Электромагнитный расходомер (его варианты)

ОП ИСАКИИИЗОБРЕТИ Н ИЯк двтоскомь сеидвельствю Союз СоветскнхСоцналнстнческнкРеспублнк ои 979860(61) Дополнительное к авт. свид-ву й)М. К,я. Й 01 Г 1/ 2) Заявлено 05.01.81(2) 3230252/18-1 присоединением заявки3230261/18-10 оударотееииый комитет СССР о делам изабретеиий и открытийИзобретение относится к измерительной технике, преимущественно расходометрии, и может быть использовано в электромагнитных расходомерах жидких сред.Известны электромагнитные расходомеры, содержащие нреобразователЬ расхода, 5 схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала и щиротноимпульсный регулятор коэффициента передачи, обеспечивающий независимость выходного сигнала от колебаний интенсивности магнитного поля в преобразователе расхода 13 .Недостатком данных электромагнитных расхопомеров является сложность конструкиии, обусловленная необходимостью обес 45 печения линейной широтной модуляции и демодуляции при защите схемы выделения сигнала от возникающих импульсных помех,Известен также электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему выделения сигнала расхода с источником управляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель с блоком регулирования, дискриминатор (пороговоеустройство), фильтр низких частот, фильтр:высоких частот, причем последовательносоединенные сумматор и регулируемыйусилитель включены между схемой выделе.ния сигнала расхода и выходным устройством измерителя расхода, второй входсумматора соединен с выходом вспомогательного сигнала преобразователя расхода,а выход регулируемого усилителя соединенчерез фильтр высоких частот и дискриминатор с входом блока регулирования, выход которого соединен с управлятощимвходом регулируемого усилителя, и черезфильтр низких частот - с выходом измерителя расхода. В известном расходомересумматор, регулируемый усилитель с блоком ре улирования, дискриминатор и фильтры высоких и низких частот образуют всовокупности. охваченную обратной. связьюполностью аналоговую схему деления однополярного полезного сигнала на переменное напряжение,. пропорциональное интенсивности возбуждения преобразователя97986расхода, в результате чего выходной сигнал расходомера не зависит от обусловленных отклонениями питающего напряженияодновременных изменений этих величин ине содержит импульсных составляющих 21. 5Недостатком известного расходомераявляется зависимость передачи в нем полезного сигнала от значения нестабильноговременного сдвига между индукцией магнитного поля в преобразователе расхода 1 Ои управляющим сигналом схемы вьщелениясигнала расхода, а также изменений параметров управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода, Поскольку выходной сигнал схемы выделения сигнала рас 5хода образует сигнал делимого, а выходной сигнал дискриминатора связан с сигналом делителя схемы деления расхопомера,возникающая от их различия погрешностьснижает точность расходомера в целом. щБелью изобретения является повышение точности измерения электромагнитного расходомера,Указанная цель достигается тем, чтов электромагнитный расходомер, содержа- р 5щий преобразователь расхода, схему выделенич сигнала расхода с источникомуправляощего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования,фильтр низких частот и фильтр высокихчастот, причем выход сумматора соединенс входом регулируемого усилителя, выходблока регулирования оединен с управляющим входом регулируемого усилителя, авыход регулируемого усилителя - с вхо 35дами фильтра высокихчастот и фильтранизких частот, дополнительно введен измеритель интенсивности напряжения, входкоторого соединен с выходом вспомогательного сигнала преобразователя расходаа выход соединен с входом сумматора,второй вход которого соединен с выходомпреобразователя расхода, выход фильтравысоких частот соединен со схемой выделения сигнала расхода, выход фильтранизких частот соединен с входом блокарегулирования, а выход источника управляющего сигнала дополнительно соединенс управляющим входом измерителяинтенсивности напряжения,Указанная цель достигается также темчто в электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схемувыделения сигнала расхода с источникомуправляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования,фильтр низких частот и фильтр высокихчастот, причем выход преобразователярасхода через последовательно соединенО1.ные схему выделения сигйала расхода, сумз, матор, регулируемый усилитель и фильтр низких частот соединен с выходом расходомера, выход вспомогательного сигнала преобразователя расхода соединен с вторым входом сумматора, выход регулируемого усилителя также соединен с входом фильтра высоких частот, а выход блока регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, дополнительно введен измеритель интенсивности найряжения, включенный между входом блока регулирования и выходом фильтра высоких частот, а управляюший вход из:мерителя интенсивности напряжения соединен с выходом источника управляющего сигналаВ первом варианте электромагнитного расходомера измеритель интенсивности напряжения может быть выполнен с быстродействием, равным быстродействию схемы выделения сигнала расхода.В обоих вариантах электромагнитного расходомера измеритель интенсивности напряжения может быть выполнен либо в виде синхронного детектора, либо в виде измерителя выборочного значения напряжения, либо в виде измерителя параметра напряжения, идентичного параметру напряжения полезного сигнала, выделяемому схемой выделения сигнала расхода.На фиг. 1-2 приведены блох-схемы соответственно первого и второго вариантов электромагнитного расходомера,Электромагнитный расходомер содержит преобразователь 1 расхода, сумматор 2, регулируемый усилитель 3 с блоком 4 регулирования, фильтр 5 низких частот, фильтр 6 высоких частот, схему 7 вьщеления сигнала расхода с источником 8 управляющего сигнала и измеритель 9 интенсивности напряжения.Первый вариант электромагнитного расходомера работает следующим образом.Возникающий при движении измеряемой среды через преобразователь 1 расхода знакопеременный измерительный сигнал после суммирования в сумматоре 2 с однополярным выходным сигналом измерителя 9 интенсивности напряжения поступает через регулируемый усилитель 3 и фильтр 6 высоких частот на вход схемы 7 выделения сигнала расхода, управляемой от источника 8 управляющего сигнала, с выхода которой сигнал, пропорпиональный расходу, поступает к потребителю. Одно-. полярная составляющая выходного сигнала регулируемого усилителя 3 после выделения фильтром 5 низхих частот поступает5 979860 на управляющий вход блока 4 регулирования, который устанавливает коэффициент передачи регулируемого усилителя таким, чтобы на выходе последнего уровень однополярной составляющей был постоянен.При атом коаффициент передачи усилителя 3 обратно пропорционален значению однополярного сигнала, а переменное напряжение с.частотой измерительного сигнала, на его выходе пропорционально отношению 0 интенсивностей измерительного сигнала и вспомогательного сигнала преобразователя расхода, измеряемого измерителем 9 интенсивности напряжения, также управляемым от источника 8 управляющего сигнала 15Изменения параметров напряжения питания преобразователя расхода вызывают одновременные и равные изменения измеряемого и вспомогательного сигналов, при этом изменения последнего вызывают об о ратно пропорциональные им отклонения коэффициента передачи регулируемого усилителя 3, выходное переменное напряже ние которого таким образом сохраняет постоянство. Вследствие охвата регулируемого усилителя 3 через фильтр 5 низких частот и блок 4 регулирования отрицательной обратной связью, образуемая ими в совокупности система автоматической .стабилизации усиления однополярного сиг-з нала имеет высокое быстродействие, и переходная характеристика канала вспомогательного сигнала (сигнала делителя) практически определена параметрами последовательно включенного в данный ка нал измерителя 9 интенсивности напряжения, параметры которого могут быть выбраны так, чтобы переходные характеристики каналов измеряемого сигнала и сигнала делителя соотносились заданным образом, что позволяет учитывать или компенсировать также кратковременныеотклонения выходного сигнала расходомера, обусловленные изменениями питающего преобразователь напряжения. При выборе переходных характеристик обоих каналов идентичными, влияние изменения питающего преобразователь напряжения на выходной сигнал расходомера будет устранено. Вследствие управления измерителя9 интенсивности напряжения и схемы 7 выделения сигнала расхода от одного источника 8 управляющего сигнала, выбором параметров данных блоков может быть обеспечена идентичность изменений ихИ коэффициентов передачи при изменениях параметров управляющего напряжения, что поэволяет устранить влияние последних на выходной сигнал расходомера. 6Выполнение измерителя интенсивностинапряжения с быстродействием, идентичным быстродействию схемы выделениясигнала расхода, позволяет повысить точность измерения при кратковременных отклонениях и импульсных помехах в питающем преобразователь расхода напряжения.Второй вариант алектромагнитногорасходомера работает следующим образом,Возникающий при движении измеряемой,среды через преобразователь 1 расходаэнакопеременный измерительный сигналпоступает на вход схемы 7 выделениясигнала расхода, управляемой от источника 8 управляющего сигнала. Однополярныйвыходной сигнал схемы 7 после суммирования в сумматоре 2 со знакопеременнымвспомогательным сигналом преобразователя 1 расхода через регулируемый усилитель 3 и фильтр Б низких частот поступает на выход прибора, Знакопеременнаясоставляющая выходного сигнала регулируемого усилителя 3 после выделенияфильтром 6 высоких частот поступает навход управляемого измерителя 9 интенсивности, выходной сигнал которого черезблок 4 регулирования устанавливает коэффициент передачи регулируемого усилителя 3 таким образом, чтобы на выходепоследнего интенсивность знакопеременнойсоставляющей была постоянна. При этомкоэффициент передачи усилителя 3 обратно.пропорционален интенсивности знакопеременного сигнала, а одноцолярное напряжение на его выходе пропорционально отношению интенсивностей измерительногосигнала и вспомогательного сигнала преобразователя расхода,Изменения параметров напряжения питания преобразователя расхода вызываетодновременные и равные изменения измеряемого и вспомогательного сигналов,при этом изменения последнего вызываютобратно пропорциональные им отклонениякоэффициента передачи регулируемого усилителя 3, однополярная составляющая выходного напряжения которого таким образом сохраняет постоянство.Колебания временного сдвига междуиндукцией магнитного поля в преобразователе 1 расхода, управляющим сигналом отисточника 8, а также изменения парамечров этого управляющего сигнала вызываютодновременные и равные изменениякоэффициентов передачи схемы выделения ситнала расхода и измерителя интенсивностинапряжения, что может быть достигнутовыбором параметров последнего, например7 979выполнением егб идентичным схеме выделения сигнала расхода. При этом имеютместо равные изменения коэффициентовпередачи каналов полезного сигнала (сигнала делимого) и сигнала делителя, отно-шение которых также сохраянет постоянство, т. е. указанные отклонения не влияютна выходной сигнал измерителя расхода,Выполнение в обоих вариантах расходомера управляемого измерителя интенсивности напряжения в виде синхронного детектора напряжения, вход: опорного сигнала которого соединен с источником управляющего сигнала схемы выделения сигнала;расхода позволяет повысить точность измерения при нестабильности фазовых параметров га.рмонического управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода.Выполнение управляемого измерителяинтенсивности напряжения в виде измерителя выборочного .значения напряжения,вход управляющего выборкой сигнала которого соединен с источником управляющего сигнала схемы выделения сигналарасхода, позволяет повысить точность из мерения при нестабильности временныхпараметров импульсного управляющего сигнала схемы выделения сигнала расхода,Выполнение управляемого измерителяинтенсивности напряжения в виде измери- ЗОтеля параметра напряжения, идентичногопараметру напряжения полезного сигнала,выделяемому схемой выделения сигналарасхода, позволяет повысить точность измерения при искажениях формы питаюшегозпреобразователь расхода напряжения.Первый вариант электромагнитного расходомера обеспечивает повышение точности измерения при нестабильном питаниипреобразователя расхода, по сравнению сизвестными электромагнитными расходомерами, и придает также электромагнит.ному расходомеру с аналоговой делительной схемой с частотным разделением каналов новое свойство - независимостьпереходной характеристикиот значениявспомогательного сигнала преобразователярасхода.Второй вариант электромагнитногорасходомера обеспечивает также повышение точности измерения при нестабильномвременном сдвиге индукции магнитногополя в преобразователе расхода относительно сигнала управления схемой выделения сигнала расхода,860 8выделения сигнала расхода с источником.управляющего сигнала, сумматор, регу, лируемый усилитель, блок регулирования,фильтр низких частот и фильтр высокихчастот, причем выход сумматора соединенс входом регулируемого усилителя, выходблока регулирования соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, авыход регулируемого усилителя - с входами фильтра высоких частот и фильтранизких частот, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения расхода, в него дополнительно.введен измеритель интенсивности напряжения, вход которого соединен с выходомЪвспомогательного сигнала преобразователя расхода, а выход соединен с входомсумматора, второй вход, которого соединенс выходом преобразователя расхода, выход фильтра высоких частот соединен сосхемой выделения сигнала расхода, выходфильтра низких частот соединен с входомблока регулирования, а выход источникауправлякшего сигнала дополнительносоединен с управляющим входом измерителя интенсивности напряжения.2, Электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схемувыделения сигнала расхода с источникомуправляющего сигнала, сумматор, регулируемый усилитель, блок регулирования,фильтр низких частот и фильтр высокихчастот, причем выход преобразователярасхода через последовательно соединенные схему выделения сигнала расхода, сумматор, регулируемый усилитель и фильтрнизких частот соединен с выходом расходомера, выход вспомогательного сигналапреобразователя расхода соединен с вторым входоМ сумматора, выход регулируеМого усилителя также соединен с входомфильтра высоких частот, а выход блокарегулирования соединен с управляющимвходом регулируемого усилителя, о т л ичающийс я тем, что, с цельюповышения точности измерения расхода, внего дополнительно введен измеритель интенсивности напряжения, включенный между входом блока регулирования и выходомфильтра высоких частот, а управляющийвход измерителя интенсивности напряжения соединен с выходом источника управляющего сигнала. Формула изобретения 1. Электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, схему 3. Расходомер по н. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что. измеритель интенсивности напряжения выполнен с быстродействием, равным быстродействию схемы выделения сигнала расхода.979860 10 Р РСоставитель С. Лебедев . Гратилло Техред Е.Харитончик ктор А. Дзятк едакто 9 Подписноеомитета СССРоткрытийушская набд, 4/5 Зак Филиал ППП "Патент", г; Ужгород. ул. Проектная,4, Расходомер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, измеритель интенсивности напряжения выполнен в виде синхронного детектора.5, Расходомер по пп, 1 и 2, о т л и - 5 ч а ю ш и й с я тем; что измеритель интенсивности. напряжения выполнен в виде измерителя выборочного значения напряжения.6. Расходомер по пп. 1 и 2, о,т л и О ч а ю щ и й с я тем, что измеритель 1/27 Тираж 673 ВНИИПИ Тосударственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра интенсивности напряжения выполнен в виде измерителя параметра напряжения, идентичного параметру напряжения полезногосигнала, выделяемому схемой выделениясигнала расхода.Источники информации,принятые во внимание при акспертизе1, Патент Великобритании М 1231199,кл. С 1 М, 1971,Я МЭЭ-ЗигсЪЯ 055 яе 55 ег. оэеНе%пг 1 сЪ 5 СОФцйос, 1976 (прототип).