Электромагнитный преобразователь расхода

(1 З) А 1 19) 1 б 01 Р СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) п ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторскому свидетельству(71) Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (72) Машкевич МХ; Жданова И.В.(56) Авторское свидетельство СССР М 1117449, 4 л 6 01 Г 1/58,1984.Патент США й 4339958, кп. 6 01 Г 1/00, 1982 (84) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА(57) Изобретение относится к расходометрии и позволяет повысить точность электромагнитного преобразования расхода Блок управления формирует управляющие сигналы с частотой кратной частоте питающей сети. Блок питания индуктора в соответствии с управляющими сигналами формирует симметричные двухполярные импульсы, разделенные нулевыми промежутками, которые через резистор поступают на индуктор первичного преобразователя В счетчике накапливается суммарное число, характеризующее величину измерительного сигнала при положительной и отрицательной полярности питания индуктора При этом время заряда первого интегратора в такте измерения сигнала с электродов первичного преобразователя определяется временем разряда второго интегратора в такте измерения опорного напряжения Результат преобразования пропорционален измеряемому расходу и не зависит от постоянных времени интеграторов. 2 ил.Изобретение относится к расходометрии и может быть использовано е системах контроля и регулирования расхода электро- проводных жидкостей.Цель изобретения - повышение точности преобразования расхода.На фиг. 1 приведена структурная схема электромагнитного преобразователя расхода(ЭПР); на фиг.2 - цременныедиаграммы, поясняющие принцип работы ЭПР.ЭПР (фиг. 1) содержит первичный преобразователь 1, включающий в себя индуктор 2 и электроды 3, 4, Индуктор 2 через резистор 5 подключен к выходу источника 6 питания индуктора. Электроды 3 и 4 подключены к входу первого усилителя 7, а резистор 5 - к входу второго усилителя 8; К входу первого интегратора 9 подключены выходы ключей 10, 11. 12. Входы ключей 10, 11, 12 подключены, соответственно, к выхо, дам усилителя 7, источника 13 положительного эталонного напряжения и источника 14 отрицательного эталонного напряжения.Выход усилителя 8 подключен к входу ключа 15. Выход ключа 15 соединен с выходами ключей 16, 17 и входом интегратора 18, а выходы ключей 16, 17 соединены соответственно с выходами источников 13, 14 положительного эталонного и отрицательного эталонного напряжений. Выходы первого 9 и второго 18 интеграторов подключены к входам соответственно первого 19 и второго 20 компараторов, выходы компараторов 19 и 20 соединены с входами 1 и И блока 21 управления. Выходы 1, И, И 1, 1 Ч, Ч, Ч 1 блока 21 управления соединены с входами управления соответственно ключей 10, 15, 11, 16, 12, 17, выходы ЧИ и ЧИ 1. - с входами 1, И источника питания индуктора 6, выходы 1 Х и Х - с входами обнуления первого 9 и второго 18 интеграторов, вход И блока управления - с выходом генератора опорной частоты 22, выход Х - с входом разрешения счета счетчика 23, счетный вход которого подключен к выходу генератора 22 опорной частоты.ЭП Р работает следующим образом.Блок 21 управления выдает по выходам ЧИ, ЧИ тактирующие импульсы с частотой, кратной частоте питающей сети, поступающие на первый и второй входы блока 6 питания индуктора, временная диаграмма тактирующих импульсов Оти приведена на фиг. 2(см. диаграммы ОЧИ и ОЧИ). Блок 6 питания индуктора формирует соответствии с тактирующими импульсами симметричные двуполярные импульсы, разделенные нулевыми прбМежутками, которые через резистор 5 подаются на индуктор 2 первичного преобразователя 1. Временнаядиаграмма импульсов питания индуктора Опи приведена на фиг. 2. Аналогичную форму имеет сигнал Оизм с электродов 3, 4 и с резистора Й 5.5 В течение интервала времени т 1, кратногопериоду питающей сети, получаемого с помощью генератора 22 и блока 21 управления, вход второго интегратора 18 подключен, например, к источнику 13 положительного эта лонного напряжения через ключ 16,управляемый сигналом с выхода 1 Ч.Сигнал, снимаемый с резистора 5 и возникающий при прохождении тока возбуждения через индуктор 2, усиливается вторым 15 усилителем 8 и через ключ 15, управляемыйсигналом с выхода И, поступает на вход второго интегратора 18 в течение времени т 2.Интервал времени отсчитывается от момента окончания интервала т; до момента 20 срабатывания второго компар: ора 20 припереходе выходного напряже ия интегратора 19 через нуль. Величина интервала времени т 2, которая зависит от тока,25 30ю 35 40 45 50 55 протекающего через резистор 5, должна быть кратной периоду сетевого напряжения. В частном случае интервал т 2 может быть установлен равным интервалу 11,В течение интервала времени т 2 измерительный сигнал с электродов 3, 4 через ключ 10, управляемый сигналом с выходаблока 21 управления, подается на вход первого интегратора 9. По окончании интервала т 2 к входу интегратора 9 подключается источник 13 положительного эталонного напряжения через ключ 11, управляемый сигналом с выхода И блока 21 управления. Этот сигнал остается подключенным к входу интегратора 9 в течение интервала времени тз до момента перехода через нуль выходного напряжения интегратора 9 и срабатывания компаратора 19. Временной интервал тз определяется величиной измерительного сигнала с электродов 3, 4 характеризующего величину расхода.В течение интервала 1 з с выхода Х блока 21 управления на вход разрешения счета счетчика 23 поступают импульсы и счетчик подсчитывает число импульсов с выхода генератора 22.Аналогично устройство работает при противоположной полярности сигнала возбуждения индуктора. Таким образом, в счетчике записывается суммарное число, характеризующее величину и измерительного сигнала при положительной и отрицательной полярности сигнала индуктора.Соотношение между эталонным напряжением и опорным сигналом при использовании метода двойного интегрирования на втором интеграторе 18 имеет вид1831077 Оэт =11 = Ооп12,(2) Оизм12 ОэттЗ,оп оп изм где Оэт - напряжение на выходе источникаэтатонного напряжения (ложительноеОэтили отрицательное Оэт;Ооп - напряжение на выходе усилителя 8.Для первого интегратора 9 соотношение между измерительным сигналом и эталонным напряжением где Оиэм - напряжение на выходепервого усилителя 7.Исключая 12 из уравнений (1) и (2) (из-за одновременности интегрирования), получим ци Сэт 1 эт 33 У (3) Используя еысокостабильный источник эталонного напряжения, получим соот;юшение:(4)оп 1 Формула изобретения ЭЛЕ(ТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗО.ВАТЕЛЬ РАСХОДА, содержащий первич,ный преобразователь, индуктор которого через резистор подключен к выходу источника питания индуктора, а электродык входу первого усилителя, подключенного через последовательно соединенные первый ключ, первый интегратор и компаратор к первому входу блока управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого ключей, седьмой и восьмой выходы подключены к управляющим входам источника питания индуктора, девятый и десятый выходы подключены соответственно к входам обнуления первого и второго интеграторов, второй усилитель, входом подключенный параллельно резистору, а выходом через второй ключ Число импульсов, поступающих за время 1 з на счетный вход счетчика 23,5где 1 - частота следования импульсов.Тогда соотношение (4) примет вид:ОИ=С фГ (5) 10 З 1 0Число импульсов за один период изменения тока питания индуктора 2 будет определяться из выражения 15 ц+) ц-) ХЗ З З 1(+) (-) опгде знаки (+) и (-) соответствуют полярности 20 тока питания индуктора 2.Таким образом;из выражения (6) следу Ет, ЧТО На ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ Иэ, ХаРактЕизующее расход, не оказывают влияние ни постоянные времени интеграторов, ни их выходные напряжения, что обеспечивает повышение точности преобразования расхода,к входу второго интегратора, генератор опорной частоты, подключенный выходом к второму входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью 5 повышения точности преобразования, внего введены источник положительного эталонного напряжения, подключенный выходом через третий и четвертый ключи к входам первого и второго интегра торов, соответственно, источник Отрицательного эталонного напряжения, подключенный выходом через пятый и шестой ключи к входам первого и второго интеграторов соответственно, ето рой компаратор, подключенный входомк выходу второго интегратора, и счетчик, счетным входом подключенный к выходу генератора опорной частоты, а входом разрешения счета - к одиннад цатому выходу блока управления, ктретьему входу которого подключен выход второго компаратора,1831077 Составитель Н.Бурбе Техред М.Моргентал Корре Пап дактор С,Ко Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская наб Заказ 623 одписно изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10