"двухканальный электромагнитный расходомер4

"двухканальный электромагнитный расходомер4

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

f»>545868

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.05.75 (21) 2139045 10 (51) Ч. Кл.-" 6 01 Г 1 58 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень М 5 (45) Дата опубликования описания 1!.03.77

Государственный комитет

Совета йкинистров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.12:538. .52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Г. Гуревич, Г. Х. Кирштейн, IN. H. Алькин и Ю. Б. Капишников

Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики

Института физики АН Латвийской ССР (71) 3 а явител ь (54) ДВУХКАНАЛЬНЪ|Й ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ

РАСХОДОМЕР

1 2

Изобретение относится к электромагнитным .измерителям .расхода электропроводящих сред, в частности к двухканальным кондукционным расходомерам для измерения неcTBUHoHBpiIbfx потоков жидкости.

Известен двухканальный электромагнитный расходомер для измерения расхода нестационарных потоков жидкости (! 1, со 1ержащий участок трубопровода, расположенные па нем преобразователи расхода с переменным и постоянным .магнитными полями, соответствующие усилители к ним, фазочувствительный детектор и фильтр нижних частот в канале с переменным магнитным полем, фильтр верхних частот в канале с постоянным магнитным полем и выходной суммирующий усилитель.

Такой расходомер решает задачу измерения нестационарных потоков жидкости с широким частотным спектром лишь при условии равенства коэффициентов преобразования расхода в обоих каналах и равномерной суммерной частотной характеристики обоих каналов.

Выравнивание коэффициентов преобразования подооного расходомера осуществляют переводом его,в режим, обеспечивающий совпадение вида низкочастотной части спектра выходных сигналов в обоих каналах путем дифференцирования сигнала канала с перемснным ма "Hèтным полем. При этом равенство коэффициснтов преобразования в канача« получают при нулевом значении разности вы«одны« напряжений обоих каналов.

Од faf o для выравнивания коэффициентов преобразова гия указанным спосооом требуется импульсный «арактср потока жидкости в труоопзоводе расходомера, что во многих

10 слу1ая«бывает трудно осуществимо. Кроме того, из-за нсидентичности частотны«характеристик обоих каналов расходомера точность выразнивания снижена.

Известен также двухкана.тьный электро15 магнитный рас«одомер,для измерения нестационарных потоков жидкости (2), содержащий участок трубопровода с расположенными на нем преобразователями расхода с обмотками возбуждения постоянного и перемен2О ного магнитных полей, эталонными сопротивлениями и электродами, каналы преобразоватслей с !iocTosI:иным и переменным магнитными полями, сумматор сигнала обоих каналов, корректирующий множитель, удвоитель час25 тоты, с«ем вычитания. индикатор.

Од ако и в этом рас«одомсре выравнивание коэффициентов преобразования можно осуществить лишь при импульсном «арактере потока жидкости, что часто трудно осущест3о вимо и, кроме того, точ;юсть выравнивания

545868 на импульсном потоке снижена, что, в свою очередь, снижает точность измерения.

Цель!о изобретения является повышение точности измерения расходомера за счет обеспечения возможности выравнивания коэффициентов преобразования при любом характере потока жидкости, в том числе и непрерывно.м.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый расходомер снабжен переключателями, подключающими обмотку возбуждения преобразователя, расхода с постоянным магнитным полем последовательно с обмоткой возбуждения преобразователя расхода с переменным магнитным полем, сумматор к каналу преобразователя с постоянным магнитным полем, опорный вход корректирующего множителя к эталонному сопротивлению преобразователя расхода с переменным магнитным полем и к выходу удвоителя частоты, выход схемы вычитания к индикатору, в нем канал преобразователя расхода с постоянным магнитным полем снабжен дополнительным усилителем с переменным коэффициентом усиления, вход, которого соединен с выходом усилителя этого же канала, а выход через двухпозиционный переключатель соединен со входом корректирующего множите;!и, входы схемы вычитания подключены: один— через выпрямитель к эталонному сопрогивлению преобразователя расхода с переменным магнитным полем, другой — к эталонному сопротивлению преобразователя с постоянным магнитным полем.

Возможность выравнивания коэф фициентов преобразования каналов при любом характере IIQTQII3 жидкости достигается тем, что оба канала прп выравнивании переводятся з режим работы расходомера с переменным магнитным полем, а частотные характеристики обоих каналов при этом делают пдсптн«ными. При этом дополнительный усилитель в канале преобразователя с постоянным магнитным полем, компенсирует уменьшение коэффициента преобразования расхода в указанном канале при переводе последнего в режим работы с переменным магнитным полем.

Проверка соответствия заданного соотношения между магнитными индукциями,в обоих преобразователях расхода осуществляется .при помощи схемы вычитания, на которую подаются напряжения, пропорциональные токам в катушках возбуждения.

На чертеже изображен предложенный расходом ер.

Двухканальный электромагнитный .расходомер содержит участок трубопровода 1 и расположенные на нем д!ва преобразователя расхода с постоянным и переменным магнитными полями, снабженных обмотками возбуждения соответственно 2 и 8, схемами питания 4 и 5, эталонными сопротивлениями 6 ,и 7 и парами электродов 8 и 9.

Обмотки возбуждения 2 и 8 через двухпозиционные переключатели 10 и 11 подключе10

65 ны раздельно к схемам питания 4 и 5, а также последовательно, между собой и к схеме питания 5.

Кроме того, расходомер содержит усилители 12 и 18 сигналов преобразователей расхода в каналах преобразователем с постоянным и переменным магнитными полями; демодулятор 14 в канале преобразователя с переменным магнитным полем, соедине !ный с выходом уcH.. и; со д нен ый с д . усилителя 12 фильтр верхних частот 15 и соединенный с выходом демодулятора 14 фильтр нижниx частот 16; сумматор 17 сигналов обоих каналов, соединенный,непосредственно с выходом фильтра 16 нижних частот и через дзухпозиционный переключатель 18 с фильтром 15 верхних частот.

К выходу усилителя 12 подсоединен дополнительный усилитель 19, .коэффициент усиления которого равен отношению индукции постоянного магнитного поля преобразователя рве ода к индукции переменного, магнитного поля преобразователя расхода. Расходо;lap также содержит корректирующий множитель 20, вход которого через двугхпозицпонный переключатель 21 соединен с усилителем

12 и дополнительным усилителем 19, а выход — с фильтром нижних частот 16. Расходомер содержит также удвоитель часготы 22, вход которого соединен с этало1гным сопрот;!влепием 7. Опорный, вход корректирующего множп геля 20 сосдпне:I «еэез двуxHîçHH loHный переключатель 23 с выходом удвонтеля

«а.тоты 22 и эталонным сопротивлен; ем 7.

Сопротивление 7 соединено с опорным входом демодулятора 14. Сопротивление 6 преобразователя расхода с постоянным магнитшгм полем подсоедпнено непосредственно ко входу схемы вы«нтания 24. Сопротивление 7 соединено с другим входом схемы вычитания

24 через .выпрямитель 25. Расходомер, кроме IО! О, содержит индикатор 26, соедине .;ый через другой двухпозиционный переключатель

27 с сумматором 17 и схемой вычитания 24.

В положении b переключателей 10, 11, 18, 21, 28 и положении а переключателя 27 производится выравнивание коэффициентов преобразования расхода в обоих каналах расходомера. При этом один из выводов обмотки

8 магнитной системы преобразователя,расхода с переменным магнитным полем отключается от выхода схемы питания 5 и оба вывода обмотки 2 магнитной системы преобразователя расхода с постоянным магнитным полем отключаются от выхода схемы питания

4, и подключаются к выходу схе,Ibl питания и отключенному концу катушки магнитной системы преобразователя расхода с переменлым магнитным полем.

Вход корректнру!ощего множителя 20 откл1очается от выхода усилителя 12 и подключается к .выходу удзоптеля частоты и подк,11очается к сопротивлению 7 схемы питания 5.

Выход фильтра IiepxIIHx частот 15 откл1очается от входа суммирующего усилителя 17.

545868

В этом случае обмотки 2 и 8 магнитных систем обоих преобразователей расхода включаются последовательно и запитываются переменным током от схемы питания магнитной системы 5. Коммутация обмоток осущест- 5 вляется таким образом, чтобы сигналы,расхода на выходах демодулятора 14 и корректирующего множителя 20 .имели противоположную друг относительно друга полярность. 10

В цепь усиления сигнала в канале преобразователя с постоянным магнитным полем включается дополнительный усилитель 19 с коэффициентом усиления и, причем и равно выбранному отношению величины постоянно- 1б го магнитного поля В, к эффективному значению магнитного поля В, (В1 и B — значения магнитных полей, создаваемых в преобразователях расхода при положении п переключ1теля). Сигнал с выхо ia усилителя 19 0 проходит корректирующий множитель 20, который выполняет в данном случае в этом канале расходомера ту жс роль, что 11 демодулятор 14 в другом канале.

Сиглалы расхода с выходов обоих демоду- 25 ляторов 20 и 14 суммируются с учетом своих знаков на входе фильтра нижних частот; разностный сигнал проходит фильтр 16, сумматор 17 и поступает на индикатор 26. Если IIpH наличии расхода в трубопроводе 1 изменять 30 коэффициент усиления усилителя 12, то нулевое показание индикатора 26 будет свидетельствовать о,равенстве коэффициентов преобразования расхода в обоих каналах расходомера. Поскольку частотные характеристики Зб обеих каналов в этом случае полностью идентичны, то точность выравнивания оказывается высокой. Кроме того, характер течения среды для выполнения этой операции может быть любой, в том числе и непрерывный. 40

В положении а всех переключателей, кроме 27, и в положении b переключателя 27 осуществляется контроль выполнения соотношения В1 — — nB2 путем сравнения эффективных значений токов в обмотках магнитных 4б систем обоих преобразователей расхода.

В положении b переключателя 27 вход индикатора 26 отключается от выхода сумматора 17 и подключается к,выходу схемы вычитания 24. 50

Напряжения, пропорциональные токам, снимаются с эталонных сопротивлений и подаются на схему вычитания 24. Напряжение с сопротивления 7 в цепи катушки преобразователя расхода с переменным .магнитным полем предварительно выпрямляется выпрямителем 25. Коэффициент передачи по напряжению по .входу а схемы, вычитания 24 с учетом коэффициента преобразования выпрямителя 25 в и раз больше, чем по входу b. бо

Нулевое показание индпкатора 26, получаемое изменениями выходного тока схемы питания 4 при помощи содержащейся в ней регулировки свидетельствует о выполнении соотношений В1= пВ2. бб

В положении а всех переключателей расходомер приводится в рабочий режим измерения расхода. В этом случае обмотки 2 и 8 магнитных систем подключаются каждая к своей схеме питания, а усилитель 19 отключается, компенсируя таким образом увеличение коэффициента преобразования в своем канале, происходящее за счет превышения в и раз В, по отношению к В2 при переходе из режима выравнивания в режим работы.

Электроды 8 и 9 преобразователей расхода в каждом канале подключены соответственно ко входам усилителей 12 и 18. Выход усилителя 12 подключен,к входу фильтра верхних частот 15 и ко входу корректирующего множителя 20, опорный вход которого подключен к выходу удвоителя частоты 22, вход которого соединен с эталонным сопротивлением 7 схемы питания магнитной систеъ ы 5. Выход усилителя 18 соединен со входом демодулятора 14, опорный вход которого соединен с сопротивлением 7 схемы питания магнитной системы 5.

В ыходы I 103%л ятора 14 и корректиру10щего множителя 20 соединены со,входами фильтра нижних частот 16. Выходы фильтров верхних 15 и нижних 16 частот подключены ко входам суммирующего усилителя 17, выход которого соединен с индикатором 26.

Один пз входов схемы вычитания 24 подключен к сопротивленшо 6 схемы питания 4, а дру ой — через выпрямитель 25 к сопротивлc líî 7 схемы питания 5, Корректирующий множитель 20 в этом режиме 0"уществляет коррекцию частотных

1iскажений, возникающих в канале с переменным магнит:1ым полем B результате двойного преобразова1шя частоты спектра сигнала в этом канале.

Таким ооразом, предлагаемый расходомер позволяет повысить точность измерения за счет Осуществле11ня выравнивая;1я коэффициентов преобразования каналов прн любом характере потока ж»z»oc1 II 11 достижения при этом идентичности частотных характеристик.

Формула изобретения

Двухканальный электромагнитный расходомер нестацнона рных потоков ж11д1 Ости, содержащий участок трубопровода с расположенными на нем преобразователями расхода с обмотками возбуждения постоянного и переменного, магнитных полей, эталонными сонротивлен11ями и элсктродамн. каналы преобразователей с постоя11нымп и переменным магнитными полями, сумматор сигналов обоих каналов, корректирующий множ1тель, удвоитель частоты, схему вычитания и индикатор, OTличающнйся тем, что, с целью повышения точности, он снабже.I переключателями, подключающими обмотку возбуждения преооразователя расхода с постоянным магнитным полем последовательно с обмоткой возбужде .шя преобразователя расхода с переменным магнитным полем, сумматором к

545868

Составитель Ж. Теслер

Техред Н, Сметанина

Редактор Е. Братчикова

Корректор И. Симкина

Заказ 76/144 Изд. № 416 Тираж 899 Подписное

Ц ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент> каналу преобразователя с постоянным магнитным полем, опорный вход,корректирующего множителя к эталонному сопротивлению преобразователя расхода с переменным магнитным полем и к выходу удвоителя частоты, выход схемы вычитания к индикатору, в нем канал преобразователя расхода с постоянным магнитным полем снабжен дополнительным усилителем с переменным коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом усилителя этого же канала, а выход через двухпозиционный переключатель соединен со входом корректирующего множителя, входы схемы вычитания подключены: один — через выпрямитель к эталонному сопротивлению преобразователя расхода с переменным магнитным полем, другой — к эталонному сопротивлению преобразователя с постоянным магнитным полем.

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. Г. Гуревич и др. «Двухканальный

10 электромагнитный расходомер быстропеременных потоков жидкости», жур. «Приборы и системы управления», ¹ 4, 1974, стр. Зб.

2. Авторское свидетельство СССР

15 ¹ 478189 G 01 F 1/00, 02.04.73.