LT5491B - Electromagnetic flow measurer - Google Patents
Electromagnetic flow measurer Download PDFInfo
- Publication number
- LT5491B LT5491B LT2006040A LT2006040A LT5491B LT 5491 B LT5491 B LT 5491B LT 2006040 A LT2006040 A LT 2006040A LT 2006040 A LT2006040 A LT 2006040A LT 5491 B LT5491 B LT 5491B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- measuring
- terminals
- inputs
- coil
- pole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Išradimas skirtas tekančio uždaruose vamzdžiuose skysčio srauto kiekybinių charakteristikų (srauto dydžio, pratekėjusio tūrio arba masės ir pan.) matavimui elektromagnetiniu būdu.The invention relates to the measurement of the quantitative characteristics (flow size, flow volume or mass, etc.) of a fluid flow in a closed conduit.
Žinomas elektromagnetinis srauto matuoklis, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija, valdymo schema, faktiškai esanti žadinimo srovės šaltiniu, tarp kurio išėjimo ir bendrojo matuoklio taško nuosekliai įjungtos pirmoji ir antroji ritės, formuojančios statmeną vamzdžio ašiai magnetinį lauką bei atraminis varžas. Matavimo kanalo sienelėse įrengti du elektrodai taip, kad juos jungianti linija būtų statmena vamzdžio ašiai ir magnetinio lauko krypčiai. Elektrodai prijungti prie diferencialinio stiprintuvo įėjimo. Nuosekliai sujungti sumuojantis įrenginys, integratorius ir analoginis skaitmeninis keitiklis sudaro integruojantį analoginį skaitmeninį keitiklį. Pastarojo išėjimas prijungtas prie procesoriaus įėjimo, savo išėjimais sujungto su žadinimo srovės šaltinio įėjimu, analoginio skaitmeninio keitiklio valdymo įėjimų grupe ir indikacijos įrenginio įėjimais [Europos patentas EP Nr.0521169, G01F 1/60, 1993].A known electromagnetic flowmeter having a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with an internal insulation, a control circuit actually located on the source of the excitation current, between the output and the common measuring point the first and second coils forming a magnetic field perpendicular to the axis of the tube resistances. Two electrodes are installed in the measurement channel walls so that the line connecting them is perpendicular to the axis of the tube and the direction of the magnetic field. The electrodes are connected to the differential amplifier input. The sequentially connected summing device, integrator, and analog-to-digital converter form an integrating analog-to-digital converter. The output of the latter is connected to a processor input connected to its output with an excitation current source input, an analog-to-digital converter control input group, and an indicating device inputs [European Patent EP 0521169, G01F 1/60, 1993].
Toks srauto matuoklis turi trūkumą nes jo funkcinės galimybės nepakankamos. Jeigu matuokliui dirbant dėl kurių nors priežasčių pasikeičia magnetinės grandinės perdavimo koeficientas, atsiranda matavimo paklaida. O magnetinės grandinės perdavimo koeficientas gali pasikeisti dėl magnetinių nuosėdą dėl magnetinių priemaišų ir dėl magnetolaidžio magnetinių savybių pokyčio. Dėl to jis neužtikrina matavimo rezultatų patikimumo ir pakankamo matavimo tikslumo atliekant ilgalaikį nenutrūkstamą matavimą.Such a flow meter has a disadvantage because its functional capabilities are insufficient. If, for any reason, the transmission coefficient of the magnetic circuit changes as the meter operates, a measurement error occurs. However, the transmission coefficient of a magnetic circuit may change due to magnetic precipitation due to magnetic impurities and due to a change in the magnetic properties of the magnetic wire. As a result, it does not guarantee the reliability of the measurement results and sufficient accuracy of the measurement during long-term continuous measurement.
Siūlomo išradimo prototipas yra elektromagnetinis srauto matuoklis, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinis, pirmoji ir antroji žadinimo ritės, formuojančios magnetinį lauką statmeną vamzdžio ašiai ir tiesei, jungiančiai elektrodų centrus, atraminis varžas, pirmasis ir antrasis diferencialinis stiprintuvai, procesorius, indikacijos įrenginys ir integruojantysis analoginis skaitmeninis keitiklis, o taip pat pirmasis, antrasis, trečiasis, ketvirtasis ir penktasis tripoliai jungikliai, atminties įrenginys, impulsų formuotuvas ir matavimo ritė, kurios ašis yra lygiagreti kanalo ašiai, o išvadai sujungti su antrojo diferencialinio stiprintuvo įėjimais, pirmojo tripolio jungiklio pirmasis polius prijungtas prie srovės šaltinio išėjimo, antrasis polius - prie pirmosios žadinimo ritės pirmojo išvado, trečiasis polius - prie antrojo tripolio jungiklio trečiojo poliaus, kurio pirmasis polius prijungtas prie pirmojo elektrodo, o antrasis polius - prie pirmojo diferencialinio stiprintuvo pirmojo įėjimo, antrasis elektrodas prijungtas prie trečiojo tripolio jungiklio pirmojo poliaus, kurio antrasis polius sujungtas su pirmojo diferencialinio stiprintuvo antruoju įėjimu, o trečiasis polius - su pirmuoju atraminio varžo išvadų, ketvirtasis tripolis jungiklis pirmuoju poliumi sujungtas su integruojančiojo analoginio skaitmeninio keitiklio matavimo įėjimu, antruoju poliumi - su pirmojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, trečiuoju poliumi - su antrojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, o penktasis tripolis jungiklis pirmuoju poliumi prijungtas srovės šaltinio valdymo įėjimo, antruoju poliumi - prie procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės šeštojo išėjimo, o trečiuoju poliumi - prie impulsų formuotuvo išėjimo, kurio įėjimas prijungtas prie septintojo procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės išėjimo, be to, pirmojo penktojo tripolių jungiklių valdymo įėjimai sujungti su, atitinkamai, pirmuoju penktuoju procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės išėjimais, o atminties įrenginio informaciniai išvadai - su procesoriaus trečiąja informacinių išvadų grupe.The prototype of the present invention is an electromagnetic flowmeter having a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with inner insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, a current source, the first and second excitation coils forming a magnetic field perpendicular to the axis and line of the tube. electrode centers, resistive resistances, first and second differential amplifiers, processor, indicating unit and integrating analog-to-digital converter, as well as first, second, third, fourth and fifth tripoli switches, memory, pulse generator and measuring coil with parallel axis for the axis of the channel and for connecting the terminals to the inputs of the second differential amplifier, the first pole of the first tripole switch is connected to the output of the current source, the second pole to the first terminal of the first excitation coil, th pole to a third pole of a second tripole switch having a first pole connected to a first electrode and a second pole to a first input of a first differential amplifier, a second electrode connected to a first pole of a third tripole switch having a second pole connected to a second input of a first differential amplifier; and the third pole is connected to the first support resistor terminals, the fourth pole to the first pole is connected to the measuring input of the integrating analogue digital converter, the second pole to the output of the first differential amplifier, the third pole to the output of the second differential amplifier. a source control input, a second pole to the processor second control output group output six, and a third pole to a pulse generator output connected to a seventh pro and the control inputs of the first fifth triple switches of the cesor are connected to the first fifth outputs of the second fifth circuit of the processor, respectively, and the information outputs of the storage device to the third group of information of the processor.
Toks elektromagnetinio srauto matuoklio realizavimas praplečia jo funkcines galimybes, tačiau nepakankamai. Atsiradus nuosėdoms ant matavimo kanalo vidinių sienelių išauga matavimo ritės įtampa kontrolės režime, o tai yra požymis, kad, norint tęsti matavimus neviršijant leistinos matavimo paklaidos, būtina išvalyti vidinį matavimo kanalo paviršių. Tačiau jeigu matavimo paklaida padidėjo dėl to, kad atsirado magnetinių priemaišų skystyje arba kad jame pasikeitė magnetolaidžio magnetinės savybės, aprašytame elektromagnetiniame srauto matuoklyje pastebėti neįmanoma.This realization of the electromagnetic flow meter extends its functional capabilities, but does not go far enough. The occurrence of sedimentation on the inside walls of the measuring channel increases the voltage of the measuring coil in the control mode, which is an indication that the inner surface of the measuring channel must be cleaned in order to continue measuring within the permissible measurement error. However, if the measurement error is increased due to the presence of magnetic impurities in the liquid or due to a change in the magnetic properties of the magneto-conductor, the electromagnetic flowmeter described cannot be observed.
Siūlomo išradimo tikslas yra elektromagnetinio srauto matuoklio funkcinių galimybių praplėtimas, įgalinantis padidinti matavimo rezultatų patikimumą ir matavimo tikslumą atliekant nenutrūkstamą ilgalaikį matavimą.The object of the present invention is to extend the functionality of the electromagnetic flow meter, which enables to increase the reliability and accuracy of the measurement results by continuous continuous measurement.
Šis tikslas siūlomame išradime pasiekiamas taip. Elektromagnetiniame srauto matuoklyje, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinis, pirmoji ir antroji žadinimo ritės, formuojančios magnetinį lauką statmeną vamzdžio ašiai ir tiesei, jungiančiai elektrodų centrus, atraminis varžas, pirmasis ir antrasis diferencialiniai stiprintuvai, procesorius, indikacijos įrenginys, pirmasis, antrasis ir trečiasis tripoliai jungikliai, atminties įrenginys, pirmoji matavimo ritė, impulsų formuotuvas, integruojantysis analoginis skaitmeninis keitiklis, kurio atraminis įėjimas prijungtas prie atraminio varžo pirmojo išvado, informaciniai išėjimai - prie procesoriaus pirmosios informacinių išvadų grupės, valdymo įėjimų grupė sujungta su procesoriaus pirmąja valdymo išvadų grupe, antroji procesoriaus informacinių išvadų grupė - su indikacijos įrenginio informaciniais išvadais, trečioji informacinių išvadų grupė su atminties įrenginio informaciniais išvadais, o antrosios valdymo išvadų grupės pirmasis - trečiasis išėjimai, atitinkamai, su pirmojo - trečiojo tripolių jungiklių valdymo įėjimais, o ketvirtas išėjimas su impulsų formuotuvo įėjimu, be to, antrasis pirmosios žadinimo ritės išvadas sujungtas su pirmuoju antrosios ritės išvadų, antrasis antrosios ritės išvadas su pirmuoju atraminio varžo išvadų, o atraminio varžo antrasis išvadas sujungtas su bendruoju matavimo grandinės tašku, trečiasis tripolis jungiklis pirmuoju poliumi sujungtas su integruojančiojo analoginio skaitmeninio keitiklio matavimo įėjimu, antruoju poliumi su pirmojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, trečiuoju poliumi - su antrojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, pirmosios ir antrosios žadinimo ričių viduje įmontuoti, atitinkamai, pirmoji ir antroji feromagnetinės šerdys ir papildomai įjungta antroji matavimo ritė, savo pirmuoju išvadų prijungta prie pirmojo tripolio jungiklio trečiojo poliaus, o antruoju išvadų - prie antrojo tripolio jungiklio trečiojo poliaus, matavimo kanalo pirmasis ir antrasis elektrodai prijungti prie pirmojo diferencialinio stiprintuvo, atitinkamai, pirmojo ir antrojo įėjimą pirmojo ir antrojo tripolių jungiklių antrieji poliai sujungti su pirmosios matavimo ritės, atitinkamai, pirmuoju ir antruoju išvadais, o pirmojo ir antrojo tripolių jungiklių pirmieji poliai sujungti su antrojo diferencialinio stiprintuvo, atitinkamai, pirmuoju ir antruoju įėjimais, impulsų formuotuvo išėjimas prijungtas prie srovės šaltinio įėjimo, kurio išėjimas sujungtas su pirmosios žadinimo ritės pirmuoju išvadų, be to pirmosios matavimo ritės ašis sutampa su feromagnetinių šerdžių ašimis, o antrosios matavimo ritės ašis yra ties feromagnetinių šerdžių išoriniu paviršiumi.This object is achieved by the present invention as follows. In an electromagnetic flowmeter having a measuring passage consisting of a tube of non-magnetic material with inner insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, the current source, the first and second excitation coils forming a magnetic field perpendicular to the axis and line of the tube impedance, first and second differential amplifiers, processor, indication device, first, second and third tripoli switches, memory device, first measuring coil, pulse generator, integrating analog-to-digital converter with a reference input connected to a first resistance of a reference impedance, information outputs to the first group of inputs of the processor, the group of control inputs connected to the first group of inputs of the processor, the second group of inferences of the processor - with the information of the indicating device with these inputs, a third set of information inputs with memory unit outputs, and a second set of control inputs with first outputs, respectively, with first to third tripole switch control inputs, and a fourth output with pulse shifter input, in addition, second outputs of the first excitation coil. connected to the first second coil terminals, the second second coil terminals to the first reference impedance terminals, and the second impedance terminals second terminating connected to a common point in the measuring circuit, the third tripole switch to the first pole connected to the integrating analogue digital converter measuring input , third pole - with output of second differential amplifier, built-in first and second ferromagnetic cores, respectively, inside the first and second excitation coils and optionally activated second measuring coil the first and second electrodes of the measuring channel being connected to the first differential amplifier, respectively, the second and the first terminals of the first and second tripoli switches being connected, respectively, to the third terminal of the first tripoli switch and the second terminal to the third pole of the second tripolis switch. with the first and second terminals of the first measuring coil, respectively, and the first poles of the first and second tripole switches connected to the first and second inputs of the second differential amplifier respectively, the pulse generator output being connected to the first input of the first excitation coil In addition, the axis of the first measuring coil is coincident with the axis of the ferromagnetic cores, while the axis of the second measuring coil is at the outer surface of the ferromagnetic cores.
Elektromagnetinio srauto matuoklio blokinė schema parodyta 1 brėžinyje.A block diagram of an electromagnetic flow meter is shown in Figure 1.
Elektromagnetinis srauto matuoklis turi matavimo kanalą 1, sudarytą iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinį 2, pirmąją 3 ir antrąją 4 žadinimo rites, užvyniotas atitinkamai, ant pirmosios 5 ir antrosios 6 feromagnetinių šerdžių, formuojančias magnetinį lauką statmeną vamzdžio ašiai ir tiesei, jungiančiai elektrodų centrus, atraminį varžą 7, pirmąjį 8 ir antrąjį 9 diferencialinius stiprintuvus, integruojantįjį analoginį skaitmeninį keitiklį 10, procesorių 11, indikacijos įrenginį 12, pirmąjį 13, antrąjį 14 ir trečiąjį 15 tripolius jungiklius, impulsų formuotuvą 16, atminties įrenginį 17, pirmą ą 18 ir antrą ą 19 matavimo rites. Analoginio skaitmeninio keitiklio 10 atraminis įėjimas prijungtas prie atraminio varžo 7 pirmojo išvado, informaciniai išėjimai - prie procesoriaus 11 pirmosios informacinių išvadų grupės, o valdymo išvadų grupė - prie procesoriaus pirmosios valdymo išvadų grupės, procesoriaus 11 antroji informacinių išvadų grupė sujungta su indikacijos įrenginio 12 informaciniais įėjimais, o trečioji informacinių išvadų grupė - su atminties įrenginio 17 informaciniais išvadais, be to, pirmasis pirmosios žadinimo ritės 3 išvadas sujungtas su srovės šaltinio 2 išėjimu, antrasis išvadas sujungtas su pirmuoju antrosios žadinimo ritės 4 išvadų, kurios antrasis išvadas sujungtas su pirmuoju atraminio varžo 7 išvadų, o jo antrasis išvadas sujungtas su bendruoju matavimo grandinės tašku, matavimo kanalo 1 pirmasis ir antrasis elektrodai prijungti prie pirmojo diferencialinio stiprintuvo 8, atitinkamai, pirmojo ir antrojo įėjimą srovės šaltinio 2 įėjimas prijungtas prie impulsų formuotuvo 16 išėjimo, kurio įėjimas sujungtas su procesoriaus 11 antrosios valdymų išvadų grupės ketvirtuoju išėjimu, o šios grupės pirmasis - trečiasis išėjimai sujungti su, atitinkamai, pirmojo - trečiojo tripolių jungiklių valdymo įėjimais, be to, pirmojo tripolio jungiklio 13 antrasis ir trečiasis poliai sujungti su, atitinkamai, pirmosios 18 ir antrosios 19 matavimo ričių pirmaisiais išvadais, antrojo tripolio jungiklio 14 antrasis ir trečiasis poliai sujungti su, atitinkamai, pirmosios 18 ir antrosios 19 matavimo ričių antraisiais išvadais, o pirmojo 13 ir antrojo 14 tripolių jungiklių pirmieji poliai - su antrojo diferencialinio stiprintuvo 9, atitinkamai, pirmuoju ir antruoju įėjimais, trečiojo tripolio jungiklio 15 antrasis ir trečiasis poliai sujungti su, atitinkamai, pirmojo 8 ir antrojo 9 diferencialinių stiprintuvų išėjimais, o pirmasis polius - su integruojančiojo analoginio skaitmeninio keitiklio 10 matavimo įėjimu, be to, pirmosios matavimo ritės ašis sutampa su feromagnetinių šerdžių ašimis, o antrosios matavimo ritės 19 ašis yra ties feromagnetinių šerdžių išoriniu paviršiumi.The electromagnetic flowmeter has a measurement channel 1 consisting of a tube of non-magnetic material with internal insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, a current source 2, a first 3 and a second excitation coil 4, respectively, on the first 5 and second 6 ferromagnetic cores, forming a magnetic field perpendicular to the axis and line of the tube connecting the electrode centers, the resistor 7, the first 8 and the second 9 differential amplifiers, the integrating analog-to-digital converter 10, the processor 11, the indicating device 12, the first 13, the second 14, and a forming device 16, a memory device 17, a first 18 and a second 19 measuring rollers. The reference input of the analog-to-digital converter 10 is connected to the first output terminal 7 of the resistor, the information outputs to the first information output group of the processor 11 and the control output group to the first control output group of the processor. and a third set of information inputs with the information inputs of the memory device 17, in addition, the first output of the first excitation coil 3 is connected to the output of current source 2, the second output is connected to the first output of the second excitation coil 4, the first and second electrodes of the measurement channel 1 are connected to the first and second inputs of the current source 2, respectively, of the first and second input amplifiers 8, respectively. connected to an output of a pulse generator 16 whose input is coupled to a fourth output of the second control output group of the processor 11 and the first to third outputs of this group are connected to the control inputs of the first to third tripole switches respectively; the poles are connected to the first terminals of the first 18 and second 19 measurement coils, respectively, the second and third poles of the second tripole switch 14 are connected to the second terminals of the first 18 and second 19 measurement coils and the first poles of the first 13 and second with the first and second inputs of the second differential amplifier 9, respectively, the second and third poles of the third tripole switch 15 connected to the outputs of the first 8 and second 9 differential amplifiers, respectively, and the first pole with the measurement of the integrating analog-to-digital converter 10 and, in the input, the axis of the first measuring coil coincides with the axis of the ferromagnetic cores, while the axis 19 of the second measuring coil lies at the outer surface of the ferromagnetic cores.
Elektromagnetinis srauto matuoklis veikia taip. Jis turi du darbo režimus: matavimo ir kontrolės. Matavimo režime procesoriaus 11 antrosios valdymo išvadų grupės trečiajame išėjime suformuojamas signalas, sujungiantis trečiojo tripolio jungiklio 15 pirmąjį ir antrąjį polius. Impulsų formuotuvo 16 išėjime formuojami stačiakampiai impulsai. Padavus į srovės šaltinio 2 įėjimą impulsą jo išėjime suformuojama maksimali įtampa Um. Žadinimo srovė auga taip:The electromagnetic flow meter works as follows. It has two modes of operation: measurement and control. In the measurement mode, a signal is formed at the third output of the second control output group of the processor 11 connecting the first and second poles of the third tripole switch 15. At the output of the pulse generator 16, rectangular pulses are formed. By applying a pulse to the input of current source 2, a maximum voltage U m is formed at its output. The excitation current increases as follows:
Rp+RrRp + Rr
Iž =--—(l-e Lr ). Čia Lr ir Rr - žadinimo ričių 3 ir 4, atitinkamai, suminis induktyvumas ir varža. Praėjus laiko intervalui Jip=(4-r5)r,^(4-r5)Z,/(Ro+^r) pereinamasis procesas pasibaigia ir nusistovi žadinimo srovės vertė Io=Uml(Ro+Rr). Si srovė teka per nuosekliai sujungtas žadinimo rites 3 ir 4 bei atraminį varžą 7. Esant skysčio srautui matavimo kanalo 1 elektroduose atsiranda įtampa mb> proporcinga skysčio greičio vv vidutinės kanalo skerspjūvyje reikšmės ir magnetinio srauto tankio B sandaugai. Magnetinio srauto tankis, tekant žadinimo srovei Iq, yra jai proporcingas: B=klo (fc=const), todėl elektrodų signalą galime išreikšti taip: (Km=const). Šis signalas sustiprinamas pirmajame diferencialiniame stiprintuve 8 ir per sujungtus jungiklio 15 antrąjį ir pirmąjį polius paduodamas į integruojančiojo analoginio skaitmeninio keitiklio 10 matavimo įėjimą. Keitiklyje 10 realizuotas žinomas dvigubojo integravimo principas. Matavimo režime įtampa «e keitiklio 10 integratoriuje pradedama integruoti, kai nusistoja žadinimo srovės vertė Jo- Integravimas vyksta nustatytą laiko trukmę Tq. Pasibaigus integravimui, šio integratoriaus išėjime, jeigu integratoriaus laiko pastovioji yra tj, gaunama įtampa Ui=KJoVvTqI t\ (Aj=KmKDi=const, Kdi - pirmojo diferencialinio stiprintuvo stiprinimo koeficientas). Po to prie keitiklio 10 integratoriaus prijungiama priešingo polingumo įtampa uq, absoliučiu dydžiu proporcinga įtampos kritimui atraminiame varžė Ro, tekant žadinimo srovei Iq: uo=RoIqŠi įtampa integruojama tol, kol integratoriaus išėjme gaunamas nulis. Turėsime lygybę KJoVvTo/Ti=Ro[oTx/τ;. Iš šios lygybės gauname, kad atraminės įtampos integravimo trukmė proporcinga vidutiniam skysčio srauto greičiui ir nepriklauso nuo žadinimo srovės svyravimų: Tx=Kovy (Ko=K\To/Ro=const). Užpildę laiko intervalą Tx stabilaus dažnio f impulsais, gauname skaičių Nx=Tfy=K(fovv, kuris ir yra keitiklio 7 išėjimo dydis. Rq vertė parenkama tokia, kad būtų tenkinama sąlyga w0>uE, o žadinimo srovės impulso trukmė Ts parenkama taip, kad būtų tenkinama sąlyga 1\>At?+2Tę). Šiuo atveju kiekvieno matavimo takto metu įtampos w, integravimas pilnai pabaigiamas. Tarp dviejų gretimų srovės impulsų yra pauzė, kurios trukmė ΓΡ=Γ5. Kiekviename matavimo takte gauta Nx reikšmė padedama į atminties įrenginį 17, be to, kartu su ankstesniuose taktuose gautomis reikšmėmis apdorojama procesoriuje. Į indikacijos įrenginį 12 išvedamos vartotoją dominančios skysčio srauto kiekybinės charakteristikos: skysčio srauto momentinė arba vidutinė per tam tikrą laiką reikšmės, pratekėjusio skysčio tūris arba masė ir pan.I ž = --— (le Lr ). Here, L r and R r are the total inductance and impedance of the excitation coils 3 and 4, respectively. After a time interval Ji p = (4-r5) r, ^ (4-r5) Z, / (Ro + ^ r) the transient process ends and the value of the excitation current Io = U m l (Ro + R r ) stabilizes. This current flows through a series of excited coils 3 and 4 and a support resistor 7. With the flow of liquid at the electrodes of the measuring channel 1, the voltage m b > is proportional to the mean value of the liquid velocity v v in the channel cross section. The magnetic flux density at the excitation current Iq is proportional to it: B = kl (fc = const), so we can express the electrode signal as follows: (K m = const). This signal is amplified in the first differential amplifier 8 and fed through the connected second and first poles of the switch 15 to the measuring input of the integrating analog-to-digital converter 10. The known principle of double integration is implemented in the converter 10. In measurement mode, the voltage in the integrator 10 of the inverter 10 begins to integrate when the value of the excitation current Jo is set. The integration takes place for a set time Tq. At the end of the integration, the voltage Ui = KJoV v TqI t \ (Aj = KmKDi = const, Kdi is the gain of the first differential amplifier) at the output of this integrator, if the time constant of the integrator is tj. An inverse polarity voltage uq is then applied to the integrator of the inverter 10, proportional to the drop in voltage across the support screw Ro, in the case of an excitation current Iq: uo = RoIqThis voltage is integrated until the integrator output is zero. We will have the equation KJoVvTo / Ti = Ro [oT x / τ ;. From this equation we obtain that the integration time of the reference voltage is proportional to the average velocity of the fluid flow and is independent of the excitation current fluctuation: Tx = Kov y (Ko = K \ To / Ro = const). By filling the time interval T x with pulses of constant frequency f, we obtain the number Nx = Tfy = K (fov v , which is also the output of the converter 7. The value of rq is chosen to satisfy the condition w 0 > u E and the duration of the excitation current pulse T s is selected to satisfy condition 1 \> At ? + 2Continue). In this case, the integration of the voltages w, for each measuring stroke is complete. There is a pause between two adjacent current pulses of duration dviejų Ρ = Γ 5 . The value of N x obtained in each measuring cycle is deposited on the memory device 17 and further processed in the processor together with the values obtained in the previous cycles. Quantitative characteristics of the fluid flow of interest to the user are output to the indicating device 12: instantaneous or average values of the fluid flow over time, volume or mass of fluid passing through, and so on.
Kontrolės režime trečiajame tripolyje jungiklyje 15 sujungiamas pirmasis ir trečiasis poliai. Prie keitiklio 10 matavimo įėjimo prijungiama antrojo diferencialinio stiprintuvo 9 išėjimo įtampa U2d- Kontrolės režimas susideda iš dviejų taktų, kiekvieno iš kurių trukmė lygi formuotuvo 16 išėjimo impulso trukmei. Pirmajame takte prie stiprintuvo 9 įėjimų prijungiama pirmoji matavimo ritė 18, o antrajame takte - antroji matavimo ritė 19. Įtampą U2d, priklausomai nuo to kuri iš matavimo ričių prijungta prie antrojo diferencialinio stiprintuvo 9 įėjimų, galime išreikšti taip:In the control mode, the first and third poles are connected at switch 15 in the third tripole. The output voltage of the second differential amplifier 9 is connected to the measuring input of the converter 10 U 2 d- The control mode consists of two strokes, each of which has a duration equal to the output pulse duration of the generator 16. The first bar the input to the amplifier 9 is connected the first measuring coil 18 and the second stroke - a second measuring coil 19. The voltage U 2 d, depending on which of the measuring coil is connected to the second differential amplifier 9 inputs can be expressed as follows:
= K, d¥= K, d ¥
1(2) d/1 (2) d /
Čia A?2=const - stiprintuvo 9 stiprinimo koeficientas, Ψι ir Ψ2 - pilnutiniai magnetiniai srautai, veliantys, atitinkamai, pirmąją ir antrąją matavimo rites. Savo ruožtu, šiuos srautus galime išreikšti taip: Ψ\=Ν\Φ\ ir čia N\ ir M, atitinkamai, pirmosios ir antrosios matavimo ričių vijų skaičiai, o Φ\ ir Φχ - magnetiniai srautai, verdantys, atitinkamai, pirmąją ir antrąją matavimo rites. Šiuos srautus, savo ruožtu, galimeHere, A? 2 = const is the gain of the amplifier 9, Ψι and Ψ 2 are the complete magnetic fluxes for the first and second measuring coils, respectively. In turn, we can express these flows as follows: Ψ \ = Ν \ Φ \ and here N \ and M are the number of turns of the first and second measurement coils, respectively, and Φ \ and Φχ are the magnetic fluxes boiling the first and second measurement, respectively. rolling. These flows, in turn, we can
F N-I* išreikšti taip: Φι =-=-—- ir Φ2= —---· Čia F ~ ^mnA + + ^mk\ R-mm2 + ^mkl magnetovara, kurią išreiškiame taip: F= N Ji, Rmm\ ir Rmk\ - magnetinės, atitinkamai, magnetolaidžio ir kanalo varžos magnetinio srauto daliai Φ\, kuri veria pirmąją matavimo ritę, o Rmm2 ir Rmk2 - magnetinės, atitinkamai, magnetolaidžio ir kanalo varžos magnetinio srauto daliai Φι, kuri veria antrąją matavimo ritę. Visa tai vertinant, įtampas U2D\ h U2D2 galima išreikšti taip: U2Dl(2) = ^ml(2)4il(2)-^· ČiaF NI * is expressed as: Φι = - = -—- and Φ2 = —--- · Here, F ~ ^ mnA + + ^ mk \ R-mm2 + ^ mkl is the magneto-power we express as follows: F = N Ji, R mm \ and R mk \ for the magnetic flux portion of the magnetic flux and channel impedance, respectively, which turns the first measuring coil, and R mm2 and R mk2 for the magnetic flux portion of the magnetic flux and channel impedance, respectively, which translates into the second measurement. coil. In all this, the voltages U 2D \ h U 2D2 can be expressed as: U 2 Dl (2) = ^ ml (2) 4il (2) - ^ · Here
Km2=K2N2Nž, 4»1 =K m2 = K 2 N 2 N ž , 4 »1 =
Ii sroves Rmm\ + Άη&1 išraišką įtampą ir 4i2 = Rmm2 + Rmkl U2D\(2) galimaIi currents R mm \ + Άη & 1 expressions the voltage and 4i2 = R mm2 + R mkl U2D \ (2) is possible
Vertinant žadinimo išreikšti taip:Evaluating the excitation express as follows:
(jfo+Ą)f ^2/)1(2) =4il(2)4l(2) y21 e Lr Integravimas truks/mad/p=(4+5)ą=(4+5)Z4/?o+7?r)·(jfo + Ą) f ^ 2 /) 1 (2) = 4il (2) 4l (2) y 21 e Lr Integration will last / m ad / p = (4 + 5) ą = (4 + 5) Z4 /? o + 7? r) ·
AA
Jam pasibaigus keitiklio 10 integratoriaus išėjime įtampa bus zm y _ 4l(2)4l(2) __ 4nl(2)4l(2) Um ~ g rr x _ 4il(2)4l(2) Um ρθ 1 r2 0 2 *2 *0+A T2 Rg+Rr After this, the voltage at the output of the inverter of the converter 10 will be z m y _ 4l (2) 4l (2) __ 4nl (2) 4l (2) U m ~ g r r x _ 4il (2) 4l (2) U m ρ θ 1 r2 0 2 * 2 * 0 + A T2 Rg + R r
R U to priešinga kryptimi integruojama įtampa Ug = Rglg =——veikianti varžė 7, 7?0 + 4 nusistojus srovei Iq, tol, kol keitiklio 10 integratoriaus išėjime pasiekiamas nulis. Tai ,^1(2)^1(2)-U&_ užtrunka 7a//2)· Iš lygybės U/ = r,(l + /?r/ Rg)RU further integrates voltage Ug = Rglg = —— acting resistor 7, 7? 0 + 4 at current Iq until the inverter 10 integrator output reaches zero. This, ^ 1 (2) ^ 1 (2) -U & _ takes 7a // 2) · From the equation U / = r, (l + /? R / Rg)
RgŲ + Rr/Rg)Rg + R r / Rg)
Txų2) galime išreikšti taip: 7^1(2) = . Konstantos Kmi, Km2 ir laikoTxs2) can be expressed as: 7 ^ 1 (2) =. Constants K m i, Km2 and time
A) pastovioji ą parenkamos taip, kad įtampos Uo integravimas pasibaigtų dar nepasibaigus srovės impulsui Ts. Užpildžius šiuos intervalus dažnio fo impulsais, gaunamos skaitmeninės jų išraiškos JVai(2)=(4i1(2)^/J?o)4i(2), proporcingos magnetiniam laidžiui Ail(2)·A) constant ą is chosen such that integration of voltage Uo is completed before the current pulse T s . Filling these intervals with the frequency fo pulses yields their digital expressions JVai (2) = (4i1 (2) ^ / J? O) 4i (2), proportional to the magnetic conductivity Ail (2) ·
Magnetinis laidis priklauso nuo magnetinių varžų 7?mmi ir 7?mki, o magnetinis laidis Am2 - nuo magnetinių varžų T?mm2 ir J?mk2 dydžių. Šie magnetiniai laidžiai keičiasi, keičiantis feromagnetinių šerdžių 5 ir 6 magnetinei skvarbai, atsiradus magnetinėms priemaišoms sraute arba susidarius magnetinėms nuosėdoms ant kanalo sienelių. Normaliomis sąlygomis tenkinamos sąlygos /?mmi<<J?mki ir Rmm2«Rma ir nežymus magnetolaidžio magnetinės skvarbos /4 sumažėjimas magnetiniams laidžiams λ^ι ir Λη2 įtakos neturi. Tačiau, jeigu /4 mažėja žymiai, tai magnetiniai laidžiai Ληΐ ir Am2 šiek tiek sumažėja, santykinai tiek pat sumažėja ir jų skaitinės išraiškos Vai ir VuMagnetinio srauto tankis proporcingas magnetiniam srautui, todėl srauto signalas, tekant tam pačiam srautui, sumažėja proporcingai magnetinio laidžio sumažėjimui. Skaičių Vai arba Vu santykinio sumažėjimo dydžiu padidinus srauto matuoklio perdavimo koeficientą galima automatiškai kompensuoti dėl to atsirandančią matavimo paklaidą. Jeigu skystyje atsiranda magnetinių priemaišų, magnetiniai laidžiai 2^ ir 2^ auga, be to, jei magnetinės priemaišos skystyje pasiskirstę tolygiai, 2m2 auga šiek tiek mažiau už 2mi, nes magnetinis srautas, veriantis antrąją matavimo ritę 19, santykinai trumpiau eina per skystį, lyginant su srautu, veriančiu pirmąją matavimo ritę 18. Taigi, jei skaitinės magnetinių laidžių vertės ir N22 auga, be to, auga ne mažiau negu Nm, galime daryti išvadą kad skystyje atsirado magnetinių priemaišų. Kai kanalo sienelėse susidaro magnetinių nuosėdų, magnetiniai laidžiai 2mi ir 2^ taip pat auga, tačiau šiuo atveju laidis 2^ išaugs nes dalis periferinio magnetinio srauto, veriančio antrąją matavimo ritę 19, užsidarys pilnai per nuosėdas, kurių magnetinė varža žymiai mažesnė. Todėl, kai skaitinės magnetinių laidžių vertės Nu ir Nm. auga, ir santykinis Nu padidėjimas ΔΝ^ΙΝ^ žymiai didesnis už santykinį Νχχ padidėjimą ΔΝχχΙΝν, galime daryti išvadą kad kanalo sienelėse atsirado magnetinių nuosėdų. Kontrolės režimui pakanka dviejų srovės impulsų (kartu su pauzėmis) trukmės. Jeigu kontrolės režimas kartosis po kiekvienų 5 minučių darbo matavimo režime, skysčio srauto kiekybinių charakteristikų matavimo tikslumui tai neturės jokios įtakos.Magnetic conductivity depends on magnetic resistances of 7? Mmi and 7? m ki and the magnetic conductivity Am2 from the magnetic impedance T? mm 2 and J? mk2 sizes. These magnetic conductances change as the magnetic permeability of ferromagnetic cores 5 and 6 changes, as a result of magnetic impurities in the stream or magnetic precipitates on the channel walls. Normal conditions are met /? m mi << J ? mki and R mm 2 «Magnetic conductivity λ ^ ι and Λη2 are not affected by Rma and a slight decrease in the magnetic permeability / 4 of the magnetic wire. However, if / 4 decreases significantly, the magnetic conductivity Ληΐ and Am2 decrease slightly, and the numerical expressions Vai and VuMagnetic flux density are proportional to the magnetic flux, so the flux signal at the same flux decreases proportionally to the magnetic flux decrease. By increasing the relative reduction of the Vai or Vu numbers, increasing the flowmeter transmission coefficient can automatically compensate for the resulting measurement error. In the case of magnetic impurities in the liquid, the magnetic conductances 2 ^ and 2 ^ increase, and if the magnetic impurities are evenly distributed in the liquid, 2m 2 grows slightly less than 2 m i, since the magnetic flux driving the second measuring coil 19 passes relatively less Thus, if the numerical values of the magnetic conductivity and the N 22 increase, and in addition increase by at least Nm, we can conclude that there is a magnetic impurity in the liquid. When magnetic deposits are formed in the channel walls, the magnetic conductances 2mi and 2 ^ also increase, but in this case the conductivity 2 ^ will increase because part of the peripheral magnetic flux driving the second measuring coil 19 will close completely through the sediment with significantly lower magnetic impedance. Therefore, when the numerical values of magnetic conductivity in Nu and Nm. increases, and the relative increase of Nu ΔΝ ^ žymiai ^ is significantly greater than the relative increase of Νχχ ΔΝχχΙΝν, we can conclude that magnetic deposits have formed on the channel walls. For control mode, the duration of two current pulses (together with pauses) is sufficient. If the control mode is repeated after every 5 minutes of operation in the measurement mode, the accuracy of the measurement of the fluid flow quantitative characteristics will not be affected.
Siūlomas išradimas leidžia nenutraukiant matavimo pakankamai operatyviai ne tik nustatyti elektromagnetinio srauto matuoklio jutiklio magnetinių savybių pokytį, galintį sukelti žymią matavimo paklaidą tačiau ir nustatyti tokio pokyčio priežastį. Tai labai naudingai išplečia prietaiso funkcines galimybes, nes laiku perspėja aptarnaujantį personalą apie gresiantį matavimo tikslumo sumažėjimą ir imtis savalaikių priemonių norint to išvengti. Be to, aptarnaujantis personalas tiksliai žino magnetinių savybių pokytį sukėlusią priežastį. Visa tai padidina matavimo tikslumą ir matavimo rezultatų patikimumą atliekant ilgalaikį nenutrūkstamą skysčio kiekybinių charakteristikų matavimą.The present invention allows, without interrupting the measurement, not only to detect enough change in the magnetic properties of the electromagnetic flow meter sensor, which can cause a significant measurement error, but also to determine the cause of such change. This greatly extends the functionality of the device by alerting service personnel in a timely manner about imminent loss of measurement accuracy and taking timely measures to prevent it. In addition, service personnel know exactly the cause of the change in magnetic properties. All this increases the accuracy of the measurement and the reliability of the measurement results with long-term continuous measurement of the quantitative characteristics of the liquid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2006040A LT5491B (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Electromagnetic flow measurer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2006040A LT5491B (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Electromagnetic flow measurer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2006040A LT2006040A (en) | 2007-11-26 |
| LT5491B true LT5491B (en) | 2008-04-25 |
Family
ID=38663099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2006040A LT5491B (en) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Electromagnetic flow measurer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5491B (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0521169A1 (en) | 1991-06-08 | 1993-01-07 | Endress + Hauser Flowtec AG | Electromagnetic flowmeter |
-
2006
- 2006-05-26 LT LT2006040A patent/LT5491B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0521169A1 (en) | 1991-06-08 | 1993-01-07 | Endress + Hauser Flowtec AG | Electromagnetic flowmeter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2006040A (en) | 2007-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6626048B1 (en) | Magnetic flow meter | |
| US6192753B1 (en) | Inductive sensor for monitoring fluid level and displacement | |
| AU2017279558B2 (en) | Nuclear magnetic flow meter and method for operation of nuclear magnet flow meters | |
| US20060081067A1 (en) | Method for operating and/or reviewing a magneto-inductive flow meter | |
| US7946184B2 (en) | Electromagnetic flowmeter having temperature measurement value for correcting electrical conductivity value | |
| WO2008042290A3 (en) | Magnetic flowmeter with verification | |
| JP2009258125A (en) | Magnetically induced flow measurement gauge for fluid and method of magnetically induced flow measurement | |
| AU4509596A (en) | Magnetic flowmeter | |
| US20160290842A1 (en) | Method for Operating a Magneto-Inductive Measuring System | |
| WO2005059476A3 (en) | Tunable empty pipe function | |
| JP2005156555A5 (en) | ||
| CN101263367B (en) | Method for determining the operating point of a magneto-inductive flowmeter | |
| US20100024567A1 (en) | Method and apparatus for ascertaining volume- or mass-flow | |
| JP2017508973A (en) | Improved magnetic core configuration for magnetic flowmeters | |
| US20230015365A1 (en) | Method for operating a magneto-inductive flowmeter, and magneto-inductive flowmeter | |
| LT5491B (en) | Electromagnetic flow measurer | |
| CN111417841B (en) | Method for determining the viscosity of a medium by means of a coriolis mass flowmeter and coriolis mass flowmeter for carrying out the method | |
| LT5419B (en) | Electromagnetic flow measurer | |
| US20200309577A1 (en) | Magnetic Flowmeter with Enhanced Signal/Noise Ratio | |
| EP2360456A1 (en) | Magnetic flow meter | |
| LT5216B (en) | An electromagnetic flow measurer | |
| RU2343423C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
| LT5420B (en) | Electromagnetic flow measurer | |
| JPH05223785A (en) | Hydrogen gas detector | |
| JP3965130B2 (en) | Magnetic induction flow measurement method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20090526 |