62 generated by timers MODE binary signal shows that the instantaneous value of signal x av micro or greater. is smaller than the instantaneous value of the v y signal. The operation of the circuit arrangement of Figure 3 will be described in the explanation of the circuit of Figure 5.
A 4. ábrán a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakja látható, ahol a vx jelet előállító 71 erősítőáramkörnek, a vy jelet előállító 70 erősítőáramkör pedig megfelel a 3. ábra 23 erősítöáramkörének. A 70 és 71 erősítőáramkör kimenete 72 és 73 differenciálerősítő bemenetelre van csatlakoztatva. A 72 differenciálerősítő a vy-vx jelet állítja elő. A 72 differenciálerősítő kimenete 79A kapcsolón keresztül csatlakozik 80 feszültség-frekvencia átalakító bemenetére, melynek kimenetére 81 számláló kapcsolódik A 79A és 79B kapcsolókat ellenütemben vezérli egy 90 figyelő áramkör. A 90 figyelő áramkör tartalmaz 74 komparátort, melynek egyik bemenete a 70 differenciálerősítő kimenetére, másik bemenete pedig a 71 differenciálerősítő kimenetére csatlakozik A 74 komparátor kimenete egyrészt 76 flip-flop beíró bemenetére, másrészt 75 inverteren keresztül 77 flip-flop beíró bemenetére van csatlakoztatva. A 76 flip-flop kimenete egyik állapotába vezérel egy 78 vezérlőáramkört, a 77 flip-flop kimenete pedig a 78 vezérlőáramkőrt a másik állapotába vezérli. A 78 vezérlőáramkör egy-egy állapotában a 79A kapcsoló nyitott és a 79B kapcsoló zárt, ill. fordítva.Figure 4 shows another embodiment of the apparatus according to the invention, wherein the amplifier circuit 71 generating the signal v x and the amplifier circuit 70 generating the signal y y corresponds to the amplifier circuit 23 of Figure 3. The outputs of amplifier circuits 70 and 71 are connected to differential amplifier inputs 72 and 73. The differential amplifier 72 produces a signal v y -v x . The output of the differential amplifier 72 is connected via a switch 79A to the input of a voltage-frequency converter 80, the output of which is connected to a counter 81. The monitoring circuit 90 includes a comparator 74, one input of which is connected to the output of a differential amplifier 70 and the other of which is connected to the output of a differential amplifier 71. The output of the flip-flop 76 controls one control circuit 78 and the output of the flip-flop 77 controls the control circuit 78 to the other. In each state of control circuit 78, switch 79A is open and switch 79B is closed or closed. vice versa.
A 71 erősítőáramkör kimenete csatlakoztatva van továbbá egy analóg 83 integrátor bemenetére is, amely soros 86 ellenállást, műveleti 84 erősítőt és visszacsatoló 85 kondenzátort tartalmaz. A 83 integrátor kimenete 87 komparátorra van kapcsolva, ennek kimenete adja a MODE jelet, amely 1:2 arányú osztást végző 88 frekvenciaosztó bemenetére van csatlakoztatva. A 88 frekvenciaosztó kimenete egyrészt a 76 és 77 flip-flop visszaállító bemenetére, másrészt 89 áramkörhöz van csatlakoztatva, amely utóbbi szolgáltatja a 81 számlálónak a COUNT ENABLE jelet, amelyre az számlálni kezd, és a LATCH ENABLE jelet, amelyre a számláló tartalma átíródik a 81 számláló kimenő tárolójába, ahonnan az a 82 vonalakon át kiolvasható.The output of the amplifier circuit 71 is also connected to the input of an analog integrator 83 which includes a series resistor 86, an operational amplifier 84 and a feedback capacitor 85. The output of the integrator 83 is connected to a comparator 87, the output of which is connected to the input of a frequency divider 88 which performs a 1: 2 division. Frequency divider output 88 is connected to flip-flop reset inputs 76 and 77 and circuit 89, which provides counter 81 with the COUNT ENABLE signal to which it is counting and the LATCH ENABLE signal to which the counter content is written. counter to its outgoing storage, where it can be read through the 82 lines.
A 4. ábra szerinti áramkör a különbségi vx-vy jel aboszolút értékét integrálja olyan időtartamig, melyet a COUNT jel megszab. A COUNT jel a 87 komparátor kimenetén megjelenő MODE jel 1:2 arányban történő leosztásával áll elő, és lényegében egy teljes periódusnak megfelelő időtartamot jelent. Ez az ábrázolt kiviteli alak így egy teljes periódus idejéig végzi az integrálást, majd egy periódus kimarad és az utána következő periódusban történik újra mérés. A feloldás növelése érdekében azonban az is lehetséges, hogy két egymást követő csúcsérték közötti minden egyes félperiódusban történjék az integrálás, és így félperiódusonként nyerhetünk egyegy mérési adatot.The circuit of Fig. 4 integrates the absolute value of the difference v x -v y signal for a period of time determined by the COUNT signal. The COUNT signal is produced by dividing the MODE signal appearing at the output of the comparator 87 in a 1: 2 ratio, and is essentially a period corresponding to a complete period. This illustrated embodiment thus integrates for a complete period, which is omitted for one period and then measured again in the following period. However, in order to increase the resolution, it is also possible to integrate each half-period between two consecutive peaks so that one measurement can be obtained every half-time.
Az 5. ábrán a találmány egy további kiviteli alakja látható, amelynél a vx jelet előállító 100 erősítőáramkör megfelel a 3. ábra 22 erősítőáramkörének, a vy jelet előállító 101 erősítőáramkör pedig megfelel a 3. ábra 23 erősítőáramkörének. A megfelelő elemek azonos hivatkozási számmal vannak jelölve, csupán a 100 erősítőáramkörnél C betűvel a 101FIG. 5 illustrates a further embodiment of the invention, wherein the amplifier circuit 100 generating the signal v x corresponds to the amplifier circuit 22 of FIG. 3 and the amplifier circuit 101 generating the signal v y corresponds to the amplifier circuit 23 of FIG. Corresponding elements are denoted by the same reference number, except for the amplifier circuit 100, the letter C in FIG
-5HU 200234 A erősítőáramkörnél pedig D betűvel. A 100 erősítőáramkör kimenete mintavevő és tartó 102 áramkör bemenetére. 101 erősltőáramkör kimenete pedig mintavevő és tartó 103 áramkör bemenetére van csatlakoztatva, amelyek vezérlő bemenete 106 adatfeldolgozó egység, pl. Intel 80C31 típusú mikroprocesszor megfelelő vezérlő kimenetére csatlakozik. A 102 és 103 áramkör kimenete a 106 adatfeldolgozó egység által vezérelt 104 multiplexeren keresztül pl. Precision Monolithics Inc. PM154 típusú 105 analóg-digitális átalakító bemenetére csatlakozik, amely utóbbi a 106 adatfeldolgozó egységhez van kapcsolva.-5EN 200234 And for the amplifier circuit, the letter D. The output of the amplifier circuit 100 is the input to the sampler and holder 102. The output of the power amplifier circuit 101 is connected to the input of the sampling and holding circuit 103, the control input of which is a data processing unit 106, e.g. Connects to the appropriate controller output of an Intel 80C31 microprocessor. The outputs of the circuits 102 and 103 via the multiplexer 104 controlled by the data processing unit 106 are e.g. It is connected to the input of an analog-to-digital converter 105 of type Precision Monolithics Inc. PM154, which is connected to a data processing unit 106.
A 106 adatfeldolgozó egység 107 vonalakon keresztül további adatfeldolgozó egységhez vagy perifériához, például kiíróhoz vagy adatrögzítőhöz kapcsolódhat. A 106 adatfeldolgozó egység időzítő MODE jelét 108 időzítőáramkör állítja elő, melynek felépítése megegyezik a 3. ábra 62 időzítőáramkőrének felépítésével.The data processing unit 106 may be connected via lines 107 to a further data processing unit or peripheral such as a printout or data recorder. The timing MODE signal of the data processing unit 106 is generated by a timing circuit 108 having the same structure as the timing circuit 62 of FIG.
A megfelelő elemeket ugyanolyan, de vesszős hivatkozási számokkal láttuk el.Corresponding elements are provided with the same but comma-reference numbers.
Az 5. ábra szerinti kapcsolás működését a 6. és 7. ábrá szemlélteti. A 6. ábrám látható, hogy a MODE jel akkor pozitív, ha a vx jel pillanatértéke kisebb a vy jel pillanatértékénél, és akkor negatív, ha ez fordítva van.The operation of the circuit of Fig. 5 is illustrated in Figures 6 and 7. Figure 6 shows that the MODE signal is positive if the instantaneous value of the v x signal is less than the instantaneous value of the v y signal and negative if it is the other way around.
A 106 adatfeldolgozó egységet képező mikroprocesszor kimenetén kiadott pl. 100 ps időtartamú P14 jel egyszerre indítja a 102 és 103 áramkör mintavételezését.The output of the microprocessor forming the data processing unit 106 is e.g. A 100 ps signal P14 starts the sampling of circuits 102 and 103 at the same time.
A mintavételezés lefolyása kinagyítva a 7. ábrán látható. A P14 jel első szakaszában a P12 jel magas értékű, a Pl 1 jel alacsony értékű, ez a 104 multiplexerben azt eredményezi, hogy a 102 áramkör kimenete kapcsolódik a 105 analóg-digitális átalakító bemenetére, azaz az utóbbi kimenetén a vx jel digitális pillantértéke jelenik meg, amelyet a STATUS jel időtartalma alatt kiolvas a 106 adatfeldolgozó egység.The process of sampling is enlarged in Figure 7. First stage of the P14 signal P12 signal high value, the PI 1 signal low value is 104 multiplexer means that the 102 circuit output is connected to the 105 analog-to-digital converter input, i.e., the last output of the v x signal digital instantaneous values displayed which is read by the data processing unit 106 over the duration of the STATUS signal.
Miután ez a kiolvasás megtörtént, a P12 és Pl 1 jelek előjelet váltanak, ennek hatására a 104 multiplexer a 103 áramkör kimenetét kapcsolja a 105 analóg-digitális átalakító bemenetére, amely utóbbi kimenetén tehát a beállási idő elteltével, azaz a STATUS jel újabb felfutásakor a vy jel digitális értéke jelenik meg és ez kerül kiolvasásra a 106 adatfeldolgozó egyság által. Ilyen, egy-egy értékpárt eredményező mintavételezések történnek egymáshoz képest meghatározott időközönként. Az egyegy félperiódushoz tartozó mintaértékeket a 106 adatfeldolgozó egység számára a MODE jel jelöli ki, és eme mintakerékpár halmaz alapján végzi el a 106 adatfeldolgozó egység, vagy a 107 vonalakon kapcsolódó további adatfeldolgozó egység az integrálást.Once this reading, P12 and Pl 1 signals signal trigger, causing the 104 mux switch 103 circuit output 105. Analog-to-digital converter input, which therefore after the settling time, that another surge of the STATUS signal av latter output y The digital value of the signal is displayed and read by the data processing unit 106. Such pairs of samples are sampled at intervals relative to one another. The sample values for one half-period for the data processing unit 106 are designated by the MODE signal, and the data processing unit 106, or additional data processing unit associated with the lines 107, performs the integration based on this set of sample wheels.
A 106 adatfeldolgozó egység a beolvasott mintaértékekből meghatározhatja a vx és a vy jelek alatti területek nagyságát is. Ezeknek ideális esetben egyenlőnek kell lenniük.The data processing unit 106 may also determine the size of the areas below the v x and v y signals from the scanned sample values. These should ideally be equal.
Ha a területek nem egyenlők, a 106 adatfeldolgozó egység úgy módosítja a tárolt mintaértékeket, hogy az általuk reprezentált két villamos jel csúcsértéke egyenlő legyen. Ilyen módon a tömegáram mérés pontossága növelhető.If the areas are not equal, the data processing unit 106 modifies the stored sample values so that the peak value of the two electrical signals they represent is equal. In this way, the accuracy of the mass flow measurement can be increased.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU891966A HU200234B (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU891966A HU200234B (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU200234B true HU200234B (en) | 1990-04-28 |
Family
ID=10957056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU891966A HU200234B (en) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU200234B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993022629A1 (en) * | 1992-04-24 | 1993-11-11 | Mmg Automatika Müvek Részvénytársaság | Coriolis type apparatus for measuring mass flow of a fluid stream |
-
1988
- 1988-08-11 HU HU891966A patent/HU200234B/en unknown
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993022629A1 (en) * | 1992-04-24 | 1993-11-11 | Mmg Automatika Müvek Részvénytársaság | Coriolis type apparatus for measuring mass flow of a fluid stream |
| GB2282448A (en) * | 1992-04-24 | 1995-04-05 | Mmg Automatika Muevek Rt | Coriolis type apparatus for measuring mass flow of a fluid stream |
| GB2282448B (en) * | 1992-04-24 | 1995-09-20 | Mmg Automatika Muevek Rt | Coriolis type apparatus for measuring mass flow of a fluid stream |
| US5627326A (en) * | 1992-04-24 | 1997-05-06 | Mmg Automatika Muvek Reszvenytarsasag | Coriolis type apparatus for measuring mass flow of a fluid stream |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3875501A (en) | Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus | |
| US4672331A (en) | Signal conditioner for electromagnetic flowmeter | |
| US5443552A (en) | Electromagnetic flowmeter and method for electromagnetically measuring flow rate | |
| NL8005486A (en) | STABILIZED VOLTAGE / FREQUENCY CRYSTAL CONVERTER WITH DIGITAL SCALE FOR FLOW METERS. | |
| JPH0625683B2 (en) | Magnetic induction flow measuring method and Shiki induction flow meter | |
| Okamoto et al. | A digital anemometer | |
| HU200234B (en) | Method and device for generating signal proportioned to mass flow at coriolis type mass flowmeter | |
| JP2932710B2 (en) | Mass flow meter | |
| US6469492B1 (en) | Precision RMS measurement | |
| JP3189866B2 (en) | Resistance meter calibration device | |
| JP2856521B2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
| JP3625966B2 (en) | Frequency measuring device | |
| RU2131128C1 (en) | Portable digital meter of heavy direct currents | |
| JPH046477A (en) | Ac voltage measuring apparatus | |
| SU1599804A1 (en) | Apparatus for measuring parameters of two-component two-terminal networks | |
| JP3161664B2 (en) | Coriolis mass flowmeter | |
| SU748265A1 (en) | Power factor measuring device | |
| KR890010570A (en) | Power factor measurement circuit and method of digital integrated power meter | |
| JP2855094B2 (en) | Mass flow meter converter | |
| SU972222A1 (en) | Electromagnetic flowmeter with frequency output | |
| SU1041951A1 (en) | Phase shift measuring method | |
| SU1437760A1 (en) | Apparatus for contactless measurement of electric conductivity of liquid | |
| SU1161900A1 (en) | Device for measuring relative deviation of capacitance of capacitor from nominal value | |
| EP0465476A4 (en) | A sampling circuit | |
| SU817592A1 (en) | Thermoanemometric device for measuring gas flow rate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 |