Индукционный расходомер Советский патент 1991 года по МПК G01F1/58 

о ю о

00 Јь

Изобретение касается расходомет- рии и позволяет повысить точность из. мерения расхода электропроводящих сред путем проверки устройства без остановки движения среды. Индукционный расходомер содержит две идентич2 ные обмотки 1 и 2, охватывающие тру- бопро оды. К выводам обмотки 2 подключен коммутатор 4, при срабатывании которого меняются местами подключения начало и конец данной обмоткиt что приводит к изменению направления движения тока в ней на противоположное Выводы обмоток подключены к уси- лителю-вычитателю 7, разностный сигнал с которого подается на фазочувст - вительный выпрямитель 8, формирующий постоянную составляющую, пропорциональную скорости контролируемой среды. Входящую в этот сигнал постоянную составляющую, обусловленную неидентичностью обмоток, исключают при помощи синхронного детектора 10, управляемого тактовым генератором 6„ 2 ил. р (Л

Фиг.1

Изобретение относится к измерению расхода и может быть использовано для измерения расхода электропроводящих сред в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения расхода путем проверки устройства без остановки движения контролируемой среды.

На фиг0 1 представлена блок-схема индукционного расходомера; на фиг, 2 - распределение индуцированных в обмотках магнитных полей при движении электропроводящей среды в переменном магнитном поле.

Индукционный расходомер содержит две идентичные обмотки 1 и 2, выполненные в виде многослойных коротких цилиндрических катушек, источник 3 тока возбуждения, коммутатор 4, резистор 5, тактовый генератор 6, усили- тель-вычитатель 7, фазочувствительный выпрямитель 8, формирователь 9 опорного сигнала, детектор 10, интегратор 11, индикатор 12 величины расхода.

Измерение расхода с помощью индукционного расходомера осуществляют следующим образом.

При наличии расхода в обмотках наводится сигнал, пропорциональный скорости контролируемой среды и радиальной составляющей индукции магнитного поля возбуждения. На фиг. 2 показано распределение индуцированных магнитных полей о

На фиг. 2а показано направление индуцированных магнитных полей при согласном включении обмоток 1 и 2, а на фиг. 26 - при встречном включении обмоток 1 и 2.

Величина индуцированных за счет движения контролируемой среды токов пропорциональных векторному произведению скорости среды (V) на индукции магнитного поля (В) , (т. е. J/j - плотность индуцированного тока). Эк Бивалентные индуцированные токи, создаваемые обмотками, обозначены соответственно 1 г , 2; о

Суммарное магнитное поле в первом случае (фиг. 2а) уменьшается в обмотке 1 и увеличивается в обмотке 2; во втором случае (фиг. 26) увеличивается в обмотке 1 и уменьшается в обмотке 2. Это приводит к увеличению или уменьшению падения напряжения на обмотках 1 и 2.

Q

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с обмоток 1 и 2, подключенных согласно, поступают на вход усилителя-вычитателя 7, выходной сиг- нал которого пропорционален разности падений напряжения, обусловленной скоростью движения контролируемой среды. Усиленньй разностной сигнал с выхода усилителя-вычитателя 7 поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 8, на опорный вход рого формирователем 9 опорного сигнала подается сигнал, синфазный скоростному сигналу с выхода усилителя- вычитателя 7 о Сигнал на вход формирователя опорного сигнала 9 поступав ет с резистора 5, преобразующего ток, протекающий через обмотки 1 и 2, в напряжение Фазочувствительньй выпрямитель 8 формирует постоянную составляющую, пропорциональную скорости контролируемой среды. Тактовый генератор 6 управляет переключением коммутатора 4, при этом изменяется направление тока в первой обмотке 1 и, следовательно, фаза скоростного сигнала меняется на if. В этом случае на выходе фазочувствительного выпрямителя 8 появляется постоянная составляющая U противоположного знака. Поскольку параметры реальных обмоток неидентичны (R/4 К2 и ot, f ), имеется разностньй сигнал, зависящий от разброса параметров отмоток Таким образом, на выходе фазочувствительного выпрямителя 8 имеется также постоянная составляющая U2, обусловленная неидентичностью обмоток, присутствующая и при неподвижной контролируемой среде. При переключении коммутатора 4 знак U2 не меняется. Следовательно, реальный выходной сигнал U3 складывается из U + U2.

Сигнал подается на вход синхронного детектора 10, управляемого тактовым генератором 6. При этом переменный сигнал преобразуется в сигнал стоянного тока0

Постоянная составляющая с выхода синхронного детектора 10 поступает на вход интегратора 11 и затем на индикатор 12 величины расхода (преобра - зователь напряжения в унифицированный выходной сигнал), при этом выходной сигнал пропорционален только расходу электропроводящей среды.

5162

Устройство обеспечивает повышение точности измерения расхода без остановки движения электропроводящей среды за счет исключения сигнала, обус- ловленного неидентичностью обмоток.

Формула изобретения

Индукционный расходомер, содержа- щий две идентичные обмотки, охватыва- ющие трубопровод и включенные через нормально замкнутые контакты коммутатора последовательно согласно, а через нормально разомкнутые контакты- последовательно встречно, источник тока возбуждения, параллельно которому подключены обмотки, тактовый генератор, выходом подключенный к уп2Р +

а

7

равляющему входу коммутатора, и индикатор величины расхода, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены формирователь опорного сигнала, последовательно соединенные усилит ель-вычитатель, фазочувствитель- ный выпрямитель, синхронный детектор и интегратор, выходом подключенный к индикатору величины расхода, выводы обмоток подключены к входам усилите- ля-вычитателя, источник тока возбуждения через формирователь опорного сигнала подключен к опорному входу фазочувствительного выпрямителя, а выход тактового генератора подключен к опорному входу синхронного детектора.

1 - +2

XX

1+-Л

1ШО

© 4П

(Риг. 2