SU1116320A1 - Кондукционный электромагнитный расходомер - Google Patents

Кондукционный электромагнитный расходомер Download PDF

Info

Publication number
SU1116320A1
SU1116320A1 SU833619413A SU3619413A SU1116320A1 SU 1116320 A1 SU1116320 A1 SU 1116320A1 SU 833619413 A SU833619413 A SU 833619413A SU 3619413 A SU3619413 A SU 3619413A SU 1116320 A1 SU1116320 A1 SU 1116320A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
control
amplifier
input
inputs
Prior art date
Application number
SU833619413A
Other languages
English (en)
Inventor
Генерик Хаймович Кирштейн
Генрих Георгиевич Гуревич
Юрий Борисович Капишников
Александр Борисович Микоелов
Original Assignee
Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР
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 Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР filed Critical Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР
Priority to SU833619413A priority Critical patent/SU1116320A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1116320A1 publication Critical patent/SU1116320A1/ru

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

КОНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий магнитную систему с катушками возбуждени , два усилител  и участок трубопровода с установленными на нем диаметрально противоположно основными электродами, подключенными к входу первого усилител , и дополнительными электродами, установленными на образующих трубопровода, проход щих через основные электроды , и подключенными к входу второго усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет уменьшени  дрейфа нул , он снабжен генератором , интегратором, коммутаторами 2 1 и 1 2 с блоком управле: ВСЕСОЮШДЯ. EATESfTlfl- TEXftHqECbAS 5И6Л«ОТЕ и ни  коммутаторами, аналого-цифровым преобразователем, двум  блоками управлени  знаком, двум  блоками пам ти , двум  сумматорами, делительным устройством, блоком вычислени  и регистрации и усилителем мощности, причем основной выход генератора через усилитель мощности подключен к катушкам возбуждени , первый управл ющий выход генератора подклю чен к управл ющим входам интегратора , блоков управлени  знаком и делительного устройства, второй управл ющий выход генератора подключен к управл ющим входам аналого-цифрового преобразовател  и сумматоров, выход первого усилител  подключен (Я к первому входу коммутатора 2-1 , выход второго усилптел  через интегратор подключен к второму входу коммутатора 2 1, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом коммутатора 1 2, каждьй из выходов которого через последовательно соединенные блок управлени  знаком, блок пам  м ти и сумматор подключен к входам делительного устройства, выход которого соединен с блоком вычислеN9 ни  и регистрации, управл ющий выход - с дополнительными входами сум: маторов, а управл ющий выход аналого-цифрового преобразовател  через блок управлени  коммутаторами соединен с управл ющими входами коммутаторов .

Description

Изобретение относитс  к измерен расхода электропровод щих жидкостей электромагнитным методом. Известен электромагнитный расхо домер с трапецеидальным магнитным полем возбуждени , содержащий магнитную систему, участок трубопрово да с электродами и измерительную схему lj . В данном расходомере трансформа торна  ЭДС и помеха из-за емкостной св зи электродов с магнитной системой,  вл ющиес  причинами дре фа нул  расходомера, в значитель|ной степени локализованы во време|ни . Это позвол ет путем измерени  {сигнала расхода в те промежутки вр мени, когда их вли ние практически отсутствует, существенно снизить дрейф нул  расходомера. Однако это расходомер требует проливной градуировки и показани  его завис т от нестабильности магнитного пол  преобразовател  расхода. Известен также кондукционный электромагнитный расходомер, содер жащий магнитную систему с катушками возбуждени , питаемую синусоида ным током, два усилител  и участок трубопровода с установленными на нем диаметрально противоположно ос новными электродами, подключенными входу первого усилител , и дополнительными электродами, установленными на образующих трубопровода , проход щих через основные элек роды, и подключенными к входу второго усилител , и схему обработки сигналов усилителей. Известный рас ходомер позвол ет измер ть расход без проливной градуировки и облада ет стабильной крутизной градуирово ной характеристики, так как его показани  независимы от нестабильн ти магнитного пол  преобразовател  расхода . 2) , Недостатком известного расходомера  вл етс  сложность отделени  синфазной помехи от сигнала расхода . Поскольку синфазна  составл юща  помеха нестабильна, то в извес ном расходомере весьма затруднител уменьшить дрейф нул . Цель изобретени  - повышение точности измерени  расходомера с рассчитываемой грддуировочиой характеристикой путем уменьшени  дрейфа нул . Поставленна  цель достигаетс  тем, что кондукционный электромагнитный расходомер, содержащий.магнитную систему с катушками возбуждени , два усилител  и участок трубопровода с установленными на нем диаметрально противоположно основными электродами, подключёнными к входу первого усилител , и дополнительными электродами, установленными на образующих трубопровода, проход щих через основные электроды , и подключенны1«1 к вхо1ду второго усилител , снабжен генератором, интегратором, коммутаторами 2 1 и 1 2 с блоком управлени  коммутаторами , аналого-цифровым преобразователем , двум  блоками управлени  знаком, двум  блоками пам ти, двум  сумматорами, делительным устройством , блоком вычислени  и регистрации и усилителем мощности, причем основной выход генератора через усилитель мощности подключен к катушкам возбуждени , первый управл ющий выход генератора подключен к управл ющим входам интегратора , блоков управлени , знаком и делительного устройства, второй управл ющий выход генератора подключен к управл ющим входам аналогоцифрового преобразовател  и сумматоров , выход первого усилител  подключен к первому входу коммутатора 2 1, выход второго усилител  через интегратор подключен к второму входу коммутатора 2 1, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом коммутатора 1 2, каждьй из выходов которого через последовательно соединенные блок управлени  знаком, блок пам ти и сзгмматор подключен к входам делительного устройства, выход которого соединен с блоком вычислени  и регистрации, управл ющий выход .- с дополнительными входами сумматоров, а управл ющий выход аналого-цифрового преобразовател  через блок управлени  коммутаторами соединен с управл ющими входами коммутаторов. На фиг. 1 схематически приведена магнитна  система расходомера, на фиг. 2 - блок-схема расходомера. . Кондукционный электромагнитный расходомер содержит магнитную систему 1 с катушками Eoзбyждeшi  2, 5 , участок трубопровода 3 с установленными на нем диаметрально противо положно основными электродами 4 дл  сн ти  скоростного сигнала и дополнительными электродами 5 дл  сн ти  вихревого сигнала, расположенными по образующим трубопровода 3, проход щим через основные электроды 4, соответствующие усилители скоростного сигнала 6 и вихревого сигнала 7, генератор 8, основной выход которого, обеспечивающий получение напр жени  трапецеидальной формы, подключен через усилитель мощности 9 к катушкам возбуждени  2 магнитной системы 1, а первый уп равл ющий выход - к управл ющему вх ду интегратора 10, вход интегратора 10 подсоединен к усилителю 7 вих ревого сигнала, выход усилител  6 скоростного сигнала и выход интегра тора 10 подсоединены к коммутатору 1, выход которого через ана лого-цифровой преобразователь (АЦП) 12соединен с коммутатором 13 1 2. К управл ющим входам обоих коммутаторов 11 и 13 подключен блок 4 управлени  коммутаторами. Выходы коммутатора 13 подсоединены соответственно к блоку 15 управлени  знаком сигнала расхода и блоку 16 У11равлени  знаком вихревого сигнала Каждый из блоков 15 и 16 соединен с соответствующим блоком пам ти .17 и 18, выходы которых через соответствующие сумматоры 19 и 20 соединены с входами делительного устро ства 21, выход которого соединен с блоком 22 вычислени  и регистрации Второй управл ющий выход генератора 8 соединен с АЦП 12 и каждым из сумматоров 19 и 20, первый управ-л ющий выход генератора 8 соединен кроме того, с каждым из блоков 15 и 16 управлени  знаком сигнала расхода и управлени  знаком вихревого сигнала, а также с делительным устройством . Управл ющий выход делительного устройства 21 соединен с каждым сумматором 19 и 20. Принцип работы расходомера основан на следующем. При любом законе изменени  магнитного пол  преобразовател  расхода справедливо соотношение Dvlt)-u,ty4.wWa, ( 20 где сигнал с основных электродов 4; сигнал с дополнительных электродов 5j средн   скорость жидкости , начальный момент интегрировани  сигнала с дополнительных электродов рассто ние по образующей между дополнительными электродами Э -(Э; Oj-- Эб). Из соотношени  (1), в частности, следует, что посто нна  составл юii Ща  jUco(t)dt равна--J- V(. Если момент tp совпадает с моментом перехода скоростного сигнала через . нуль, т.е. Uy(t ) О, то соотношение (1) преобразуетс  в форму, позвол ющую осуществить измерение расхода путем сравнени  сигнала с основных электродов 4 с сигналом, пропорциональным интегралу во времени от сигнала с дополнительных электродов 5. Сигнал на выходе физически реализуемого интегратора U,lt)-,IUaiUMi, (2) где ог{ - характеристика интегратора 10, имеюща  размерность частоты. Следовательно, при U(tg) О из ( 1) вытекает л л oTJTUT где Q к u5 - калибровочный расход , (S - площадь поперечного сечени  участка трубопровода 3). Аналогичное соотношение получаетс  при произвольных t, если за U; принимать не весь сигнал на выходе интегратора, а только остающийс  после исключени  посто нной составл ющей . Таким образом, можно получить расчетную характеристику и независимость выходного сигнала от нестабильности магнитного пол  в преобразователе расхода при любой временной зависимости магнитного пол , в частности и при трапецеидальной. 5 Одновременное стробирование сигналов и и Uj , осуществл емое так чтобы на устройство, реализующее их деление, поступали сигналы от части оснований трапеции и не поступали сигналы в те интервалы времени, ког да на основных электродах присутствует помеха, позвол ет, не наруща  соотношени  (3), обеспечивающего ра четную характеристику расходомера, значительно снизить дрейф нул . Генератор 8 формирует напр жение трапецеидальной формы и управл ю щие напр жени  Un и U , синхронизированные с напр жением U,. Напр жение поступает на усилитель мощ ности 9, к выходу которого подключены катушки возбуждени  2 магнитно системы 1 преобразовател  расхода. Под воздействием U через магнитную систему протекает ток трапецеидальной формы, что обеспечивает трапецеидальное изменение во времени магнитного пол  и соответственно сигнала расхода Uy, снимаемого с основных электродов 4. Сигнал и усиливаетс  усилителем 6, сигнал Uy усиливаетс  усилителем 7 J имеющими одинаковые коэффициенты усилени . Напр жение с выхода усилител  7 поступает на вход интегратора 10. Выходное напр жение интегратора 10 Ц в моменты tQ положительных перепадов управл ющего напр жени  V2 принудительно устанавливаетс  на нулевом уровне, что позвол ет исключить вли ние возможного дрейфа нул  интегратора 10. Фронты напр жени  U2, вырабатываемого генератором 8, приход тс  на моменты времени , близкие к тем, когда сигнал расхода проходит через нуль. Этим обеспечиваетс  минимальна  составл юща  сигнала U на выходе интегратора. Выходное напр жение усилител  6 Uf и напр жение U поступают на входы коммутатора 11, поочередно подключающего их к входу АЦП 12. Выходной сигнал АЦП подаетс  на вход коммутатора 13, который осуществл ет разделение выходного сигнала АЦП снова на два канала - расхода и вихревой. Управление коммутаторами 11 и 13 осун5ествл етс  при помощи блока 14 управлени  коммутаторами, который 06 вырабатывает, управл ющие сигналы и и Ug под воздействием сигнала готовности АЦП U. Введение коммутаторов 11 и 13 позвол ет использовать одно АЦП, что исключает вли ние на величину измеренного расхода нестабильности крутизны преобразовани  АЦП, повыша  тем самым точность измерени . АЦП преобразует сигналы, поступаюпще на его вход, в соответст вующие им коды только в интервалы времени, задаваемые напр жением и, также вырабатываемым генератором 8. Напр жение U.j разрещает преобразование сигналов Ui и Uj с помощью А1Щ в течение казадого полупериода трапецеидальных напр жений только на ограниченном интервале времени (t, 6 t 6 tg и t t 6 t), когда эти напр жени  посто нны. Интервалы tj-t выбираютс  такими, чтобы действие трансформаторной помехи с учетом всех реальных переходных процессов уже прекращалось . Тем самым в сигналах, прошедщих АЦП, практически отсутствует трансформаторна  помеха. Поэтому исключаетс  нестабильность нул  расходомера, обусловленна  в значительной мере этим фактором. Сигналы с выходов коммутатора 13 поступают на блоки управлени  знаком сигнала расхода 15 и вихревого сигнала 16. Блоки 15 и 16 под воздействием управл ющего напр жени  U2 мен ют знак поступающих на них сигналов на противоположный в отрицательные полупериоды напр жени  Ug . Сигналы с выходов блоков 15 и 16 управлени  знаком подаютс  на входы блоков пам ти 17 и 18, обеспечивающих запоминание одинакового количества , преобразований АЦП в каждом из каналов. Необходимость блоков пам ти обусловлена тем, что АЦП за врем  своей работы в течение интервала t z ( 4 может дать отличающеес  на единицу количество отсчетов в ка адом из каналов , что может нарушить соотношение их коэффициентов преобразовани  и  витьс  погрешностью измерени . Задние фронты управл ющих импульсов и в моменты t2 и t разрешают суммирование сумматорами 19 и 20 информации, содержащейс  в блоках пам ти 17 и 18. Благодар  наличию блоков управлени  знаком 15 и 16 сигнал на выходе сумматора 19 оказываетс  пропорциональным модулю разности Д U, посто нных уровней напр жени  на выходе усилител  6, а на выходе сумматора 20 - пропорциональным разности & U(j посто нных уровней на выходе интегратора 10. Величина ц Uj пропорциональна сигналу расхода Uy, а величина U U как следует из (1), пропорциональн fc JU(,UUt4Au,(t,. ( Таким образом, блок 16 управлени  знаком позвол ет исключить из сигнала на выходе интегратора 10 посто нную составл ющую, котора  может по вл тьс  из-за неидеальной синхронизации фронтов управл ющего напр жени  2 с моментами перехода сигнала расхода через нулевое значение . Одновременно блоки 15 и 1б 208 исключают дрейф нул  на выходе АЦП, про вл ющийс  в виде медленно мен ющейс  подставки в его выходном сигнале, практически посто нной за период колебаний магнитного пол  в преобразователе расхода. Сигналы с сумматоров 19 и 20 поступают на входы делител  21, который под воздействием положительных перепадов управл ющего напр жени  и один раз за период изменени  магнитного пол  осуществл ет деление скоростного сигнала на сигнал вихревого канала. По окончании делени  делитель 21 вырабатывает управл ющий сигнал Ug, осуществл ющий сброс на нулевое значение сумматоров 19 и 20. Сигнал с выхода делител  21 поступает на блок вычислени  и регистрации 22, который осуществл ет умноуение отношени  сигналов на Q , т.е. окончательное вычисление расхода . Изобретение позвол ет повысить точность измерени  расходомера с рассчитываемой градуировочной характеристикой путем уменьшени  дрейфа нул .

Claims (2)

  1. КОНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий магнитную систему с катушками возбуждения, два усилителя и участок трубопровода с установленными на нем диаметрально противоположно основными электродами, подключенными к входу первого усилителя, и дополнительными электродами, установленными на образующих трубопровода, проходящих через основные электроды, и подключенными к входу второго усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения дрейфа нуля, он снабжен генератором, интегратором, коммутаторами
  2. 2 · 1 и ”1 2 с блоком управле ния коммутаторами, аналого-цифровым преобразователем, двумя блоками управления знаком, двумя блоками памяти, двумя сумматорами, делительным устройством, блоком вычисления и регистрации и усилителем мощности, причем основной выход генератора через усилитель мощности подключен к катушкам возбуждения, первый управляющий выход генератора подклю чен к управляющим входам интегратора, блоков управления знаком и делительного устройства, второй управляющий выход генератора подключен к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя и сумматоров, выход первого усилителя подключен к первому входу коммутатора 2· 1, выход второго усилителя через интегратор подключен к второму входу коммутатора 2 · 1, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом коммутатора 1 ’ 2, каждый из выходов которого через последовательно соединенные блок управления знаком, блок памяти и сумматор подключен к входам делительного устройства, выход которого соединен с блоком вычисления и регистрации, управляющий вы- ход - с дополнительными входами сум? маторов, а управляющий выход аналого-цифрового преобразователя через блок управления коммутаторами соединен с управляющими входами коммута- торов .
    1 1116320 2
SU833619413A 1983-04-21 1983-04-21 Кондукционный электромагнитный расходомер SU1116320A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833619413A SU1116320A1 (ru) 1983-04-21 1983-04-21 Кондукционный электромагнитный расходомер

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833619413A SU1116320A1 (ru) 1983-04-21 1983-04-21 Кондукционный электромагнитный расходомер

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1116320A1 true SU1116320A1 (ru) 1984-09-30

Family

ID=21073560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833619413A SU1116320A1 (ru) 1983-04-21 1983-04-21 Кондукционный электромагнитный расходомер

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1116320A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Россман Я.П. Электромагнитный расходомер крови с трапецеидальным магнитным полем. Сб. материалов к Таллинскому совещанию по электромагнитным расходомерам, вып. 1, Таллин, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР № 697823, кл. G 01 F 1/56, 1978 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5351554A (en) Magnetoinductive flowmeter
US5443552A (en) Electromagnetic flowmeter and method for electromagnetically measuring flow rate
US3875501A (en) Pulse width modulation type resistance deviation measuring apparatus
US4672331A (en) Signal conditioner for electromagnetic flowmeter
US4644799A (en) Electromagnetic flow meter
US4764752A (en) Analog to digital converter having no zero or span drift
US4494067A (en) Fast frequency measuring system
US4167871A (en) Bi-directional electromagnetic flowmeter
JPS6352712B2 (ru)
RU2161773C2 (ru) Устройство для определения угла
SU1116320A1 (ru) Кондукционный электромагнитный расходомер
EP0759541B1 (en) Mass flowmeter converter
US4536744A (en) Analog to digital converter for precision measurements of A.C. signals
US5272658A (en) Long-term integrator
JP2856521B2 (ja) 電磁流量計
SU994919A2 (ru) Электромагнитный расходомер с частотным выходом
SU1269041A1 (ru) Способ измерени амплитудного значени переменного напр жени
GB2093292A (en) Apparatus and methods for analogue-to-digital conversion and for deriving in-phase and quadrature components of voltage and current in an impedance
SU983557A1 (ru) Способ аналогового измерени измен ющихс во времени физических величин и устройство дл его осуществлени
SU956966A1 (ru) Устройство дл измерени перемещений
SU909574A1 (ru) Двухканальный электромагнитный расходомер
US3295061A (en) Measuring system having condition responsive means wherein measured and reference ampitude varying signals are converted to proportional phase displaced signals
SU1056081A1 (ru) Цифровой измеритель симметричных составл ющих трехфазной сети
SU1129551A1 (ru) Низкочастотный аналоговый фазометр
SU849101A1 (ru) Устройство сравнени комплексныхВЕличиН