Вихревой расходомер Советский патент 1993 года по МПК G01F1/32 

Ё

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обработки сигналов вихревых расходомеров жидкости и газа,

Известны вихревые расходомеры для измерения газа или жидкости, содержащие первичный преобразователь и перестраиваемый полосовой фильтр, который пропускает на измеритель частоты только узкую полосу частот, в. которой расположена частота, соответствующая частоте срыва вихрей с поверхности обтёкйе мЪго тела при данном расхбДе. Недостатком 4этого расходомера являетсяогранйченная область применения: либо на жидкость, либо на газ.

Наиболее близким к предлагаемому является вихревой расходомер со схемой с регулируемой амплитудой и спадом частотной характеристики, содержащий первичный преобразователь и схему обработки сигналов вихревого расходомера, включающую усилитель с регулируемой амплитудной характеристикой в функции амплитуды входного сигнала, фильтр на выходе усилителя с регулируемым спадом полосы его пропускания в области верхних частот, регулируемый импедансный элемент для управления усилителем и фильтром, блок управления регулируемым импедансным элементом, содержащий выпрямитель выходного сигнала усилителя, устройство усреднения сигнала выпрямителя и преобразователь, обеспечивающий управляющий регулируемым импедансным элементом сигнал в функции выходного сигнала усилителя. Такое устройство обладает ограниченной областью применения вихревого расходомера. Это объясняется тем, что известное устройство рассчитано на работу в составе вихревых расходомеров, амплитудно-частотная характеристика которых однозначно связана с измеряемым расходом и не допускает изменения амплитуды сигналов вихревого .расходомера от плотности измеряемого потока.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета плотности потока.

Это достигается тем, что в вихревой расходомер, содержащий первичный преобразователь и схему обработку сигналов, включающий фильтр с регулирующим импедансным элементом и блок управления, дополнительно введены дифференцирующая цепь на входе фильтра и интегрирующая цепь на входе блока управления, причем выход блока управления соединен с регулирующим импедансным элементом фильтра, управляющий вход - с выходом фильтра, а фильтр выполнен полосовым, причем блок

управления состоит из последовательно включенных выпрямителя и преобразователя, управляющего регулирующим импедансным элементом фильтра для настройки на

среднюю частоту полосы его пропускания, а в качестве выпрямителя использован фазо- чувствительный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в схему обработку сигналов дополнительно введены дифференцирующая цепь на входе фильтра, интегрирующая цепь на входе блока управления, а фильтр выполнен полосовым. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого вихревого расходомера критерию изобретения новизна.

На чертеже представлена блок- схема вихревого расходомера.

Расходомер содержит первичный преобразователь 1, дифференцирующую цепь 2, полосовой фильтр (3), интегрирующая цепь (4): блок управления (5), фазочувстви- тельный детектор (6), преобразователь (7) и

регулирующий импедансный элемент (8).

Расходомер работает следующим образом.

Расход измеряемой жидкости или газа создает вихри за телом обтекания. Выход- ной сигнал первичного преобразователя 1 поступает в схему обработки сигналов: через дифференцирующую цепь 2 на вход по- лосового фильтра 3, а также через интегрирующую цепь 4 - на вход блока управления 5, состоящего из последовательно включенных фазо-чувствительного детектора 6, управляемого фильтром 3, и преобразователя 7, который управляет в свою очередь регулирующим импедансным элементом 8, задающим среднюю частоту f полосы пропускания фильтра 3.

Принцип действия устройства основан на автоматической настройке совпадения фаз входного и выходного сигналов фильтра

3, благодаря которой фильтр автоматически настраивается на среднюю частоту полосы пропускания, соответствующую частоте срыва вихрей. С этой целью в устройстве применены дифференцирующая 2 и интегрирующая 4 цепи, выходные сигналы которых имеют фазовый сдвиг nil независимо от частоты и амплитуды входного сигнала. На выходе фазочувствительного детектора 6, управляемого выходным сигналом фильтра 3, имеющим фазовый сдвиг относител ьно входного сигнала фазочувствительного детектор л:/2, выделяется сигнал, среднее значение которого стремится к нулю. Преобразователь 7, накапливает разницу выходного сигнала фазочувствительного детектора от нуля, обусловленную отклонением фазы вход-выход фильтра от 0 с учетом знака этого отклонения, благодаря чему регулирующий импедансный элемент 8 изменяется и обеспечивает настройку фильтра 3 на нужную среднюю частоту полосы пропускания. Применение полосового фильтра с автоматической настройкой средней частоты полосы пропускания на частоту, соответствующую частоте срыва вихрей независимо от амплитуды выходного сигнала вихревого расходомера, изменения которой в значительной степени связаны с плотностью измеряемой среды, существенно расширяет область применения расходомера и допускает его применение для измерения как жидкости, так и газа.

Сущность изобретения: вихревой расходомер содержит 1 первичный преобразователь (1), 1 дифференцирующую цепь (2), 1 фильтр с регулирующим импедансным элементом (3), 1 интегрирующую цепь (4), 1 блок управления (5). 1-2-3-5-3, 1-4-5. 1 ил.

Формула изобретения

1, Вихревой расходомер, содержащий первичный преобразователь и блок управления, подключенный выходом к управляющему входу фильтра с регулирующим импедансным элементом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем учета плотности потока, в него введены дифференцирующая цепь, включенная между выходом первичного преобразователя и входом фильтра с регулирующим импедансным элементом, и интегрирующая цепь, включенная между выходом первичного преобразователя и

первым входом блока управления, при этом выход фильтра с регулирующим импедансным элементом подключен к второму входу блока управления и является выходом расходомера, а сам фильтр выполнен полосовым.

2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные выпрямитель и управляющий функциональный преобразователь, выход которого является выходом блока управления, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вто рым выходами выпрямителя.