Электромагнитный бесконтактный расходометр

Электромагнитный бесконтактный расходометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(»>866413

ОП ИСАНИЕ

И ЗО6ввЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04.01. 79 (21) 2707580/18-10

f 5 3 ) M. К,й. с присоединением заявки М

G O1 F 1/58

Гвеудвретввииый комитет

СССР ио делам иэебретеиий и вткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,09. 81. Бюллетень Ф 35

Дата опубликования описания 23.09.81 (53.) УДК 681.12:.

: 538. 52 (OS8.8}

1 ,у|с. !

Г.Х. Кирштейн и В. Г. Климов

° ° специальное конструкторское бюро магнитнои гидрб>>нанрппнт — "—

Института физики АН Латвийской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ

РАСХОДОМЕP Изобретение относится к электромагнитным бесконтактным расходомерам хорошо проводя1>1их сред, например жид, ких металлов, и может быть использовано в атомной энергетике, в металлургической и других отраслях промышленности, ь

Известны бесконтактные электромагнитные расходомеры, содержащие группы возбуждающих и измерительных катушек Г12, 10

Из ве ст ен также б е с конт акт ный р асходомер, содержащий участок трубопровода, две группы катушек, источник переменного тока, усилитель и измерительный прибор. Катушки возбуждения запитываются переменным током, а измерительные катушки, включенные встречно и расположенные симметрично относительно катушек возбуждения, через усилитель подключены к измерительному прибору.

Благодаря встречному включению измерительных катушек и их симметричному расположению относительно катушек возбуждения обеспечивается

I подавление сигнала помехи, вызываемого полем возбуждения катушек, и выделения сигнала расхода. Известно также, что подобная система обратима, т.е. при запитывании крайних катушек сигнал расхода выделяется со средней катушки >121.

Недостатком известного расходомера является сложность отделения сигнала помехи, вызванной полем катушек возбуждения от сигнала расхода. По-.: скольку укаэанные сигналы синфаэны (сигнал помехи пропорционален В (индукции магнитного поля), а сигнал расхода — произведению скорости на индукцию (Ч Ь) р то их можно отделить путем геометрической компенсации, как это делается в известном расходомере, или электрической компенсации при неподвижной среде ° Эта-компенсация может нарушаться вследствие относительных микросмещений катушек

866413

3 возбуждения и приемных катушек и изменений их размеров, вызываемых в частности температурной нестабильностью режима работы преобразователя. В особенности сильное влияние эти факторы оказывают при измерении расхода жидких металлов в условиях повышенных температур и при неболь-. ших расходах, что приводит к значительному повышению нижнего порога измерений и нарушению стабильности нуля, и как следствие, снижению точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет обеспечения стабильности нуля в процессе измерений и снижения нижнего порога измерений.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитный расходомер, содержащий участок трубопровода, две группы катушек, источник переменного тока, усилитель сигнала расхода и измерительный прибор, дополнительно снабжен коммутирующим устройством

1 генератором прямоугольных импульсов, первым и BTopbDf фазочувствительными детекторами и фильтром верхних частот, причем группы катушек подключены к источнику переменного тока и усилителю сигнала расхода через коммутирующее устройство, генератор прямоугольных импульсов соединен с управляющими входами коммутирующего устройства и второго фазочувствительного детектора, а усилитель подключен к измерительному прибору через последовательно включенные фазочувствительный детектор, фильтр верхних частот и второй фазочувствительный детектор.

На фиг.! приведена блок-схеМа предлагаемого расходомера; на фиг.2а, б,в,г,д — эпюры изменения напряжения от времени, где U — иа выходе усилителя при

V-=О; — на ввыходе усилителя при

Ч О;

Ug — на выходе первого фазочувствительного детектора ;

0 — на выходе фильтра верх% них частот;

О - на выходе второго фазочуватвительного детектора,:

Электромагнитный бесконтактный расходомер состоит из участка трубопровода 1, на который намотаны группы 2 и 3 катушек . Катушки 3 включены встречно. Группы 2 и 3 катушек через коммутирующее устройство

4 подсоединены к блоку 5 питания и усилителю 6 измерительной схемы, Выход усилителя 6 соединен с первым фазочувствительным детектором 7, выход которого соединен с фильтром 8 верхних частот. Выход фильтра 8 верхних частот подсоединен ко второму фазочувствительному детектору 9, который, в свою очередь, подсоединен к измерительному прибору 10. Коммутирующее устройство 4 подключено к генератору 1! прямоугольных импульсов, который соединен, кроме того, со вторым входом фазочувствительного детектора 9.

Коммутирующее устройст во 4 обеспечивает поочередное переключение с частотой одной из групп, например .2, катушек с блока 5 питания на усилитель 6 измерительной схемы и одновре25 менно другой группы 3 катушек — с уси. лителя б на блок 5 питания. Таким образом, каждая из групп катушек 2 и

3 может поочередно выполнять функции катушек возбуждения и измерительных катушек.

30 При подключении к блоку 5 питания катушек 3, последние запитываются переменным током частотой f . Катушка

2 в этот момент подсоединена к усилителю 6 измерительной схемы. При симЗ5 метричном расположении катушек 3 относительно катушки 2 сигнал в последней возникает лишь при движении жидкости, В действительности, из-за раскомпенсации системы с катушки 2 сни40 мается некоторый сигнал раскомпенсации, присутствующий и при Ч = О, который приводит к ошибке измерения расхода, При переключении катушки 2 на блок

5 питания, а катушек 3 на усилитель

6 измерительной схемы катушки 2 запиI тываются током тсй же величины и частоты f, что и катушки 3. При этом с катушек 3 снимается такой же сигнал раскомпенсации, как и в первом случае с катушки 2. Однако фазы сигналов расхода, поступающих на вход измерительного устройства1в обоих случаях противоположны, Генератор 11 прямоугольных импульсов с частотой Q управляет коммутирующим устройством 4. При этом, если расход отсутствует (V=O), напряжение

5 8664 на выходе усилитепя 6, будет равно сигналу раскомпенсации (фиг.2а)4 При

ЧФ 0 напряжение U меняется в соот1 ветствии с фиг.2б, причем скачки напряжения 9, зависят только от величины расхода, а средний уровень

U определяется величиной раскомпен

1 сации и во времени изменяется медленно.

В фазочувствительном детекторе ис-. пользуется опорное напряжение с;:частотой схемы питания f и синфазное с сигналом расхода. Поэтому на его выходе будет напряжение Ug (фнг.2в).

U 2 повторяет по форме огибающую 15 сигнапа О . Фильтр 8 верхних частот, подключенный к выходу фазочувствительного детектора 7, пропускает только переменную составляющую сигнала О,пропорциональную расходу, и задерживает медленно меняющуюся во времени постоянную составляющую,oáycловленную сигналом раскомпенсации.

Напряжение на выходе фильтра 8 верхних частот U> (фиг.2г ) поступает на фазочувствительный детектор 9, в котором используется. опорное напряжение частоты коммутации Я;, которое подается с генератора 11 прямоугольных импульсов. Частота Я по крайней мере в 10 раз ниже частоты питания

В то же время за период Т =

1 сигнал раскомпенсации не должен существенно изменяться, Если Я выбрать порядка 5 Гц, то последнее условие практически выполняется. На выходе фазочувствительного детектора 9 образуется напряжение U (фиг.2д ),которое поступает на индикаторный прибор 10. Напряжение U< зависит только от расхода и не зависит от сигнала

13 6 помехи, вызванного раскомпенсацией катушек 3 и 2.

Таким образом обеспечивается повышение точности расходомера за счет обеспечения стабильности нуля в процессе измерений, Формула изобретения

Электромагнитный бесконтактный расходомер, содержащий участок трубопровода, две группы катушек,источник переменного тока, усилитель сиг нала расхода и измерительный прибор, отличающийся тем, что,с целью повышения точности измерения, он дополнительно снабжен коммутирующим устройством, генератором прямоУгольных импульсов,, первым H вторым фазочувствительными детекторами и фильтром верхних частот, причем груп- пы катушек подключены к источнику переменного тока и усилителю сигнала расхода через коммутирующее устройство, генератор прямоугольных импульсов соединен с управляющими входами коммутирующего устройства и второго фазочувствительного детектора, а усилитель подключен к измерительному прибору через последоватеЛьно включенные первый фаэочувствительный ,детектор, фильтр верхних частот и второй фазочувствительный детектор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Циркунов Ц,Э. и др. Бесконтактный контроль потока жидких метаапов.

Рига, "Зииатне", l973, с. 17-21.2. Авторское свидетельство СССР

Ф 104745, кл. 6 01 F 1/64, 1965 (прототип).