SU802789A1 - Электромагнитный расходомер счАСТОТНыМ ВыХОдОМ - Google Patents

Description

1

Изобретение отнсх:итс  к области измерени  расхода и количества жидкостей электромагнитньв и расходомерами .

Известны электромагнитные расходомеры с компенсационной схемой преобразовани  выходного сигнала датчика в частоту 1 . Такие схемы сложны , энергоемки и содержат дополнительный канал дл  подавлени  квадратурной помехи.

Известны также электромагнитные расходомеры, в которых частота возбуждени  магнитного пол  равна выходной частоте 2. Такие расходомеры содержат датчик, формирователь магнитного пол , усилитель сигнала датчика, генератор тока треугольной формы, основную и дополнительную схемы сравнени  и cxeNty управлени  генератора, выход которого подключен к входу генератора тока, а вход - к выходам сравнивающих устройств . Мощность возбуждени  таких расходомеров при той же чувствительности и згщанной частоте мингалгшьна по сравнению с расходомерами с любыми другими формами тока возбуждени . Соответственно выбрав скорость изменени  тока возбузвдени , трансформаторную помеху можно сделать ничтожной.;

Недостатком такой схекш  вл етс  принципиальна  невозможность измерени  малых и знакопеременных расходов . Это св зано с тем, что при малым расх(здг|м полезный сигнал датчика мал и за измерительный полупериод не успевает достичь значе0 ни  опорного напр жени . В то же врем  уменьшать опорное напр жение невозможно из-за помех, возникающих как в датчике, так в линии передачи. При изменении же знака

5 расхода, т.е. в том случае, когда мен етс  направление.потока жидкости , разность между полезным сигналом и опорным напр жением не уьюньшаетс , а растет, и измерение принципиально невозможно.

Целью изобретени   вл етс  расширение функционгшьных возможностей электромагнитных расходомеров с частотным выходсм. .

5

Это достигаетс  тем, что злектромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, формирователь магнитного пол , усили1тель сигнгша датчика, генератор

0 тока треугольной формы, схему управлекк  генератором, основную и дополнительную схемы сравнени , выходы которых присоединены к входу схемы управлени , и источник опорного напр жени , снабжен имитатором полезного сигнала датчика, а основна  схема сравнени  выполнена состо щей из трехвходового суммирующего усилител  и порогового устройства, причем к первому входу суммирующего усилител  подключен выход усилител  сигнала датчика, к второму входу подключен выход источника опорного напр жени , к третьему входу - выход имитатора сигнала датчика, а выход суммирующего усилител  подключен к входу порогового устройства.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства .

Датчик 1 содержит немагнитную трубу с электродами, сигнал с которых поступает на усилитель 2 сигнала датчика. Выход усилител  2 подключен к одному из входов суммирующего усилител  3. Второй вход усилител  3 подключен к источнику 4 опорного напр жени , выполненного в виде обмотки, размещенной поверх обмотки возбуждени  формировател  5 магнитного пол . Третий вход усилител  3 подключен к имитатору б полезного сигнала, а выход усилител  3 к пороговому устройству 7.

Выходда порогового устройства 7 и дополнительной схемы сравнени  8 подключены к схеме управлени  9, выход которой соединен с генераторо 10 тока треугольной форлвл, К генератору 10 подключена катушка формировател  5 магнитного пол , имитатор б и дополнительна  схема сравнени  8.

Устройство работает следующим образом.

В момент включени  начинаетс  измерительный полупериод. При этом VOK в катушке формировател  5 магнитного пол  и, следовательно, индукци  магнитного пол  в датчике 1 начинает линейно возрастать. Одновременно начинает линейно возрастат выходное напр жение имитатора б, в простейшем случае представл ющего собой сопротивление, на котором вьщел етс  напр жение, пропорциональное току возбуждени . Скорость его изменени  npoffopiwовальна скорости BO изменени  индукции магнитного пол . Сигнал имитатора бидч (К - коэффициент пропорциональности , t - врем ). Этот сигнал поступает на третий вход думмирующго усилител  3. На второй его вход поступает опорное напр жение с источника 4, имеющее знак, обратный знаку сигнала имитатора, и значение , пропорциональное скорости изменени  индукции магнитного пол : е f 2 .коэф,фициент пропорциональности ). На первый вход усилител  3 поступает напр жение с выхода усилител  2 сигнала датчика . Если усилитель 2 снабжен фильтром низких частот, отдел ющим полезный сигнал датчика от электродных потенциалов, то его выходной сигнал е,,| пропорционален полезному сигналу датчикаle K Bpdvt(К - коэффициент пропорциональности,d - рассто ние между электродами,V - скорость потока жидкости). В зависимости от напраг лени  потока его знак совпгщает со знаком сигнала имитатора или противоположен ему. На выходе суммирукнцего усилител  3 возникает сигнал , пропорциональный сумме входных напр жений с отрицательным знаком. ЕсЯИ К - коэффициент усилени  усилител  3, то его выходное напр жение будет V,Bol(-,,d)tj,

Пороговое устройство 7 срабатывает в момент равенства напр жени 

и 2 нулю и своим ВЫХОДНЕФ СИГНаЛОМ

переключает схему управлени  9 генератора в обратный полупериод. Сигнал , поступающий из схемы управлени  9 в этот момент на генератор 10 тока треугольной формы, мен ет направление изменени  тока возбуждвни  на обратное. Ток возбуждени  начинает линейно убывать. В момент равенства тока возбуждени  нулю срабатывает дополнительна  схема сравнени  8. Ее выходной сигнал переключает схему управлени  9, котора  оп ть мен ет направление изменени  выходного тока, генератора 10. Вновь начинаетс  измерительный полупериод . Если считать, что измерительный полупериод начинаетс  в мрмент и заканчиваетс  в момент t t( , когда Ua « О, то  лнтельность измерительного полупериода t

ka

и

Длительность обратного полупериода to пропорциональна ей: SO (г - коэффициент пропорциональности) Тогда дл  периода преобразовани  справедливо выражение

(, 55 TW - U-KTS

а частота преобразовани  будет выражатьс  следукицим образом

60 f--4f(),v.

где f.

, ц.

VK;)

(

Если скорость потока v равна нулю, частота выходного сигнала будет

равна f . В зависимости от направле ни  потока вкоходна  частота f С5ольше или меньше . Вычита  из выходного сигнала частоту fo , получают информацию о расходе.

Таким образом, в предложенном устройстве можно получить информацию как о малых, так и о знакопеременных потоках, благодар  чему функционгшьные возможности расходомера значительно расшир ютс .

Claims (2)

1.Патент США 3260109, кл. 73194 , 1966.

2.J TOpOKoe свидетельство СССР

0 546781, кл, G 01 F 1/58, 1974 (прототип).

1