"Двухканальный электромагнитный расходомер4 Советский патент 1977 года по МПК G01F1/58 

на импульсном потоке снижена, что, в свою очередь, снижает точность изме.рения. Целью изобретения является повышение точности измерения расходомера за счет обеспечения возможности выравнивания (Коэффициентов преобразования при любом характере нотока жидкости, в том числе и непрерывном . Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый расходомер снабжен псреключателями, подключ-ающими об.мотку возбужде.н.ия преобразователя |расхода с постоянным магнитным полем последовательно с обмоткой возбуждения преобразователя расхода с Иеременным магнитным полем, сумматор к каналу преобразователя с постоянным магнитным полем, опорный вход корректирующего множителя к эталонному сопротивлению преобразователя расхода с переменным магнитным полем и к выходу удвоителя частоты, выход схемы вычитания к и.ндикатору, в нем канал преобразователя расхода с постоянным магнитным полем снабжен дополнительным усилителем с переменным коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом усилителя этого же каиала, а выход через двухпозидионный нереключатель соединен со входом корректируюа;его множителя, входы схемы вычитания подключены: один - через выпрямитель к эталонному сопротиВоЧе«ию преобразователя расхода ic иеременным магнитным пол-ем, другой - к эталонному сопротивлению преобразователя с постояпны.м магнитным полем. Возможность выравнивания коэффициентов преобразования каналов при любом характере потока жидк0:сти достигается тем, что оба канала при вырав.нивании переводятся з режим работы расходомера с переменным магнитным полем, а частотные характеристики обоих каналов при этом делают идентичны.ми. При этом дополнительный усилнте.чь в канале преобразователя с постоянным магнитным полем компенсирует уменьшение коэффициента преобразования расхода в указанном канале при переводе последнего в режим работы с переменным магнитным полем. Проверка соответствия заданного соотношения между магнитными индукциями в обоих преобразователях расхода осуществляется .при помощи схемы вычитания, на которую подаются напряжения, пропорциональные токам в катушках возбуждения. На чертеже изображен предложенный расходомер. Двухканальный электромагнитный расходомер содержит участок трубопровода 1 и расположенные на нем два преобразователя расхода с постоянным и неременным магнитными нолями, снабженных обмотками возбуждения соответственно 2 и 3, схемами питания 4 и 5, эталонными сонротивлениями 6 и 7 и нарами электродов 5 и 9. Обмотки возбуждения 2 и 5 через двухпозиционные переключатели 10 тл 11 нодключены раздельно к схемам питания 4 5, & также последовательно между собой и к схеме ни та ни я 5. Кроме того, расходомер содержит усилители 12 и 13 сигналов преобразователей расхода в каналах преобразователем с постоянным и переменным магнитными нолями; демодулятор 14 в канале преобразователЯ с переменным магнитным полем, соединенный с выходом усилителя 13; соединенный с выходом усилителя 12 фильтр верхних частот 15 и соединенный с выходом демодулятора 14 фильтр нижних частот 16; сумматор 17 сигналов обоих каналов, соединенный непосредственно с выходом фильтра 16 нижних частот и через двухнозиционный переключатель 18 с фильтром 15 верхних частот. К выходу усилителя 12 подсоединен дополнительный усилитель 19, коэффициент усиления которого равен отношению индукции постоянного Магнитного ноля преобразователя расхода к индукции переменного магнитного поля преобразователя расхода. Расходомер также содержит корректирующий множитель 20, вход которого через двухпозинионный переключатель 21 соединен с усилителем 12 и дополнительным усилителем 19, а выход - с фильтром нижних частот 16. Расходо:мер содержит также удвоитель частоты 22, вход которого соединен с эталонным сопротивлением 7. Онорный вход корректирующего множителя 20 соединен через двухпозндионный переключатель 23 с выходом удвоителя частоты 22 и эталонным сопротивлением 7. Сопротивление 7 соединено с опорным входом демодулятора 14. Сопротивление 6 преооразователя расхода с постоянным магнитным полем подсоединено непосредствепно ко входу схемы вычитания 24. Сопротивление 7 соединено с другим входом схемы вычитания 24 через лзынря.митель 25. Расходомер, кроме того, содержит индикатор 26, соединенный через другой двухпозиционный переключатель 27 с сумматором 17 и схемой вычитания 24. В положении b переключателей 10, 11, 18, 21, 23 и положении а переключателя 27 производится выравнивание коэффициентов преобразования расхода в обоих каналах расходомера. При этом один из выводов обмотки 3 магнитной систел1ы преобразователя расхода с неременным магнитным нолем отключается от выхода схемы питания 5 и оба вывода обмотки 2 магнитной системы преобразователя расхода е постоянным магнитным полем отключаются от выхода схемы питания 4, и подключаются к выходу схемы питания н отключенному концу катушки магнитной системы преобразователя расхода с переменным магнитным нолем. Вход корректирующего множителя 20 отключается от выхода усилителя 12 и подключается к выходу удвоителя частоты и под1 лючается к сопротивлению 7 схемы питания 5. Выход фильтра верхних частот 15 отключается от входа суммируюн1его усилителя 17.

В этом случае обмотки 2 и 5 магнитных систем обоих преобразователей расхода включаются последовательно и запитываются переменным током от схемы питания магнитной системы 5. Коммутация обмоток осуществляется таким образом, чтобы сигналы .расхода на выходах демодулятора 14 и корректи,руюи;его множителя 20 .имели противоположлую друг относительно друга полярность.

В цепь усиления сигнала в канале преобразователя с постоянным магнитным полем включается дополнительный усилитель 19 с коэффициентом усиления п, причем п равно выбранному отношению величины постоянного магНИтного поля Б, к эффективному значению магнитного .поля Sg ( - значения магнитных полей, создаваемых в преобразователях расхода при положении а переключателя). Сигнал с выхода усилителя 19 проходит корректирующий множитель 20, который выполняет в дапиом случае в этом канале расходомера ту же роль, что и демодулятор 14 в другом канале.

Сигналы расхода с выходов обоих демодуляторов 20 и 14 суммируются с учетом своих знаков на входе фильтра нижних частот; разностный сигнал проходит фильтр 16, сумматор /7 и поступает «а индикатор 26. Если при наличии расхода в трубопроводе 1 изменять коэффи.циеит усиления усилителя 12, то нулевое показание индикатора 26 будет свидетельствовать о .равенстве коэффициентов преобразования расхода в обоих каналах расходомера. Поскольку частотные характеристики обСИх каналов в этом случае полностью идентичны, то точность выравнивания оказывается высокой. Кроме того, характер течения среды для выполнения этой операции может быть любой, в том числе и непрерывный.

В положении с всех пере.ключателей, .кроме 27, и в положении b переключателя 27 осуществляется контроль выполнения соотнощепия В пВ2 путем сравнения эффективных значений токов в обмотках магнитных систем обоих преобразователей расхода.

.В ноложеаии b переключател.я 27 вход индикато.ра 26 отключается от выхода сумматора 17 и подключается к .выходу схемы вычитания 24.

Напряжения, пропорциональные токам, снимаются с эталонных сопротивлений и подаются на схему вычитания 24. Напряжение с сопротивления 7 в цепи катушки преобразователя расхода с переменным .магнитным полем предварительно выпря.мляется выпрямителем 25. Коэффициент передачи по напряжению по .входу а схемы вычитания 24 с упеТО.М коэффициента преобразова.ния выпрямителя 25 в п раз больше, чем по входу Ь.

Нулевое показание индикатора 26, получаемое изменениями выходного то.ка схемы питания 4 при помощи содержащейся в ней регулиров.ки свидетельствует о выполнении соотношений Bi nB2.

- .В положении а всех переключателей расходомер приводится в рабочий режи.м измерения расхода. В этом случае обмотки 2 и 3 магнитных систем подключаются каждая к своей схеме питания, а усилитель 19 отключается, компенсируя таким образом увеличение коэффициента преобразования в своем канале, происходящее за счет превышения в п раз BI по отношению .к БЗ при переходе из

режима выравнивания в режим ра.боты.

Электроды 8 и 9 преобразователей расхода в Каждом канале подключены соответственно ко входам усилителей 12 и 13. Выход усилите.тя 12 подключен .к входу фильтра

верхних частот 15 и ко .входу корректирующего множителя 20, онорный вход которого подключен к выходу удвоителя частоты 22, вход которого соединен с эталонным сопротивлением 7 схемы иитания магнитной системы 5. Выход усилителя 13 соединен со входом демодулятора 14, оиорный вход кото.рого соединен с соп.рот)влением 7 схемы питания .магнитной системы 5.

Выходы демодулятора 14 и корректирующего множителя 20 еоединены со входами фильтра ниж.них частот 16. Выходы фильтров верхних 15 и нижних 16 частот подключены ко входам суммирующего усилителя 17, выход которого соединен с .индикатором 26.

Один из входов схемы вычитания 24 подключен к сопротивлению 6 схемы питания 4, а другой - через выпрямитель 25 к сопротивле: ию 7 схе.мы п ггания о.

Корректирующий множитель 20 в этом

режиме осуществляет ко.ррекцию частотных искажений, возникающих в канале с переменным магнитным полем в результате двойного преобразования частоты спектра сигнала в этом канале.

Таким образом, предлагаемый .расходомер

позволяет по.высить точность измерения за счет осуществле:П1я выравнивания коэффициентов преобразования каналов npii любом хара-ктере потока жидкости и достижения при

этом идентичности частотных характеристик.

Формула изобретения

Двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости,

содержащий участок трубопровода с расположенным.и на нем преобразователями расхода с обмотками возбуждения ностоянного и переменного .магнитных нолей, эталонными сопротивлениями и электродами, ка.налы преобразователей с постоянными и переменным магнитными полями, сумматор сигналов обоих каналов, корректирующий множитель, удвоитель частоты, схему вычитания и индикатор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью

повышения точности, он снабжен переключателями, подключаюпио н обмотку возбуждения нреобразователя расхода с постоянным .магнитны.м нолем последовательно с обмоткой возбужден.ия преобразователя расхода с

переменным магнитным нолем, сумматором к

каналу преобразователя с постоянным м-агнитным Полем, опорный вход .корректирующего множит-ел1Я к эталонному сопротивлению преобразователя расхода с леременным магнитныМ полем и к выходу удвоителя частоты, выход схемы вычитания к индикатору, в нем канал п.реобра-зователя расхода с постоянным „магнитным полем снабжен дополнительным усилителем с переменным коэффициентом усиления, вход которого соединен с выходом усилителя этого же канала, а выход через двухпозидионный переключатель соединен оо входом корректирующего множителя, входы схемы вычитания подключены: один - через выпрямитель к эталонному сопротивлению

преобразователя расхода с переменным магнитным полем, другой - К эталонному сопротивлению преобразователя с постоянным магнитным полем.

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. Г. Гуревич и др. «Двухканальный электромагнитный расходомер быстронеременных потоков жидкости, жур. «Приборы и системы управления, К 4, 1974, стр. 36.

2. Авторскоесв.идетельство

СССР

478189 G 01 F 1/00, 02.04.73.

15

0..