Электромагнитный расходомер

Союз Советских,Социалистических1 ввснублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.05. 79 (21) 2760970/18-10 (51)М. Кл. С 01 Р 1/60С 01 Г 25/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 154) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР Изобретение относится к бесконтактному измерению расхода электропроводящих сред.Известны электромагнитные расходомеры, состоящие из индуктора бегущего магнитного поля с двумя группами катушек, источника питания, приемного индуктора и измерительнойсхемы 11Недостатком этих расходомеров является невысокая точность измерения и сложность их градуировки.Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие индукторы с двумя группами трехфазных обмоток, подключаемых через трехпозиционный переключатель к трехфазному источнику питания. Индикаторные катушкичерез усилитель и фазовый детектор соединены с индикатором. Трех- позиционный, переключатель в каждой из позиций подключает соответственно каждую из обмоток в отдельности и обе обмотки одновременно 12.Нецостатками таких расходомеров являются низкий уровень полезной ЭДС от вторичного поля по сравнению с ЭДС от первичного поля при поочередном подключении каждой из трехфазных обмоток, что снижает точность измерения полезной ЭДС, резкое изменение нагрузки источника питания при подключении обмоток в отдельности и вместе, что осложняет принципиально необходимую стабилизацию токов питания.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в электромагнитном расходомере, содержащем индуктор с двумя трехфазными обмотками, создающими встречно-бегущие магнитные поля, источник питания, переключатель, ин дикаторные катушки и измерительнуюсхему, содержащую последовательно включенные фазовый детектор и индикатор, переключатель выполнен двух- позиционным с основными и дополни тельными контактами, в измерительную схему введены схема компенса,ции, второй двухпозиционный переключатель, фазовращатель и квадратурный блок, при этом первый двух- позиционный переключатель основными контактами соединяет трехфазные обмотки с источником питания, а дополнительными контактами в .индикаторные катушки с сигнальным входом 30 фазового детектора непосредственноили через второй двухпозиционныйпереключатель соединяет фаэовращатель, подсоединенный к источникупитания, с опорным входом фазовогодетектора непосредственно или черезквадратурный блок.На чертеже изображена блок-схемаиндукционного электромагнитногорасходомера.Расходомер состоит из двух (либоодного)индуктора 1 с двумя трехфазны" (Оми обмотками 2 и 3 (условно показана одна Фаза), создающими встречнобегущие магнитные поля, В зазоремежду индукторами расположена электропроводящая среда 4. Обе трехфазные обмотки 2 и 3 подключены к источ- )5нику 5 питания через контакты,б двухпозиционпого переключателя 7, Индикаторные катушки устанавливаются наиндукторах 1 в таком месте, где приодном положении переключателя поля, 2)создаваемые обеими обмотками, находятся в противофазе (ноль индукции)а в другом положении - синфазны (максимум индукции), Индикаторные катушки 8 через дополнительные контакты9 того же двухпозиционного переключателя 7 соединены со схемой 10 компенсации и Фазовым детектором 11,причем в одном положении двухпозиционного переключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаются ко входусхемы компенсации 10, а его выходко входу Фазового детектора 11, вдругом положении переключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаютсянепосредственно ко входу фазовогодетектора 11. Выход фазового детектора соединен с индикатором 12 расходомера. Опорное напряжение на схему10 компенсации подается непосредственно с источника 5 питания. Вход 40опорного напряжения фазового детектора 11 соединен с источником 5 пи-.тания через фазовращатель 13, двухпоэиционный переключатель 14 и квадратурный блок 15, 4Расходомер работает следующим образом,При отсутствии в зазоре измеряемой среды переключатель 7 и переключатель 14 устанавливают в положение 1, При этом контакты б реализуют согласное подключение обеих трехфазных обмоток 2 и 3 к источнику 5питания, в этом случае поля от обеих.обмоток в месте расположения индикаторных катушек суммируются, в индикаторных катушках наводится максимальная ЭДС от суммы прямых полей обеих обмоток. В положении 1 переключателя 14 опорное напряжение на фазовый детектор 11 подается от источни- дка 5 питания через фаэовращатель 13,минуя квадратурный блок 15. Регулируяфазу опорного напряжения фазовращателем 13 до квадратуры с прямой ЭДСдобиваются нулевых показаний индикатора 12, Затем переключатель 14 переводят в положение 11, тем самым происходит подключение квадратурного блока 15, который поворачивает фазу опорного напряжения на 90, т.е. делает опорное напряжение синфазнымс прямой ЭДС в индикаторных катушках.Регулированием амплитуд и Фаз схемы 10 компенсации, которая в положении 1 подключена при помощи дополнительных контактов 9 переключателя 7 межцуиндикаторными катушками и фазовым детектором 11, добиваются полной компенсации прямой ЭДС, о чем будут свидетельствовать нулевые показания индикатора 12. Если перевести переключатель 14 снова в положение 1 и ввести в зазор измеряемую среду (неподвижйую), индикатор 12 зафиксирует ЭДС от суммы вторичных полей обеих обмоток, так как в этом случае опорное напряжение Фазового детектора квадратурно ЭДС от прямых полей и синфазно ЭДС от вторичных полей. Таким образом, данное показание индикатора будет градуированным, соответствующим скорости движения среды 2 ГГ, где- полюсное деление индуктора, Г - частота тока питания индуктора, поскольку оно соответствует ЭДС от вторичныхполей, наведенных суперпозицией двухбегущих магнитных полей.Далее переключатель 7 переводят в положение 11, при этом обе обмотки 2 и 3 включены встречно, т,е.в месте расположения индикаторных катушек 4 как первичные, так и вторичные поля от обеих обмоток 2 и 3 находятся в противофазе и в индикаторных катушках ЭДС не наводится. Поскольку в положении 11 переключатели 7 при помощи контактов 9 индикаторные катушки 8 подключаются непосредственно к фазовому детектору 11, минуя схему 10 компенсации, то индикатор 12 зафиксирует нулевое значение. При движении проводящей среды 4, поскольку поля, созданные обмотками, бегут в противоположные стороны, то относительная скорость движения в одноим из полей будет увеличиваться, а в другом - уменьшаться, соответственно величина одного.из вторичных полей будет увеличиваться,а другого уменьшаться, так что в итоге в индикаторной катушке наводится ЭДС, пропорциональная разности относительных скоростей движения среды в обеих полях. В случае, когда среда 4 будет двигаться с синхронной скоростью с одним из бегущих полей и, соответственно, с двойной синхронной скоростью с другим бегущим полем, то сигнал на индикаторе будет равен градуированному сигналу. Таким образом, и ссуществляется градуировка расходомера и его работа.808851 Формула изобретения г НИИПИ Заказ 393/42 Тираж 713 Подписн ППП фПатент", г.ужгород, ул. рП оектнаяТаким образом, расходомер имеет три режима работы: переключатель 7 положении 1 и переключатель 14вв положении 1 - градуировка ,начал -( ьная настройка фазы опорного); переключатель 7 в положении 1 и переключатель 14 в положении 11 - компенсация; переключатель 7 в положении 1 и переключатель 14 в положении 1 - измерение.Следует отметить, что режим "Компенсация" является дополнительно ежимом контроля правильности работы режрасходомера, как при наличии в зазоре неподвижной измеряемой среды, так и при еее движении, В этом режиме любые уходы фазы сигнала должны компенсироваться до нулевого сигнала на выходе индикатора. Электромагнитный расходомер, содержащий индуктор с двумя трехфазными обмотками, создающими встречно- бегущие магнитные поля, источник питания, и рпереключатель, индикаторные катушки и измерительную схему, содержащую п оследовательно включенные фазовый детектор и индикатор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,переключатель выполнен двухпозиционным с основными и дополнительнымикононтактами в измерительную схемудены схема компенсации, второвведеазовухпозиционный переключатель,вращатель, и квадратурный блок, рг П Иэтом первый двухпозиционный переключатель соединяет основными конгактами трехфазные обмотки с источникомпитания, а дополнительными контактами - индикаторные катушки .с .сигнальным входом фазового детектора не"посредственно или через блок компен 5 сации опорный вход которого соедиФнен с источником питания, второ йдвухпозиционный переключатель соедит фазовращатель, подсоединенныйым вхок источнику питания, с опорнымЯо дом фазового детектора непосредственно или через квадратурный блок.Источники информации,приняи ятые во внимание при экспертизеР1. Авторское свидетельство СССР 497476, кл. 6 01 Г 1/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР б 09973, кл. С 01 Г 25/00, 1977