SU800651A1 - Электромагнитный расходомер - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ PACXOflOjMEP

1

Изобретение относитс  к средствам измерени  расхода жидкостей и может быть использовано при построении цифровых расходомеров.

Известны электромагнитные расходомеры с частотным выходом, в которых дл  уравновешивани  синфазной и квадратурной сос1:авл 1ощих выходного сигнала используютс  статические или астатические регулирун цие устройства i.

Суще.ственньом недостатком этих .устройств  вл етс  необходимость выполнени  дополнительного преобразовани  дл  получени  частотного выходного сигнала и, кроме того, процесс измерени  расхода совершаетс  с дополнительной погрешностью от изменени  модул  квадратурной составл ющей . ;

Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие последовательно включенные источник переменного тока, первичный преобразователь с настроенной на частоту источника обмоткой возбуждени  и двум  электродами, усилитель напр жени  переменного тока, фазовый детектор, вход управлени  которого черев форi № poвaтeль соединен с выходом источника , интегрирующий преобразователь напр жени  в частоту, дополнительный фазовый детектор, фазосдвигающее устройство, управл ющее двухполюсным переключателем, накопительный элемент и фильтр, причем выход формировател  соединен с входом управлени  двухполюсного переключател  и через фазосдвигающее устройство с входом управлени  дополнительного фазового детектора, вход которого подключен к выходу усилител , а выход - ко входу интегрирующего преобразовател  напр жени  в частоту, второй вход которого через фильтр и один из контактов переключател  соединен с накопительным элементом, который через второй контакт переключател . соединен с выходом основного фазового детектора 2. В таком расходомере осуществл етс  преобразование отношени  синфазной и квадратурной компонентов в частоту по формуле

k

(1)

U2

где f - частота, пропорциональна  измер емому

30 расходу; ( j, Uj. соответственно синфазна  (пропорциональна  расходу жид кости) и квадратурна  компоненты; k - коэффициент преобра зовани . Недостаток известного устройства про вл етс  при измерении расходов на реальных объектах, когда фазовый сдвиг между квадратурной и синфазно составл ющими отличен от 90 , вслед ствие чего при фазочувствительном выделении синфазной составл ющей по вл етс  ошибка ди, величина которой пропорциональна величине фазового сдвига между синфазной и квадратурной составл ющими и модулю квадратурной составл ющей ди аи - коэффициент пропорциональности . Кроме того, в процессе измерени  расхода реальных жидкостей при стабильном фазовом сдвиге мен етс  модуль квадратурной составл ющей от изменени  электропроводности жидкости , ее -температуры. Таким образом , изменение модул  квадратурной составл ющей приводит к изменению ошибки ли выделени  синфазной составл ющей и, следовательно,ошибк измерени  расходомера в целом и фор мула (1) примет вид и -t + д Li-i Цель изобретени  - повышение то ности измерени  расхода за счет исключени  вли ни  изменени  модул  квадратурной составл кщей в тракте преобразовани  сигнала первичного преобразовател  и обеспечени  независимости измерений от физических измер емой среды. Поставленна  цель достигаетс  те что известный расходомер, содержащий последовательно включенные источник переменного тока, первичный преобразователь с настроенной на частоту источника обмоткой возбужде ни  и двум  электродами, усилитель аапр жени  переменного тока, нагруз кой которого  вл ютс  параллельно включенные основной и дополнительный фазовые детекторы, двухполюсный переключатель с накопительным элементом , формирователь, вход которог соединен с источником, а выход соед нен с управл кадими входами двухполю ного переключател  основного фазово го детектора и через фазосдвигающее устройство с управл ющим дополнительного фазового детектора, .фильтр и интегрирующий преобразователь напр жени  в частоту, вход которого через фильтр.и один из контактов переключател  соединен с накопительным элементом, снабжен выпр мителем , вычитающим устройством и елителем, причем вход выпр мител  соединен с источником, выход выпр мител  - со вторым входом интегрирук цего преобразовател , один вход вычитающего устройства соединен с выходом основного фазового детектора, второй вход вычитающего устройства через делитель соединен с выходом дополнительного фазового детектора, а выход - со вторЕлм контактом двухполюсного переключател . На чертеже представлена блоксхема электромагнитного расходомера . Устройство содержит источник 1 переменного тока, первичный преобразователь 2 с подстроечным конденсатором 3, обмоткой 4 возбуждени  и электродами 5 и 6, формирователь 7, усилитель 8, фазосдвигающее устройство 9, основной 10 и дополнительный 11 фазовые детекторы, двухполюсный переключатель 12 с накопительным элементом 13,фильтр 14, интегрирующий преобразователь 15 напр жени  в частоту, выпр митель 16, делитель 17 и вычитающее устройство 18. Расходомер работает следующим образом. По обмотке 4 первичного преобразовател , настроенной с помощью конденсатора 3 в резонанс на частоту источника 1, протекает ток возбуждени , навод щий в движущейс  жидкости ЭДС между электродами 5 и б,определ емую конструкцией первичного преобразовател , скоростью течени  жидкости и амплитудой возбуждающего тока. Кроме полезной ЭДС на электродах индуцируетс  сопутствующа  ей квадратурна  составл юща , котора  не зависит от скорости течени  жидкости , но зависит от ее пapa eтpoв, и также от конструкции преобразовател  и амплитуды возбуждающего тока. После усилени  с помощью усилител  8 и раздельного детектировани  с помощью фазовых детекторов 10 и 11 синфазной и квадратурной составл ющих (с учетом коэффициентов передачи детекторов, управл емых формирователем 7 совместно с квадратурным фазосдвигакнцим устройством 9) на выходах детекторов 10 и 11 получаютс  напр жени  посто нного тока, пропорциональные синфазной и + А и и квадратурной и составл ющим. Напр жение, пропорциональное синфазной и + ли составл ющей,подаетс  на один вход вычитающего устройства , а на другой его вход подаетс  часть напр жени  квадратурной составл ющей, получаема  с делител  17,  вл ющегос  нагрузкой детектора

i, и равна  ди. На выходе вычитающего устройства получаетс  напр жение U.J , пропорциональное только синфазной составл ющей и независ щее от модул  квадратурной компоненты .

Управл емый переключатель 12 с накопителем 13 и фильтр 14 осуществл ют автоматический зар д и разр д накопител  13 благодар  чему напр жение на выходе фильтра 14 пропорционально синфазной составл ющей, частоте коммутации и емкости накопител .

Интегрирующий преобразователь осуществл ет преобразование в частоту отношени  входных напр жений,одним из которых  вл етс  выходное напр жение фильтра, а другим - напр жение выпр мител , вход которого подключен к источнику переменного тока, благодар  чему напр жение выпр мител  пропорционально амплитуде и частоте возбуждающего пол  так же, как и напр жение фильтра, но не зависит от скорости течени  жидкости.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 470702, кл. G 01 F 1/00, 1972. ,

2.Авторское свидетельство СССР № 605093, кл. G 01 F 1/00, 1975 (прототип).

5