Способ измерения коэффициента демпфирования вибрационно частотных преобразователей

) С 01 М 9/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК ико вого ство СС1973. ОЭФФИЦИЕН О-ЧАСТОТ- возбуждего элемен еременным живания ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Московский ордена ТрудКрасного Знамени институт нмической и газовой промышлеим. И.М. Губкина(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯТА ДЕМПФИРОВАНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ путемния колебаний чувствительнта на собственной частотетоком возбуждения и поддер постояннои амплитуды выходного сигнала электромагнитной системы съемапо отклонению амплитуды выходногосигнала системы съема от предварительно заданного постоянного значения амплитуды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем расширенияобласти устойчивости регулированияамплитуды выходного сигнала системысъема, поддерживают постоянное значение амплитуды переменного тока возбуждения и по сигналу, пропорциональному отклонению амплитуды выходногосигнала. системы съема от предварительно заданного постоянного значения амплитуды, изменяют величину постоянного тока подмагничивания электромагнитной системы возбуждения колебаний чувствительного элемента вибрационно-частотного преобразователя.20НеДостатком Данного способа является то, что автоматическое управление возбуждением колебаний чувствительного элемента осуществляется переменным током возбуждения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ, использованный в устройстве для измерения коэффициента демпфирования динамическойсистемы второго порядка. В известном. способе используется автоматическаястабилизация амплитуды выходногосигнала системы съема вибрационногопреобразователя путем изменения амплитуды переменного тока возбужцения, который подают в систему возбуж. а(.Й) = А япай, дения преобразователя Г 23.Недостаток известного способа -узкая область устойчивости автоматического регулирования амплитуды выходного сигнала системы съема, в ре 40зультате чего невысокая помехозащищен,ность характерная для известного спо-.соба снижает точность измерения вибрационного преобразователя.Цель изобретения - повышение точ- и,= /и 7 й . ности измерения путем расширения области устойчивости автоматическогорегулирования амплитуды выходногосигнала системы съема.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измерениякоэффициента демпфирования вибрационно-частотных преобразователей поддерживают постоянное значение амплитуды переменного тока возбуждения ипо сигналу, пропорциональному отклонению амплитуды выходного сигналасистемы съема от предварительно(3) Известно, что возбуждающая колебание сила пропорционально постоянному току подмагничивания 3 ПВ и переменному току возбуждения хЪ(С), частота и фаза которого зависит от вы ходного сигнала системы съема КИ) = К Здьй), (4) 55 Где К В - постоянный коэффициент.Колебания чувствительного элемента 1 на выходе системы 2 съема наводят электрический сигнал, амплитуда 1 10910Изобретение относится к средствам,измерения с помощью вибрационно-частотных преобразователей плотности,расхода и других параметров контролируемой среды и может быть исполь 5зовано в автоматических системахуправления технологическими процессами в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.Известен способ автоматического 10измерения коэффициента демпфированияколебаний и собственной частоты вибрационно-частотных преобразователей,основанный на возбуждении колебанийчувствительного элемента и измере"нии коэффициента демпфирования и собственной частоты, по величине которыхопределяют. параметры контролируемойсреды 13,59 2заданного постоянного значения амплитуды, изменяют величину постоянного тока подмагничивания электромагнитной системы возбуждения колебаний чувствительного элемента вибрационно-частотного преобразователя.На чертеже приведена функциональ"ная схема устройства, работающегопо предлагаемому способу.Устройство состоит из чувствительного элемента 1, электромагнитнойсистемЫ съема 2 и возбуждения 3,усилителя-ограничителя 4, выпрямителя 5, операционного усилителя 6и блока 7 измерения коэффициентадемпфирования,Контролируемая среда взаимодействует с колебаниями чувствительногоэлемента и вызывает изменение коэффициента демпфирования и собственнойчастоты колебаний,Уравнение движения чувствительного элемента вибрационно-частотногопреобразователя имеет видИа + 21 с а + 1 са = й(й), (1))где М - масса колебательной системы,ад- коэффициент демпфированияколебаний;Е- коэффициент упругости чувст"вительного элемента;Г(С) - возбуждающая сила. Решение уравнения (1) в установившемся режиме имеет вид где А и м - амплитуда и частота колебаний. Чувствительный элемент совершает колебания на собственной частоте 4 м= = мс, которая зависит от коэффициента упругости чувствительного элемента и массы системы(9) 30 Составитель В. ВощанкинРедактор И. Ковальчук Техред В.Далекорей Корректор В, Бутяга Заказ 3073/40 Тираж 823ВНИИПИ ГосударсФвенного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 которого пропорциональна скоростиколебаний чувствительного элемента где Пс Е А и - амплитуда выходногосигнала системы 10Сигнал (5) поступает на выпрямитель 5 и усилитель-ограничитель 4, на выходе которого переменный ток возбуждения имеет следующий вид: где 3 = сопзй - постоянная амплиту 6да переменного токавозбуждения. С выхода выпрямителя 5 сигнал, 20несущий информацию об амплитуде 11выходного сигнала системы съема, по-ступает на первый вход операционногоусилителя 6, на другой вход которогоподается постоянное напряжение 0 = 25сопей.Величина тока подмагничивания навыходе операционного усилителя 6имеет вид пе = "(Пс "О) фгде 1 с - постоянный коэффициент,Переменный ток возбуждения (6) и постоянный ток подмагничивания (7) подаются в систему 3 возбуждения.Амплитуда выходного сигнала системы съема 11 с пропорциональна величине тока подмагничивания 3 й обратно пропорциональна коэффйциенту демпфирования Е40 21 с(8)4Увеличение коэффициента демпфирования 1 вибрационно-частотного преА образователя, вызванное возрастанием 4 плотности или массовбго расхода контролируемой среды, приводит к уменьшению сигнала съема П , что ведет к возрастанию тока подмагничивания Л в соответствии с зависимостью (7).пьУвеличение тока подмагничивания Л вызывает возрастание аМплитуды . сигнала съема Ус до предварительно заданной амплитуды По.Таким образом, амплитуда выходного сигнала съема автоматически поддерживается постоянной Пс = сопзй.Получают следующую формулу измерения коэффициента демпфирования по величине тока подмагничивания, который подают в блок 7 измерения коэффициента демпфирования; Предлагаемый способ по сравнениюс известными обеспечивает повышенную точность измерения путем расширения области устойчивости автоколебаний вибрационно-частотного преобразователя как в малых значениях амплитуд колебанийчувствительного элемента в силу возрастания тока подмагничивания 3 , так и в больших вслед.ствие того, что автоматически поддерживают постоянное значение амплитуды;переменного тока возбуждения Зе. Использование предлагаемого спосо 1ба по сравнению с известными обеспечивает возможность контроля и регистрации массового расхода и плотности . нестационарных пульсирующих потоков газожидкостных смесей с высокими скоростями изменения параметров контролируемой среды; унификацию и упрощение вторичной электронной аппаратуры за счет исключения из схемы нелинейных блоков умножения.