Электромагнитный расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/60 G01F25/00 

1

Изобретение относится к бесконтактному измерению расхода электропроводящих сред.

Известны электромагнитные расходомеры, состоящие из индуктора бегущего магнитного поля с .двумя группами катушек, источника питания, приемного индуктора и измерительной

схемы СИ.

Недостатком этих расходомеров является невысокая точность измерения и сложность их. градуировки.

Известны также .электромагнитные расходомеры, содержащие индукторы с двумя группами трехфазных обмоток, подключаемых через тре хпозиционный переключатель к трехфазному источнику питания. Индикаторные катушки через усилитель и фазовый детектор соединены с индикатором. Трехпозиционный. переключатель в каждой из позиций подключает соответственно каждую из обмоток в отдельности и обе обмотки одновременно 2.

He ocтaткaми таких расходомеров являются низкий уровень полезной ЭДС от вторичного поля по сравнению с ЭДСГ от первичного поля при поочередном подключении каждой из трехфазных обмоток, что снижает

точность измерения полезной ЭДС, резкое изменение нагрузки источника питания при подключении обмоток в отдельности и вместе, что осложняет принципиально необходимую стабилизацию токов питания.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается

0 тем, что в электромагнитном расходомере, содержащем индуктор с двумя трехфазными обмотками, создающими встречно-бегущие магнитные поля, источник питания, переключатель, ин5дикаторные катушки и измерительную схему, содержащую последовательно включенные фазовый детектор и индикатор, переключатель выполнен двухпозиционным с основными и дополни0тельными контактами, в измерительную рхему введены схема компенсации, второй двухпозиционный переключатель, фазовращатель и квадратурный блок, при этом первый двух5позиционный переключатель основными контактами соединяет трехфазные обмотки с источником питания, а дополнительными контактами -.индикаторные катушки с сигнальным входом 0 фазового детектора непосредственно

или через второй двухпозиционный переключатель соединяет фазовращатель, подсоединенный к источнику питания, с опорным входом фазового детектора непосредственно или через квадратурный блок,

На, чертеже изображена блок-схема индукционного электромагнитного расходомера.

Расходомер состоит из двух (либо одного)индуктора 1 с двумя трехфазными обмотками 2 и 3 (условно показана одна фаза), создающими встречнобегущие магнитные поля, в зазоре между индукторами расположена электропроводящая среда 4. Обе трехфазные обмотки 2 и 3 подключены к источнику 5 питания через контакты.6 двухпозиционного переключателя 7. Индикаторные катушки устанавливаются на индукторах 1 в таком месте, где при одном положении переключателя поля, создаваемые обеими обмотками, находятся в противофазе (ноль индукции) а в другом положении - синфазны (максимум инду5 ции) . Индикаторные катушки 8 через дополнительные контакты

9того же двухпозиционного переключателя 7 соединены со схемой -10 сомпенсации и фазовым детектором 11, причем в одном положении двухпозиционногопереключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаются ко входу схемы компенсации 1-0, а его выход ко входу фазового детектора 11, в другом положении переключателя 7 индикаторные катушки 8 подключаются непосредственно ко входу фазового детектора 11. Выход фазового детектора соединен с индикатором 12 расходомера. Опорное напряжение на схему

10компенсации подается непосредственно с источника 5 питания. Вход опорного напряжения фазового детектора 11 соединен с источником 5 питания через фазовращатель 13, двухпозиционный переключатель 14 и квадратурный блок 15.

Расходомер работает следующим образом.

При отсутствии в зазоре измеряемой среды переключатель 7 и переключатель 14 устанавливают в положение 1. При этом контакты 6 реализуют согласное подключение обеих трехфазных обмоток 2 и 3 к источнику 5 питания, в этом случае поля от обеих обмоток в месте расположения индикаторных катушек суммируются, в индикаторных катушках наводится максимальная ЭДС от суммы прямых полей обеих обмоток. В положении 1 переключателя -14 опорное напряжение на фазо вый детектор 11 подается от источника 5 питания через фазовращатель 13, минуя квадратурный блок 15. Регулируя азу опорного напряжения фазовращаелем 13 до квадратуры с прямой ЭДС обиваются нулевых показаний индикатера 12. Затем переключатель 14 переводят в положение 11, тем самым происходит подключение квадратурного блока 15, который поворачивает фзу опорного напряжения на 90°, т.е. делает опорное напряжение синфазным с прямой ЭДС в индикаторных катушка Регулированием амплитуд и фаз схемы 10 компенсации, которая в положени 1 подключена при помощи дополнительных контактов 9 переключателя 7 меж индикаторными катушками и фазовым детектором 11, добиваются полной компенсации прямой ЭДС, о чем будут свидетельствовать нулевые показания индикатора 12. Если перевести переключатель 14 снова в положение 1 и ввести в зазор измеряемую среду (неподвижную), индикатор 12 зафиксирует ЭДС от суммы вторичных полей обеих обмоток, так как в этом случае опорное напряжение фазового детектора квадратурно ЭДС от прямых полей и синфазно ЭДС от вторичных полей. Таким образом, данное показание индикатора будет градуированным, соответствующим скорости движения среды 2Cf, где t - полюсное деление индуктора, f - частота тока питания индуктора, поскольку оно соответствует ЭДС от вторичных полей, наведенных суперпозицией дву бегущих магнитных полей.

Далее переключатель 7 переводят в положение II, при этом обе обмот ки 2 и 3 включены встречно, т.е. в месте расположения индикаторных катушек 4 как п-ервичные, так и вторичные поля от обеих обмоток 2 и 3 находятся в противофазе и в индикаторных катушках ЭДС не наводится. Поскольку в положении II переключатели 7 при помощи контактов 9 индикаторные катушки 8 подключаются непосредственно к фазовому детектору 11, минуя схему 10 компенсации, то индикатор 12 зафиксирует нулевое значение. При движении проводящей среды 4, поскольку поля, созданные обмоткс1ми, бегут в противоположные стороны, то относительная скорость движения в одноим из полей будет увеличиваться, а в другом - уменьшаться, соответственно величина одного.из.вторичных полей будет увеличиваться,а другого уменьшаться, так что в итоге в индикаторной катушке наводится ЭДС, пропорциональная разности относительных скоростей движения среды в обеих полях В случае, когда среда 4 будет-двигаться с синхронной скоростью с одним из бегущих полей и, соответственно, с двойной синхронной скоростью с другим бегупдам полем-, то сигнал на индикаторе будет равен градуированному сигналу. Таким образом, и осуществляется градуировка расходомера и его работа.