Электромагнитный расходомер с частотным выходом Советский патент 1980 года по МПК G01F1/58 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТШЛЙ РАСХОДШЕР С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДШ

Изобретение относится к измерению расхода и количества жидкостей элект ромагнитным методом. Известны электромагнитные расходомеры с компенсационной схемой преобразования вькодного сигнала датчика в частоту 1), Однако для возбуждения магнитного поля датчика в них используется напряжение промьЬшенной частоты, чтО вызывает повьаиенный расход электроэнергии. Известны также электромагнитные расходомеры, которые содержат датчик формирователь магнитного поля, усилитель сигнала датчика, генератор тОка треугольной формы, схему управл ния генератора, основную и дополнительную схемы сравнения, выходы KOTO рых подсоединены ко входу схемы управления 2 . Основным недостатком таких расходомеров при низкой частоте возбуждения, если он применяется в качестве аналого-цифрового преобразователя расхода жидкости, является низкая выходная частота. При этом, если циф ровое выражение частоты -получается н посредственным подсчетом периодов выходного сигнала за заданный промежуток времени, то необходимо относительно длительное время для получения одного отсчета, а это не всегда применимо. Д;1Я получения же цифрового значения частоты по одному или нескольким периодам выходного сигнала необходимо применять достаточно сложные схемы. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Указанная цель достигается тем, что электро 1агнитный расходомер, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, форкшрователь лсагнитного поля, генератор тока треугольной формы и схему управления генератором, снабжен преобразователем напряжениечастота, двумя ключами и запоминающим устройством, вход которого через первый -ключ подсоединен к выходу усилителя, а выход - через второй ключ - к выходу преобразователя напрях ение - частота, причем управляющие выводы ключе й .подсоединены к устройству управления генератора. На чертеже представлена струкгуиная схема устройства. Датчик 1 расходомера содержит трубу из немагнитного материала с электродами. К ним подсоединен усилитель 2, выход которого ключ 8 подключен к запоминающему устройству, представляющему собой конденса тор 4. В свою очередь, конденсатор 4 через ключ 5 соединен с преобразователем Напряжение - частота 6. Магнитное поле в датчике 1 возбуждается формирователем 7 магнитного поля представляющим собой катушку индуктивности с ферромагнйтным сердечником, питаемую генератором 8 тока треугольной формы, соединенным со схемой 9 управления, к которой подключены управляющие 1вх6ды кШчёй 3 и 5..-„..--- ....--..- - .....:„..-.- -Устройство работает следующим образом, В MoMiSHT включения ток возбуждени i начинает линейно возрастать с заданной скоростью jj, Он растет до тех пор, пока его значение достигнет заданной величины Ig(измерительный полупериод). В момент равенства i 1д устройство управления переключает направление изменения тока .возбуждения на обратное. Ток 1 начинает линейно убывать со скоростью 1 до нуля (полупериод преобразования) . В момент равенства Ig О устройство управления 9 п1ереключает вновь направление изменения тока возбуждения, ключ 3 замыкается, а ключ 5 размыкается, опять начинается измерительный полупериод. В измерительном полупериоде с ростом тока возбуждения в формирователе 7 магнитного поля линейно растет индукция магнитного поля а, тем самым, полезный сигнал датчика. Если коэффициент усиления К усилителя 2 выбран таким, чтобы он не искажал сигнала датчика, то на выходе усилителя 2 сигнал растет тоже линейно. При этом конденсатор 4, который подключен в этом полупериоде к выходу усилителя 2, заряжается до величины Jf, , равной выходному сигналу усилителя 2, в момент достижения током возбуящения максимального значения 1. В этот момент ИНДУКЦИЯ достигает максимального значения В, полезньй сигнал датчика значения8,,, Bj,dv (где d - расстояние между электродами, V - скорость потока жидкости), а выходной сигнал усилителя - значения Uj . Если в кадцом периоде обеспечивается постоянство произведения const, то напряжение, до которого заряжается конденсатор 4, пропорционально скорости потока жидкости V. В момент перехода с измерительного полупериода на полупериод преобразования конденсатор 4 отключается от выхода усилителя 2 и подключается ко входу преобразователя 6 напряжение - частота и остаётся подключенным к нему в течение всего полупериода преобразования. На выходе преобразователя б возникает сигнал, частота которого пропЬрцид;|1альна запомненному на конденсаторё 4 напряжению, следовательно, расходу в.момент окончания измерительного полупериода. Выходную частоту преобразователя б напряжение - частота можно выбрать достаточно большой, благодаря чему резко увеличивается быстродействие получения информации- о расходе. Кроме того, имеется возможность непосредственного получения цифрового отсчета расхода. Формула изобретения Электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, формирователь магнитного поля, генератор тока треугольной формы и устройство управления генератором, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, расходомер снабжен преобразователем напряжение - частота, двумя ключами и запоминающим устройством, вход которого через первый ключ подсоединен к выходу усилителя, а выход через второй ключ - ко входу преобразователя напряжение - частота, причем управляющие выводы ключей подсоединены к устройству управления генератора. Источники информации, принятые во в{1И|л ие при экспертизе 1.Патент США 3260109, кл. 73-194 ЕМ; 1966. 2.Авторское свидетельство СССР 546781, кл. G 01 Р 1/58, 1974 (прототип) .

781583