RU1536957C - Vibration flowmeter - Google Patents

Vibration flowmeter Download PDF

Info

Publication number
RU1536957C
RU1536957C SU4301642A RU1536957C RU 1536957 C RU1536957 C RU 1536957C SU 4301642 A SU4301642 A SU 4301642A RU 1536957 C RU1536957 C RU 1536957C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
input
circuit
output
comparator
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Зверев
В.В. Каравашкин
Ю.В. Костин
Original Assignee
Производственное объединение "МАЯК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Производственное объединение "МАЯК" filed Critical Производственное объединение "МАЯК"
Priority to SU4301642 priority Critical patent/RU1536957C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1536957C publication Critical patent/RU1536957C/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: circuit 6 of vibration excitation with electromagnetic vibrator 2 sets sensitive element 2 into continuous oscillatory motion. Signals going to inputs of comparator-amplifiers 14, 15 are formed across outputs of pickups 4,5 of angular deviations. Control circuit 11 of comparator-amplifiers forms from input signal of pickup 4 logic controlling signals with difference 0/1 (1/0) at moments when input signal reaches extreme value (for instance, minimum) going to gating inputs of comparator-amplifiers 14, 15. Comparators 14, 15 switch on in succession and form sequences of pulses which do not coincide in time. Output signals of comparators 14, 15 go through precision univibrators 16, 17 to inputs of circuit 18 of extraction of time intervals. Circuit 18 controls passage of quantizing pulses of generator 19 through logic AND gates 20, 21 to summing and subtracting inputs of reversible counter 22. Output code of reversible counter is proportional to mass flow rate of controlled medium. Duration of measurement time of flow rate is set by counter-divider 12. Control over operation of flowmeter is carried out by logic control circuit 13. Increased accuracy of measurement of flow rate is achieved thanks to exclusion of errors of effect of "dead zone" and nonlinear distortions of signal while measuring phase difference of signals of pickups of angular deviations. EFFECT: enhanced accuracy of measurement of flow rate. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах измерения массового расхода широкого класса технологических сред в различных отраслях промышленности. The invention relates to measuring technique and can be used in mass flow measurement systems for a wide class of process media in various industries.

Цель настоящего изобретения повышение точности измерения расхода. The purpose of the present invention is to improve the accuracy of flow measurement.

На фиг. 1 представлена блок-схема вибрационного расходомера; на фиг.2 временные диаграммы ее работы при наличии расхода. Вибрационный кориолисовый расходомер (фиг.1) состоит из первичного преобразователя 1 с чувствительным элементом 2, на котором закреплены электромагнитный вибратор 3 и датчики угловых отклонений 4 и 5. Контур возбуждения колебаний 6 содержит источник опорного напряжения 7, пиковый детектор 8 и усилитель мощности 9 и в комплексе с электромагнитным вибратором образует камертонный автогенератор колебаний, измерительный преобразователь 10 состоит из схемы управления усилителями-компараторами 11, счетчика-делителя 12, логической схемы управления 13, двух усилителей-компараторов 14 и 15, двух прецизионных одновибраторов 16 и 17, схемы выделения временных интервалов 18, генератора квантующих импульсов 19 первого и второго логических элементов И 20 и 21, реверсивного счетчика 22 и схемы формирования выходного сигнала 23. In FIG. 1 is a block diagram of a vibratory flow meter; figure 2 timing diagrams of its operation in the presence of flow. The vibrating Coriolis flowmeter (Fig. 1) consists of a primary transducer 1 with a sensing element 2, on which an electromagnetic vibrator 3 and angular deviation sensors 4 and 5 are fixed. The oscillation excitation circuit 6 contains a reference voltage source 7, a peak detector 8 and a power amplifier 9 and in combination with an electromagnetic vibrator forms a tuning fork oscillation generator, the measuring transducer 10 consists of a control circuit for amplifiers-comparators 11, a counter-divider 12, a control logic 1 3, two amplifiers-comparators 14 and 15, two precision single-shots 16 and 17, a circuit for allocating time intervals 18, a quantizing pulse generator 19 of the first and second logic elements And 20 and 21, a reversible counter 22 and an output signal generating circuit 23.

Расходомер работает следующим образом. The flow meter operates as follows.

Контур возбуждения колебаний 6 (фиг.1) с электромагнитным вибратором 3 приводит чувствительный элемент 2 в непрерывное колебательное движение. В результате на выходе датчиков угловых отклонений формируются сигналы 1 и 2 (фиг.2), поступающие на вход измерительного преобразователя. Выходной сигнал датчика угловых отклонений 4 (фиг.1) поступает на схему управления усилителями-компараторами 11 и на усилитель-компаратор 14. Выходной сигнал датчика угловых отклонений 5 поступает на усилитель-компаратор 15. Схема управления усилителями-компараторами формирует управляющие сигналы 3 и 4 (фиг.2) в моменты достижения входных сигналов экстремального значения (например, минимума). Усилители-компараторы реагируют на входной сигнал при наличии, например, высокого уровня на стробирующем входе и наоборот. Таким образом, усилители-компараторы включаются поочередно и формируют последовательности импульсов 5 и 6 (фиг.2), не совпадающие по времени. Передними фронтами выходных импульсов усилителей-компараторов 14 и 15 (фиг.1) запускаются прецизионные одновибраторы 16 и 17, формирующие импульсы 7 и 8 (фиг.2) с высокостабильной длительностью Т. С выходов прецизионных одновибраторов импульсы поступают на вход схемы выделения временных интервалов 18 (фиг.1), которая формирует две последовательности импульсов 9 и 10 (фиг.2). Длительность импульсов 9 равна разнице между задним фронтом импульса 7 одновибратора 16 и передним фронтом выходного импульса 8 второго одновибратора 17. Длительность импульсов 10 равна разнице между задним фронтом импульса 8 одновибратора 17 и передним фронтом импульса 7 одновибратора 16. С выхода схемы выделения временных интервалов импульсы 9 и 10 поступают на логические элементы И 20 и 21 (фиг.1), где происходит их заполнение квантующими импульсами с периодом следования Тк от генератора 19. С логического элемента 20 пакет импульсов N1=

Figure 00000002
поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 22 (фиг.1), а с выхода элемента 21 пакет импульсов N2=
Figure 00000003
на вычитающий вход этого счетчика. На выходе реверсивного счетчика устанавливаются показания N=N1-N2, пропорциональные разности длительностей импульсов 9 и 10 и, соответственно, расходу контролируемой среды через первичный преобразователь.The oscillation excitation circuit 6 (Fig. 1) with an electromagnetic vibrator 3 brings the sensing element 2 into continuous oscillatory motion. As a result, at the output of the angular deviation sensors, signals 1 and 2 are formed (Fig. 2), which are fed to the input of the measuring transducer. The output signal of the sensor of angular deviations 4 (Fig. 1) is supplied to the control circuit of the amplifiers-comparators 11 and to the amplifier-comparator 14. The output signal of the sensor of angular deviations 5 is supplied to the amplifier-comparators 15. The control circuit of the amplifiers-comparators generates control signals 3 and 4 (figure 2) at the moments when the input signals reach an extreme value (for example, a minimum). Comparator amplifiers respond to an input signal when, for example, there is a high level at the gate input and vice versa. Thus, the amplifier-comparators are switched on alternately and form a sequence of pulses 5 and 6 (figure 2), not coinciding in time. The leading edges of the output pulses of the amplifiers-comparators 14 and 15 (Fig. 1) start the precision single-shots 16 and 17, generating pulses 7 and 8 (Fig. 2) with a highly stable duration T. From the outputs of the precision single-shots, the pulses are fed to the input of the time-slot selection circuit 18 (figure 1), which generates two sequences of pulses 9 and 10 (figure 2). The duration of pulses 9 is equal to the difference between the trailing edge of pulse 7 of the one-shot 16 and the leading edge of the output pulse 8 of the second one-shot 17. The duration of pulses 10 is equal to the difference between the trailing edge of the pulse 8 of one-shot 17 and the leading edge of the pulse 7 of one-shot 16. From the output of the time-domain allocation circuit, pulses 9 and 10 go to the logical elements And 20 and 21 (Fig. 1), where they are filled with quantizing pulses with a period T to from the generator 19. From the logical element 20, the pulse train N 1 =
Figure 00000002
arrives at the summing input of the reverse counter 22 (figure 1), and from the output of the element 21, the pulse packet N 2 =
Figure 00000003
to the subtracting input of this counter. At the output of the reversible counter, readings N = N 1 -N 2 are set , which are proportional to the difference in the pulse durations 9 and 10 and, accordingly, to the flow rate of the controlled medium through the primary converter.

Действительно, из временных диаграмм (фиг.2) имеем:
a=(To-T)+tc (1)
b= (To-T)-tc, где tc временной сдвиг сигналов, обусловленный действием силы Кориолиса.
Indeed, from the time diagrams (figure 2) we have:
a = (T o -T) + t c (1)
b = (T o -T) -t c , where t c is the time shift of the signals due to the action of the Coriolis force.

Из соотношений (1) следует:
N N1-N2=

Figure 00000004
. (2)
В свою очередь связь между временным сдвигом tc и массовым расходом контролируемой среды определяется выражением
tc=S ˙ Qм, (3) где S чувствительность первичного преобразователя, с2/кг. После подстановки из (3) в уравнение (2) получаем:
N
Figure 00000005
· Qм (4)
Таким образом, в предложенном расходомере показания реверсивного счетчика N прямо пропорциональны массовому расходу контролируемой среды Qм. Посредством устройства 23 (фиг. 1) эти показания преобразуются в стандартный выходной сигнал расходомера, например, 0-5 Ма постоянного тока.From the relations (1) it follows:
NN 1 -N 2 =
Figure 00000004
. (2)
In turn, the relationship between the time shift t c and the mass flow rate of the controlled medium is determined by the expression
t c = S ˙ Q m , (3) where S is the sensitivity of the primary transducer, s 2 / kg. After substituting from (3) into equation (2) we get:
N
Figure 00000005
Q m (4)
Thus, in the proposed flow meter, the readings of the reversible counter N are directly proportional to the mass flow rate of the controlled medium Q m . By means of the device 23 (Fig. 1), these readings are converted into a standard output signal of the flow meter, for example, 0-5 Ma DC.

Счетчик-делитель 12 и логическая схема управления 13 (фиг.1) формируют управляющие сигналы, синхронизирующие работу измерительного преобразователя и одновременно задают число циклов измерения. The counter-divider 12 and the control logic 13 (Fig. 1) generate control signals that synchronize the operation of the measuring transducer and at the same time set the number of measurement cycles.

При малых диапазонах измерения расхода соответственно будет мало число N и требуется повышенное количество циклов измерения и наоборот. For small ranges of flow measurement, accordingly, the number N will be small and an increased number of measurement cycles is required and vice versa.

С учетом рассмотренного, выходной сигнал расходомера будет определяться уравнением
Iвых= n·K·N

Figure 00000006
· Qм
(5) где К коэффициент преобразования, Ма-/имп.Given the above, the output signal of the flow meter will be determined by the equation
I out = n · K · N
Figure 00000006
Q m
(5) where K is the conversion coefficient, Ma- / imp.

Как следует из временных диаграмм работы (фиг.2), в предложенном устройстве реализован дифференциальный метод преобразования взаимных временных сдвигов сигналов. As follows from the time diagrams of work (figure 2), the proposed device implements a differential method for converting mutual time shifts of signals.

Повышение точности измерения расхода достигается за счет исключения погрешностей от эффекта "мертвая зона" и нелинейных искажений сигналов путем точной настройки порогов срабатывания усилителей-компараторов на электрическую нейтраль входных сигналов. Improving the accuracy of flow measurement is achieved by eliminating errors from the "dead zone" effect and non-linear distortion of signals by fine-tuning the thresholds of the amplifiers-comparators to the electrical neutral of the input signals.

Claims (1)

ВИБРАЦИОННЫЙ КОРИОЛИСОВЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий первичный преобразователь с чувствительным элементом, первым и вторым датчиками угловых отклонений, электромагнитным вибратором, силовая и измерительная катушки которого соединены с контуром возбуждения колебаний, а также измерительный преобразователь, включающий два усилителя-компаратора, входы которых связаны с выходами датчиков угловых отклонений, схему выделения временных интервалоа, первый выход которой соединен с вторым входом первого логического элемента И, а второй выход соединен с входом счетчика-делителя и с вторым входом второго логического элемента И, реверсивный счетчик, сумирующий и вычитающий входы которого соединены, соответственно, с выходами первого и второго логических элементов И, а выход соединен с входом схемы формирования выходного сигнала, генератор квантующих импульсов, выход которого соединен с первыми входами логических элементов И и с первым входом логической схемы управления, второй вход которой соединен с выходом счетчика-делителя, а выход соединен соответственно с управляющими входами реверсивного счетчика и схемы формирования выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения расхода, в измерительный преобразователь дополнительно введены схема управления усилителями-компараторами и два прецизионных одновибратора, причем вход схемы управления усилителями-компараторами подключен к первому датчику угловых отклонений, а ее выходы к стробирующим входам усилителей-компараторов, выходы которых через прецизионные одновибраторы соединены с входами схемы выделения временных интервалов. VIBRATION CORIOLIS FLOW METER, comprising a primary transducer with a sensing element, first and second angular deviation sensors, an electromagnetic vibrator, the power and measuring coils of which are connected to the oscillation excitation circuit, and a measuring transducer that includes two amplifier-comparators, the inputs of which are connected to the outputs of the angular sensors deviations, a time interval allocation scheme, the first output of which is connected to the second input of the first logical element AND, and the second output with dinene with the input of the counter-divider and with the second input of the second logical element And, the reversible counter, summing and subtracting the inputs of which are connected, respectively, with the outputs of the first and second logical elements And, and the output is connected to the input of the output signal generating circuit, a quantizing pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of the AND logic elements and to the first input of the control logic circuit, the second input of which is connected to the output of the counter-divider, and the output is connected respectively to the control input a reversible counter and an output signal generating circuit, characterized in that, in order to increase the accuracy of the flow measurement, a comparator amplifier control circuit and two precision single-vibrator circuits are additionally introduced into the measuring transducer, the input of the amplifier-comparator control circuit connected to the first angular deviation sensor, and its outputs are to the gate inputs of the comparator amplifiers, the outputs of which are connected through precision single-vibrators to the inputs of the time slot allocation circuit.
SU4301642 1987-09-07 1987-09-07 Vibration flowmeter RU1536957C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4301642 RU1536957C (en) 1987-09-07 1987-09-07 Vibration flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4301642 RU1536957C (en) 1987-09-07 1987-09-07 Vibration flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1536957C true RU1536957C (en) 1995-10-10

Family

ID=30440773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4301642 RU1536957C (en) 1987-09-07 1987-09-07 Vibration flowmeter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1536957C (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4192184, кл. G 01F 1/84, 1980. *
Патент США N 4252028, кл. G 01F 1/84, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4210022A (en) Method for the inductive measurement of fluid flow
GB2076967A (en) Industrial process control instrument employing a resonant sensor
US4784001A (en) Magnetic flowmeter with isolation amplifier and ranging circuit therefor and method
RU1536957C (en) Vibration flowmeter
JPS63168536A (en) Detection of vibration cycle for vibration type densitometer
RU2127867C1 (en) Method of dynamic measurement of angular displacements
US4862074A (en) Polyphase volt-hour indicating circuit
RU88460U1 (en) ULTRASONIC FLOW METER (OPTIONS)
SU1700483A1 (en) Electromagnetic flowmeter
RU2086924C1 (en) Vibration flow rate converter
SU1226342A1 (en) Digital meter of phase difference
SU1176179A1 (en) Digital periodmeter for vibrating wire transducer
SU708228A1 (en) Flowrate meter
RU2024027C1 (en) Low-frequency instant-value digital phase and frequency meter
SU922658A1 (en) Method of harmonic signal phase shift measurement
SU917107A1 (en) Method and device for measuring signal instantaneous value
RU1798727C (en) Method for object phase shift determining
SU1093897A1 (en) Ultrasonic flowmeter
SU521527A1 (en) Device for determining the magnitude and sign of the difference between two frequencies
SU474676A1 (en) Device for quality control of pipes
RU2057346C1 (en) Device measuring movement speed
SU1381353A1 (en) Apparatus for pulsed excitation of continuous vibrations of a string
SU1044955A1 (en) Device for measuring displacements
SU928273A1 (en) Device for measuring permanent magnetic field induction
SU819568A1 (en) Device for measuring mechanical values