SU916990A1 - Электромагнитный расходомер с частотным выходом - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

I

Изобретение относитс  к измepeниlв расхода и количества жидкостей электромагнитным методом.

Известны электромагнитные расходомеры с частотным выходом с компенсационной схемой преобразовател  сигнала датчика в частоту. Они содержат два канала преобразовани , в каждом из которых имеютс  фазовые детекторы , преобразователи напр жение-частота и частота-напр жение с соответствующими фильтрами ГП.

Однако схемы таких расходомеров сложны. Они возбуждаютс  промьшшенной частотой, поэтому дл  возбуждени  требуетс  значительна  мощность. При промышленной частоте имеетс  до вольно значительна  трансформаторна  помеха, дл  подавлени  которой необходим дополнительный канал.

Известны также электромагнитные iрасходомеры с частотным выходом, содержащие датчик, усилитель сигнала датчика, обмотку возбуждени  магнит-

нбго ПОЛЯ, генератор, тока треугольной , два сравниваю1цих устройства , устройство управлени  генератором , преобразователь напр жение период и амплитудный детектор, причем датчик через усилитель сигнала датчика подключен к входу первого сравнивающего устройства, выходы обоих сравнивающих устройств подключены к последовательно соединенным устройству управлени  генератором, генератору тока треугольной формы и обмотке возбуждени  магнитного пол , входы второго сравнивающего устройства и амплитудного детектора подключены к обмотке возбуждени  магнитного пол , а выход амплитудного детектора подсоединен к преобразователю напр жение-период L21.

Claims (2)

1. Основным недостатком таких расходомеров  вл етс  узкий диапазон рас- ходов в котором измерение производитс  с минимальной погрешностью. Так, если такой электромагнитный расходомер расчитан на некоторый мини мальньпЧ расход при измерении которого погрешность из мерени  не будет превышать заданной величины, то отношение максимального и минимального расхода в диапазоне которы погрешность не рйстет, обычно не пре вышает 3-4. При дальнейшем увеличени этого отношени  по вл етс  нелинейность характеристики (fi). также начинает резко возрастать погрипность измерени . Это св зано с тем обсто тельством, что со значительным ростом измер емого расхода очень уменьшаетс  амплитуда иц ук19Ш магнитного пол , а, тем самым, и тока возбуждени . При этом резко возраст ет вес погрешностей из-за инерционности переключени  направлени  изменени  магнитного пол  и из-за деист ВИЯ различных помех. Цель изобретени  - увеличение точ ности измерени  в широком диапазоне измер емых расходов. Указанна  цель достигаетс  тем, что электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержалщй дат;чик , усилитель сигнала датчика, обмо ку возбуждени  магнитного пол , два сравнивающих устройства, генератор тока треугольной формы и устройство управлени  генератором, причем датчи через усилитель сигнала датчика подключен к первому сравнивающему устройству , а выходы обоих сравнивающих устройств подключены к последова тельно соединенным устройству управлени  генератором, генератору тока треугольной форма и обмотке возбуждени  магнитного пол , дополнительно снабжен двум  компараторами, интегра тором, управл е1 « 1М делителем опорного напр жени , переключателем диапазонов делителем выходного сигнала интегратора и делителем частоты, причем первые входы обоих компараторов подклоочены к аыходу усилител  сигнала датчика, выход интегратора подключен к второму входу первого компаратора и через делитель выходного сигнала интегратора - к второму входу второго компаратора, выходы обоих компараторов подключены к пере ключателю диапазонов, один вькод которого через управл емый делитель на пр жени  подключен к второму входу первого сравнивающего устройства и к входу интегратора, а второй выход к управл кмдему входу делител  частоты , сигнальный вход которого соединен с выходом первого сравнивающего устройства, вход второго сравниваю-, чего устройства соединен с генератором тока треугольной формы. На чертеке приведена функциональна  схема расходомера. Расходомер, сострит из датчика i, электроды которого подключены к усилит ejDo 2 сигнала датчика, выход которого подключен к первому сравиивакщему устройству 3. Магнитное ноле в датчике создает обмотка 4 возбуждени  магшггного пол , подключенна  к генератору 5 тока треугольной ), вход которого соединен с устройством управлени  генератором 6. Ко входу последнего подключены выходы первого 3 и второго 7 сравнивающих устройств, П|дачем вход устройства 7 пр соек нвн к генератору 5 тока треугольной формы. Опорное напр жение устройства 3 задаетс  yпpaвл e ffiдм делителем 8 опорного напр жени , вход которого присоединен к переключателю 9 диапазонов, Кр входам последнего подключены выходе первого компаратора 10 и второго компаратора i I. Цервый вход первого компаратора 10 подключен к интегратора 12, подключенного своим входом к выходу управл емого делител  8 опорного напр жени . Первый вход второго компаратора I1 подключен к выходу интегратора 12 через делитель выходного сигнала интегратора 13, а вторые входы обоих компараторов 10 и П подключены к выходу усилител  2 сигнала датчика . К выходу сравнивающего устройства 3 подключен делитель частоты 14 управл ющий вход которого подсоединен к переключателю диапазонов 9, а выход  вл етс  выходом расходомера. Расходомер работает следующим образом . В момент включени  расходомера ток на выходе генератора 5 тока треугольной формы начинает линейно возрастать . При этом линейно растет магнитное поле в датчике 1 и полезный сигнал на е,.го электродах, а также на выходе усилител 
2. 2. Это - измерительный полупериод. В момент достижени  выходным сигналом усилител  2 опорного напр жени  la , равного выходному сигналу управл емого делител  опорного напр жени  8, срабатывает первое сравнивающее устройстЬо 3, Оно воздействует на устройство управлени  генератором 6, которо переключает схему расходомера на об ратный полупериод. При этом ток на выходе генератора 4, магнитное поле в датчике, полезный сигнал на элекг тродах датчика и сигнал на вьпсоде усилител  2 линейно убывают. В момент достижени  выходным током генератора 4 нулевого значени  (при этом полезный .сигнал датчика и сиг- нал на выходе усилител  2 тоже равны- нулю| срабатывает второе сравнивающее устройство 7, которое воздействует на устройство управлени  генератором 6, а последнее вновь переводит схему расходомера в измерительный полупериод. Частота f сра батывани  сравнивающего устройства 3, равна  частоте генератора 5, т.е частота возбуждени , будет пр мо пропорциональна расходу (J и скорости изменени  тока треугольной формы 3fe и обратно пропорциональна опорному напр жению Q : f где К - коэффициент пропорциональности . Если коэффициент делени  делител  частоты 14 в данном положеНИИ переключател  9 диапазонов равен п , то выходна  частота делител  14,  вл юща с  выходной частотой расходомера, будет f6e, . Переключатель 9 диапазонов мен ет свое состо ние когда срабатывает первый 10 или второй 11 компаратор. При этом Одновременно мен етс  козф фициент делени  г делител  частоты 14 и делител  8 опорного напр же ни . При этом lo -гг, где Eo const. Первый компаратор 10 срабатывает, если крутизна изменени  сигнала на: выходе усилител  2 больше, чем на в ходе интегратора 12. При его срабатывании коэффициент п уменьшаетс . Второй компаратор И срабатывает, если крутизна изменени  сигнала на выходе усилител  2 будет меньше, че на выходе делител  13. П|)и зтом коэ фициент п увеличиваетс . Крутизна изменени  сигнала на вы ходе усилител  2 пропорциональна из р емому расходу. Поэтому дл  данного диапазона измерений порог срабатывани  первого компаратора 10, определ ющий максимально возможную крутизну сигнала усилител  2 опреде л ет максимальный расход Цтач порог срабатывани  второго компаратора I1, определ ющий минимальную крутизну - минимальный расход О.шг Коэффициент делени  rt; делител  13 определ ет отношение максимального и минимального расходов, .еь в диапазоне. Если Д® Ли const, ,2,3.,. - номер диапазона , то при переключешш устройства с одного диапазона в соседний Qtrrt и Ц««, соответственно, увеличатс  в Па раз, если срабатывает первый компаратор 10, и уменьшаетс  в п раз, если срабатывает второй компаратор 1. При зтом их отношение ГП останетс  неизменным. Дл  прав ильной работы схемы необходимо выполнение уело- Ви  m п . Подставив в выражение дл  fiSftx значение f и при этом учитыва , что to Ti° получаем, что выходна  V 7 Q частота f6( пропорциональна расходу жидкости, причем передаточна  функци  расходомера не зависит от диапазона, в котором производ тс  измерени . . . Предлагаема  схема устройства позвол ет значительно распшрить диапа зон расходов, измер емых с погреш- ностью, не превышающей заданнун5. Дей- ствительнй. Ведь во всех диапазонах Незй-висимо от значени  п значение частоты срабатывани  первого, сравнивающего устройства 3, а следовательно , и выходной частоты генератора 5 лежит в одних и тех же пределах , причем . Это происходит потому, что при переключении соседних диапазонов нар ду с увеличением или уменьшением и Цггкхч в Otj раз происходит соответствующее увеличение или уменьшение в раз значени  IB . Поэтому имеетс  возмож- ность выбрать диапазон частот, а,тем самым, и скорость изменени  выходного тока генератора 5 таким, при котором погрешность дл  измерени  будет минимальной при сохранении оптимальности других параметров расходомера . Если при каком-то самом минимальном расходе Цгг|(л mw обеспечена заданна  погрешность измерени , то, примен   предлагаемую схему расходомера с автоматическим переключением диапазонов, можно расширить диапазон расходов, измер емых с заданной погрешностью в любое необходимое количество раз. Формула изобретени  Электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий дат