Электромагнитный расходомер с временным выходом Советский патент 1976 года по МПК G01F1/58 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

(54) С ВРЕМЕННЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области измерения расхода и скорости жидкости электромагнитным NteTOAOM. Известные расходомеры с временным выходом, которые содержат преобразователь расхода, генератор такта, сравнивающее устройство, источник пилообразного напряжения 1 . В таких системах напряжение, пропорциональное расходу (скорости), сравни вается с линейно нарастающим (пилообразным) напряжением. При этом интервал времеии между мокюнтом начала цикла и моментом равенства напряжения расхода с пилообразным пропорционалеи расходу (скорости). Эти расходомеры чувствительны к изменениям параметров многих элементов схемы и изменениям тока в обмотке электромагнита преобразователя расхода. В расходомерах, в которых электромагннт преобразователя расхода питается переменным током (особенно на частоте 50 Гц) требуется детектор с больнюй постоянной времени сглаживания. В расходомерах с постоянным магнитом возникают значительные Э.Д.С. помехи из-за поляризации электродов, система чувствительна также к импульсным помехам и наводкам переменного тока, так как с пилообразным напряжением сравнивается мгновенное значение напряжения расхода. Целью изобретения является повышение точности йзмереиия и помехоустойчивости прибора. Для этого расходомер снабжен двумя ключами, триггером, синхронным детектором, источником опорного напряжения и ингергратором, причем преобразователь расхода и генератор такта через один из ключей, а источник опорного иапряжеш я и триггер через другой ключ и далее последовательно через синхронный детектор и интегратор подключены к сравнивающему устройству, выход которого подключен к одному из входов триггера, другой вход которого соединен с инверсным выходом генератора такта. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого расходомера; на фнг. 2 - графики, поясняющие его работу. Расходомер содержит источиик 1 опорного напряжения, преобразователь расхода 2, ключи 3 и 4, синхронный детектор 5, интегратор 6, сравнивающее устройство 7, триггер 8 и генератор такта 9. В расходомере источник опорного напряжения 1 формирует опорное напряжение, пропорциональное магнитной индукции или току

питания электромагнита преобразователя расхода 2. Сигнал расхода U подается на сигнальньш вход клнна 3. Опорное ншряйсение UQ подается на сигнальный вход ключа 4 и управляющий вход сиюсронного детектора 5. Выходы ключей соединены с сигнальным входом сщсхрошого. тора 5, выход которого соединен через интегратор 6 Ссравнивающим устройством 7, которое управляет входом сброса триггера 8, установленный вход которого управляется выходным триггером генератора такта 9,

Цикл работы устройства состоит из даух частей, длительность которых определена генератором такта 9. Во время первой части никла to (логический выход Р-1; Q 0) ключ 3 пропускает выходной сигнал преобразователя расхода 2 через синхронньш детектор 5 на вход интеграто|ра 6. Выходное напряжение интегратора Ui растет к концу первой части 1шкла до значения Ц.При постоянном расходе и фиксированной частоте сети

rт,,,

где К - постоянная интегратора на частоте сети;

По - число полуволн напряжения сетн за время tg; и - амплитуда полезной составляющей в выходном сипеле U преобразователя расхода. Благодаря ашхронному детектору 5 квадратурная помеха сигнала U (сдвинутая на 90° относительно опорного капряженияя Uo) не влияет на величину и,,„,,при условии, что пд - целое числе

или По 00

Результат соответствует усредненному за to расходу, что полезно при изменякяцемся расходе или наличии помех.

Во время второй части цикла ( ) происходит обратное 1штегрирование. Дня зтого ключ 4 под действием Q -1 пропускает напряжение Uo через синхронньш детектор 5 на вход интегратора 6 с та1шм. знаком, чтобы выходное напряжение интегратора начало уменьшаться. В момент падения выходного напряжения до нуля нуль-орган 7 вьтрабатьшает короткий импульс R 1, в результате чего Q 0. Время обратного

интегрирования ti, являющееся результатом измерения, можно найти из соотношення

|-Uo.

П

u nV-JJ-.,

и отпо

Приведевдые равенства точны, если ti содержит целое число полупериодов сети. При дробном числе полупериодов, что имеет место в практике, желательно сделать выбором Uo это число как можно больщим.

Как видно из последнего равенства, время зависит от отношения позтому колебания напряжения сети не влияют на результат преобразователя, так как они влияют в одинаковой Мерее на U и

%- - :

ВреМя, оставшееся до повторения (начало нового цикла) логического состояния Р 1, может использоваться для коррекции нуля интегратора и нуль-органа..

Формула изобретен.ия

Электромагнитный расходомер с временным выходом, содержащий преобразователь расхода, сравнивающее устройство и генератор такта, отличающий тем, что,.с целью повышения точHQcni и помехоустойчивости,; он, .снабжен двумя ключалт, триггером, синхронньш детектором, источником опорного напряжения и интегратором, причем преобразователь расхода и генератор такта через один из ключей, а источник опорного напряжения и триггер через другОй клкп и далее последовательно через синхронный детектор и интегратор пофслючены к. сравнивающему устройству, выход которого пофслючен к одному из входов триггера, другой вход которого соеданен и инверсным выходом генератора такта.

Источники информации, принятью во внимание при экспертизе:

1

1 ---f -

I11 I