Кондукционный расходомер Советский патент 1983 года по МПК G01F1/56 

а:

со со Изобретение относится к приборо строению, в частности к кондукцион нымрасходомерам. По основному авт. св. 697823 известен кондукционный расходомер, содержащий магнитную систему, учас ток трубопровода с установленными на нем диаметрально основными элек тродами для снятия скоростного сиг нала и по образующим, проходящим через основные электроды, дополнительными электродами для снятия вихревых сигналов, предварительно . усилители скоростных и вихревых сигналов и измерительную схему отношения, состоящую из фазовращателя, блока вычитания, преобразова тельного блока, расположенного меж предварительным усилителем вихревых сигналов и блоком вычитания и состоящего из Последовательно соединенных множителя, усилителя, фазового детектора и преобразователя напряжения в частоту, выход которого соединен с входе множителя, усЦлителями вихревых и скоростных сигналов, подключенных соответственно; первый между предварительным усилителем вихревых сигналов и усилителем преобразовательного блока и второй - Через трехпозиционный переключатель межд фазовращателем и усилителем преобразовательного блока и генератором подключенным к одному из входов блока вычитания, и индикатора ij . Известный расходомерОбеспечива возможность проведения безжидкостной градуировки. Точность такой гр дуировки зависит при заданной прот женности магнитного поля от рассто ния между дополнительньами электрод ми. Это обусловлено тем, что метод измерения в данном расходомере осн ван на приближенном соотношении ). где и V t°) сигнал с основных эле тродов} Uy - сигнал с дополнительн электродов; вытекающих из точного равенства й/г v«i ;nJI-u Соотношение (1) соблюдается достаточно точно если длина магнитной системы L больше двух диаметров трубопровода ,D , а расстояние между дополнительными электродами Л меньше О,2-0,3 U . При уменьшении длины магнитной системы необходимо уменьшить рас.стояние между дополнительными электродами. Последнее увеличивает погрешность при градуировке расходомера и, следовательно, снижает точность измерения расходомера. Это обусловлено уменьшением уровня вихревого сигнала и связанного с этим большим влиянием различного рода помех, увеличением относительной погрешности установки электродов, что влияет на точность градуировки, и необходимостью уменьшения диаметра электрода 0 кувеличения при этом выходного сопротивления преобразователя расхода. Цель изобретения - повышение точ-ности измерения расхода при уменьшении длины магнитной системы датчика. Указанная цель достигается тем, что кондукционный расходомер дополнительно снабжен масштабным усилителем с Коэффициентом передачи 0,6-0,7, включенным между-предварительным усилителем скоростного сигнала и фазовращателем, а- предварительный усилитель скоростного , сигнала снабжен дополнительными входами, соединенными с парами дополнительных электродов, при этом коэффициент усиления предварительного усилителя скоростного сигнала на дополнительным -входам составляет 0,25 коэффициента усиления этого усилителя по основным входам, соединенным с основными электродами. На чертеже приведена блок-схема .предлагаемого расходомера. I Кондукционный расходомер состоит из магнитной сиете1 Ш1 1, охватывающей трубопровод 2, диаметрально расположенных на трубопроводе 2 основных электродов 3 для снятия скоростного сигнала, расположенных на образующих трубопровода, проходящих через электроды 3, дополнительных электродов 4 для снятия вихревого сигнала, предварительного усилителя 5 скоростного сигнала,,суммирующими и вычитающими входами соединенного с основными электродами 3, предварительного усилителя 6 вихревого сигнала, соединенного суммирующими и вычитающими входами с дополнительными электродами 4. Предварительный усилитель 5, кроме того, имеет дополнительные суммирующие., входы 7-10, соединенные с парами дополнительных электродов. К выходу скоростного усилителя 5 подключен масштабный усилитель 11 с коэффициентом Передачи 0,6-0,7; Коэффициент усиления усилителя-скоростного сигнала по дополнительным входам.7-1О составляет 0,25 коэффициента усиления усилителя 5 по, основным входам.

Выход масштабного усилителя 11 соединен с фазовращателем 12 измерительной схемы отношения, а выход фазовращателя 12 через трехпозиционный переключатель 13 подсоединен к вхсэду калибровочного усилителя 14 К входам преобразовательного блока, состоящего из входного усилителя 15., фазового детектора 16, преобразователя 17 напряжения в частоту и множителя 18 выходной частоты на напряжение, подсоединены выходы усилителя 6 (на аналоговый вход множителя 18) и выход калибровочного усилителя .14 (на суммирующий вход входного усилителя 15). На второй суммирующий вход входного, усилителя 15 подключен выход усилителя 19, вход которого соединен с , выходом:предварительного усилителя 6 вихревого сигнала. Выход усилителя 15 через фазовый детектор 16 подключен к -входу преобразователя 17 напряжения в частоту, выход которого подключен к частотному входу множителя 18 и входу блока 20 вычитания частот, на второй вход которого от генератора 21 поступает частота смещения нулевого уровня выходной частоты преобразовательного блока. Выход блока вычитания 20 соединен с входом блока 22 индикации. Вход калибровочного усилителя 14 через переключатель 13 подключен, кроме того, к корпусу прибора и к выходу усилителя 6.

На выходе масштабного усилителя формируется сигнал, пропррциональный:

Uv3Ke | lJv(,tQ)(

где tJy(o). - скоростной сигнал на

выходе основных , . тродов 3; и(т)иим( сигналы на электро- дах 4;.

k - коэффициент усиления усилителя 5 по основным входам.

Выбор коэффициента усиления усилителя скоростного сигнаша по..

. 1 дополнительным -входам, равным - коэффициента усиления, по его основным входам при 0,3 д 0,8L позволяет обеспечить более высокую точность выполнения соотношения .(2 При других соотношениях между коэффициентами усиления усилителя скоростного сигнала по основным и дополнительным входам точность расченой градуировки оказывается ниже.

Оптимальное значение 2/3, если расстояние между дополнительными электродами & не превышает 0,81, (L - длина магнитной систеглы) . При несколько больших значениях д KH может варьироваться « пределах 0,6-0,7..

При указанных условиях U. с высокой точностью совпадает с левой частью точного равенства (2), чем 0 и обеспечивается повышение точности измерений.

Расходомер работает в трех режимах, из которых два вспомогатель5 ные, а Один основной. Изменение .режимов работы производится при помощи трехпозиционного переключателя 13. В положении 1 производится измерение расхода, в положении

0 П - контроль и установка нуля на

выходе и в положении Ш - калибровка.

4

В положении П переклк)чателя 13 вход калибровочного усилителя 14

5 соединен с,корпусом прибора. При

этом скоростной сигнал, поступающий на вход входного.усилителя 15, становится ;.)авным нулю. Частота также должна быть равна нулю. Из0 меняя коэффициент передачи усилителем 19j меняйт частоту, пока частота на выходе не станет равной нулю, что видной по 6.ПОКУ индикации. Этим достигается прохождение

5 градуировочной характеристики

расходомера через начало координат,

В режиме калибровки положение (ш переключателя 13) на вход калибровочного усилителя.14 поступает

сигнал с выхода усилителя 6. . U:

Режим калибровки заключается в установке на цифровом выходе расходомера калибровочной частоты при помощи изменения коэффициента

5 передачи калибровочного усилителя 14. При этом достигается контроль и корректировка градуировочной характеристики расходомера по крутизне..

П в положении I переключателя. 13 производят измерение расхода (скорости) движения жидкости. Выходной

сигнал расходомера не зависит от изменений величины магнитного

е ПОЛЯ (градуировочную характеристику контролируют как по крутизне, так и по прохождению ее .через начало координат). Задача увеличения точности расчетной градуировки при короткой магнитной системе

0

предлагаемого расходомера решена без уменьшения расстояния между дополнительными электродами.

КОНДУКЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР ПО авт.св. № 697823, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он.дополнительно снабжен масштабным усилителем с коэффициентом передачи 0,60,7, включенным между предварительным усилителем скоростного сигнала и фазовращателем, а предварительный усилитель с.кбростного, сигнала снабжен дополнительными входами,. соединенными.с парами дополнительных электродов, при этом коэффициент усиления предварительного усилителя скоростного сигнала по .дополнительным входам составляет 0,25 коэффициента усиления этого усилителя по основным входам, соединенным с основным электродами.