Электромагнитный расходомер с частотным выходом

 

ОIl ИСАНИЕ 9о1В27

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз .Советскик

Социалистические рес убп (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 24.04 80 (21) 2916571/18-10 (5! )М. Кл.

G 01 F 1/60 с присоединением заявки М (23) Приоритет фвударстевииый комитет

СССР по делам изееретеиий и открытий (53@i AK 681 12: !

:538.52(088.8) Опубликовано 30. 01. 82 ° Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30.0 1.82 (72) Авторы изобретения

Р, С. Вай касас, И. -А.А. Вирбали с и Е.П. Мимшта

Каунасский политехнический институт им;Антанаса

Снечкуса ч (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР С ЧАСТОТНЫМ

ВЫХОДОМ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для из" мерения расхода жидкости электромагнитным способом с аналого-цифровым преобразованием расхода жидкос»

5 ти.

Известен электромагнитный расходомер с компенсационной схемой преобразования сигнала датчика в частоту, который содержит датчик, катушку. возбуждения магнитного поля, усилитель и два идентичных канала преобразования, в каждом из которых имеются фазовые детекторы, . преобразователи на пряжение - частота и частота - напряжение с соответствующими фильтрами f13 .

Однако схема такого расходомера сложна. Магнитное поле возбуждается в нем прои шленной частотой, поэтому для возбуждения требуется значительная полная мощность. -При промышленной частоте имеется довольно значительная трансформаторная поме" ха, для подавления которой и приме няется дополнительный канал.

Известен электромагнитный расходомер с частотным выходом, частота возбуждения которого равна выход" ной частоте, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, последовательно соединенные схему управления, генератор тока треугольной формы и катушку возбуждения магнитного поля датчика, и первую и вторую схемы сравнения, выходы ко" торых подключены ко входу схемы управления. При низкой частоте возбуждения существенно снижаются полная мощность и трансформаторная помеха $2) .

Недостатком известного расходомера я вляет ся низ кое быстродей ст ви е измерения. Ввиду флюктуации мгно" венного значения расхода и нестабильност и электродных потенциалов каждый период выходного сигнала расходомера определяется с некото3 90 рой погрешностью. Однако, так как эти погрешности чисто случайные и некоррелированные между собой, то суммарная относительная погрешность определения частоты по формуле =- -, где Т„ - эталонный

Та промежуток времени, Й - количество импульсов, появившееся на выходе расходомера за этот промежуток, будет B QN раз меньше, Так как наиболее выгодным как с энергетической, так и с метрологической точки зрения является диапазон частот возбуждения ниже промышленной частоты, необходим достаточно большой образцовый промежуток времени

Т для получения информации а расходе с.заданной точностью.

Цель изобретения - увеличение быстродействия измерения расхода при заданной точности.

Указанная цель достигается тем, что в электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, посл едов ат ел ь но с оеди не нные схему управления, генератор тока треугольной формы, катушку возбуждения магнитного поля датчика, и первую и вторую схемы ср а внения, выходы которых подключены ко входу схемы упр1авления, дополнительно введены и схем сравнения и сумматор импульсов, при чем входы первой и и введенных схем сравнения соединены с выходом усилителя сигнала датчика, вход второй схемы сравнения соединен с генератором тока треугольной формы, а выходы всех схем сравнения соединены с сумматором импульсов.

Структурная схема расходомера представлена на чертеже.

Расходомер состоит из датчика 1, к электродам которого подключен усилитель 2 сигнала датчика. Магнитное поле в датчике 1 создается катушкой 3 возбуждения магнитного поля, подкпюченной к выходу генератора 4 тока. треугольной форель, вход которого подключен к схеме управления. Ко входу последней подключены выходы первой схемы 6 сравнения и второй схемы 7 сравнения, вход которой подключен к генератору 3 тока треугольной форм, . Выхо дом расходомера является сумматор 8 импульсов, ко входу которого подсоединены выходы всех схем 6,7,9-1, 9-2,. «9-и сравнения. Входы схем

1827

6, 9-1, 9-2,...,9" п сравнения присоединены к выходу усилителя 2 сигнала датчика, Устройство работает следующим об5 разом.

В момент включения ток на выходе генератора 4 тока треугольной формы начинает линейно расти. При этом линейно растет также индукция магнитного поля в датчике 1, полезный сигнал на его электродах и сигнал на выходе усилителя 2 сигнала датчика. В момент достижения сигналом на выходе усилителя значения

Е,, где Ео - порог срабатывания первой схемы б сравнения, последняя срабатывает, воздействуя на схему 5 управления, которая, в свою очередь, переключает направление изменения тока на выходе генератого ра 4 тока треугольной формы. Ток начинает линейно убывать до тех пор, пока его значение становится равным нулю. В этот момент срабатывает г5 вторая схема 7 сравнения и воздействует на схему 5 управления, которая вновь переключает генератор 4.

Частота изменения тока треугольной формы пропорциональна расходу жидкости зо

Ьо =с, Q, Ео

4О

55 где Q - расход, 1

Ь, — скорость изменения магнитного поля, пропорциональная скорости изменения тока треугольной формы, константа.

Пороги срабатывания схем 9-1,9-2...,9-п сравнения выбраны равны" ми F, „"„, где к=1,2...n-.íîìåð схемы 9 сравнения, В каждый период все схемы 9 сравнения срабатывают по два раза: при росте сигнала на выходе усилителя 2 от 0 до Е и при убывании этого сигнала от Е, до О.

Если расход жидкости в течении одного периода Т постоянен, то интервал времени между срабатываниями соответствующих схем сравнения будет составлять —, где n - -количестг во схем 9 сравнения в схеме расходомера. На выходе сумматора 8 импульсов будут поя влят ься импульсы, воз никающие на выходах всех схем сравнения, поэтому частота повторения импульсов на выходе последнего будет составлять 2и в, где Гв - часФормула изобретения

Составитель С.Лебедев

Редактор E.Äè÷èíñêàÿ Техред C. Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 12356/49 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ЮЮЮЮ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 тота тока треугольной форию, являющаяся частотой возбуждения датика.

Предлагаемое устройство позволяет повысить выходную частоту в

2п раза по сравнению с известным при той же частоте возбуждения датчика. При этом для получения информации о расходе с той же точностью, что и в известном устройстве, эталонный интервал То, в течении которого определяется количество импульсов, появившихся на выходе расходомера, может быть выбран в 2п раэ короче. Таким образом, быстродейст вие увеличивается в 2 и раэ.

Эле ктромаг нит ный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, последовательно соединенные

901827 6 схему управления, генератор тока треугольной формы, катушку возбуждения магнитного поля, и первую и вторую схемы сравнения, выходы которых подключены ко входу схемы управления, о т л и ч а,ю шийся тем, что, с целью уввличения быстродействия, в него дополнительно введены и схем сравнения и сумматор

HM JlbcoB ° причем Bxo4bl первои и введенных схем сравнения соединены с выходом усилителя сигнала датчика, вход второй схема сравнения соединен с генератором тока треугольной форэм, а выходы схем сравнения соединены с сумматором имлул ьсов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

I. Патент США 11 3260109, кл. 73- 194, ЕН, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

N 546781, кл. G 01 F 1/58, 1974 (прототиг .