Электромагнитный расходомер

Союз Советских Социавктическик Ресвубаик(22) Заявлено 30.03.79 (23) 2745947/18-10 5 М Кз с присоединением заявки Мо(23) Приоритет О 01 Г 1/58 Государственный квинтет СССР по делам нэобретеннй н открытнйДата опубликования описания 30 . 01. 81 Рг) Двторь изобретени Г.С. Абрамов, А.В.Барычев, А,К. М.И. Зимин и И.И. Винштейн ектрон" 1) Заявитель(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕ я к средствамстей и можетостроении цифмирователь соединен с выходом источника, интегрирующий преобразователь напряжения в частоту, дополнительный фазовый детектор., фазосдвигающее устройство, управляющее двухполюсным переключателем, накопительный элемент и фильтр, причем выход формирователя соединен с входом управления двухполюсного переключателя и через фазосдвигающее устройство с входом управления дополнительного фазового детектора, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - ко входу интегрирующего преобразователя напряжения в частоту, второй вход кбторого через фильтр и один из контактов переключателя соединен с накопительным элементом, который через второй контакт переключателя. соединен с выходом основного фазово Го детектора 2). В таком расходомере осуществляется преобразование отношения синфазной и квадратурной компонентов в частоту по формуле Известны электромагнитные расходомеры с частотным выходом, в которых для уравновешивания синфазной и квадратурной составляющих выходного сигнала используются статические или астатические регулирующие устройства 1 1.Существенным недостатком этих . устройетв является необходимость выполнения дополнительного преобразования для получения частотного выходного сигнала и, кроме того, процесс измерения расхода совершается с дополнительной погрешностью от изменения модуля квадратурной составляющей..Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие последовательно включенные источник переменного тока, первичный преобразователь с настроенной на частоту источника обмоткой возбуждения и двумя электродами, усилитель напряжения переменного тока, фазовый детектор, вход управления которого через форгде Изобретение относи змерения расхода жид ыть использовано при овых расходомеров. частота, пропорциональная измеряемому расходу;- коэффициент преобразования.Недостаток известного устройства проявляется при измерении расходов на реальных объектах, когда фазовый сдвиг между квадратурной и синфазнойо составляющими отличен от 90 , вследствие чего при фазочувствительном выделении синфазной составляющей появляется ошибка АО, величина которой пропорциональна величине Фазового сдвига между синфазной и квадратурной составляющими и модулю квадратурной составляющей5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55(2) А О = а О 2,. где а - коэффициент пропорциональности.Кроме того, в процессе измерения расхода реальных жидкостейпри стабильном фазовом сдвиге меняется модуль квадратурной составляющей от изменения электропроводности жидкости, ее температуры. Таким образом, изменение модуля квадратурной составляющей приводит к изменению ошибки АО, выделения синфазной составляющей и, следовательно, ошибки измерения расходомера в целом и формула (1) примет вид О + дО О(3) бО 65 Цель изобретения - повышение точности измерения расхода за счет исключения влияния изменения модуля квадратурной составляющей в тракте преобразования сигнала первичного преобразователя и обеспечения независимости измерений от физических свойств измеряемой среды.Поставленная цель достигается тем, что известный расходомер, содержащий последовательно включенные источник переменного тока, первичный преобразователь с настроенной на частоту источника обмоткой возбуждения и двумя электродами, усилитель напряжения переменного тока, нагрузкой которого являются параллельно включенные основной и дополнительный Фазовые детекторы, двухполюсный переключатель с накопительным элементом, формирователь, вход которого соединен с источником, а выход соединен с управляющими входами двухполюсного переключателя основного фазового детектора и через фазосдвигающее устройство с управляющим входом дополнительного фазового детектора, ,фильтр и интегрирующий преобразователь напряжения в частоту, вход которого через фильтр.и один из контактов переключателя соединен с накопительным элементом, снабжен выпрямителем, вычитающим устройством иделителем, причем вход выпрямителясоединен с источником, выход выпрямителя - со вторым входом интегрирующего преобразователя, один входвычитающего устройства соединен свыходом основного фазового детектора,второй вход вычитающего устройствачерез делитель соединен с выходомдополнительного фазового детектора,а выход - со вторым контактом двухполюсного переключателя,На чертеже представлена блоксхема электромагнитного расходомера.Устройство содержит источник 1переменного тока, первичный преобразователь 2 с подстроечным конденсатором 3, обмоткой 4 возбуждения и электродами 5 и б, формирователь 7, усилитель 8, фазосдвигающее устройство 9, основной 10 идополнительный 11 фазовые детекторы,двухполюсный переключатель 12 снакопительным элементом 13,фильтр14, интегрирующий преобразователь15 напряжения в частоту, выпрямитель 16, делитель 17 и вычитающееустройство 18.Расходомер работает следующимобразом.По обмотке 4 первичного преобразователя, настроенной с помощью конденсатора 3 в резонанс на частотуисточника 1, протекает ток возбуждения, наводящий в движущейся жидкостиЭДС между электродами 5 и б,определяемую конструкцией первичногопреобразователя, скоростью теченияжидкости и амплитудой возбуждающеготока. Кроме полезной ЭДС на электродах индуцируется сопутствующая ейквадратурная составляющая, котораяне зависит от скорости течения жидкости, но зависит от ее параметров,и также от конструкции преобразователя и амплитуды возбуждающего тока.После усиления с помощью усилителя 8 и раздельного детектирования спомощью Фазовых детекторов 10 и 11синфазной и квадратурной составляющих (с учетом коэффициентов передачидетекторов, управляемых формирователем 7 совместно с квадратурным Фаэосдвигающим устройством 9) на выходах детекторов 10 и 11 получаютсянапряжения постоянного тока, пропорциональные синфазной О + ь Ои квадратурной О . составляющим.Напряжение, пропорциональное синфаз ной О + А Осоставляющей, подается на один вход вычитающего устройства, а на другой его вход подается часть напряжения квадратурной составляющей, получаемая с делителя 17, являющегося нагрузкой детектора800651 25 Формула изобретения ИПИ Заказ 10396/48 Тираж 713 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11, и равная Ь 0. На выходе вычитающего устройства получается напряжение О 1, пропорциональное толькосинфазной составляющей и независящее от модуля квадратурной компоненты. 5Управляемый переключатель 12 снакопителем 13 и фильтр 14 осуществляют автоматический заряд и разряд накопителя 13, благодаря чемунапряжение на выходе фильтра 14 пропорционально синфазной составляющей,частоте коммутации и емкости накопителя.Интегрирующий преобразователь осуществляет преобразование в частотуотношения входных напряжений, одним 15из которых является выходное напряжение фильтра, а другим - напряжениевыпрямителя, вход которого подключен к источнику переменного тока,благодаря чему напряжение выпрямителя пропорционально амплитуде н частоте возбуждающего поля так же, каки напряжение фильтра, но не зависитот скорости течения жидкости,Электромагнитный расходомер, содержащий последовательно включенные источник переменного тока, первичный преобразователь с настроенной на частоту источника обмоткой возбуждения и двумя электродами, усилитель напряжения переменного тока, нагруз 35 кой которого являются параллельновключенные основной и дополнительныйфазовые детекторы, двухполюсный переключатель с накопительным элементом,формирователь, вход которого соединенс источником, а выход соединен суправляющими входами двухполюсногопереключателя основного фазового де,тектора и через фазосдвигаацее устройство с уйравляющим входом дополнительного фазового детектора, фильтр.и интегрирующий преобразователь на-пряжения в частоту, вход которогочерез фильтр и адин. иэ контактов переключателя соединен с накопительныМэлементом, о т л и ч а ю щ и й с атем, что, с целью повышения. точносдФизмерения, он снабжен выпрямителеи,вычитающим устройством и делителем,причем вход выпрямителя соединен систочником, выход выпрямителясовторым входом интегрирующего преобразователя, один вход вычитающегоустройства соединен с выходом основного Фазового детектора, второй входвычитающего устройства через делитель соединен с выходом доцолнительного фазового детектора, а выходсо вторым контактом двухполюсногопереключателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 470702, кл. 6 01 Г 1/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССРР 605093, кл, 6 01 Р 1/00, 1975