Электромагнитный расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/60 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

1

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к расходометрии и может быть использовано в электромагнитных расходомерах диэлектрических сред.

Известны электромагнитные расходомеры диэлектрических сред, содержащие преобразователь расхода, входной усилитель с цепью положительной обратной связи и измерительную схему. Независимость пок заний данных расходомеров от импеданса измеряемой среды достигается выбором при регулировании глубины положительной обратной связи, обеспечивающей полную нейтрализацию входного импеданса усилителя I.

Недостатком известных электромагнитных расходомеров диэлектрических сред является невысокая точность измерений из-за непостоянства глубины положительной обратной связи в процессе эксплуатации вследствие нестабильности параметров усилителя и цепи обратной связи.

Известен также лишенный указанных недостатков электромагнитный расходомер диэлектрических жидкостей, содержащий последовательно соединенные преобразователь

расхода, входной усилитель с цепью положительной обратной связи и измерительную схему, а также источник вспомогательного сигнала, блок регулирования и регулятор глубины положительной обратной связи,

причем источник вспомогательного сигнала подключен ко входу усилителя, вход блока регулирования подключен к выходу усилителя, а выход блока регулирования подключен к управляющему входу регулятора глубины положительной обратной связи, соединенного с цепью положительной обратной связи входного усилителя. Требуемая глубина положительной обратной связи в этом расходомере поддерживается автоматически по критерию сохранения на выходе усилителя постоянства интенсивности пилотсигнала калиброванной амплитуды, подаваемого на вход усилителя 2.

Недостатком известного устройства является зависимость поддерживаемого значения глубины положительной обратной связи от интенсивности пилот-сигнала и коэффициента передачи измерительного тракта, что определяет невысокую точность поддержания требуемой глубины обратной связи и измерения расхода.

Цель изобретения - повышение точности измерений электромагнитного расходомера диэлектрических сред с автоматическим поддержанием глубины положительной обратной связи.

Указанная цель достигается тем, что электромагнитный расходомер, содержащий преобразователь расхода, усилитель.с цепью положительной обратной связи, измерительную схему, источник вспомогательного сигнала, блок регулирования и регулятор глубины положительной обратной связи, снабжен модулируемым импедансом и генератором сигнала модуляции, причем модулируемый импеданс включен последовательно с источником вспомогательного сигнала и связан с выходом генератора сигнала модуляции, подключенного также к входу опорного сигнала блока регулирования. Вследствие этого в предлагаемом расходомере автоматическое поддержание требуемой глубины положительной обратной связи происходит по критерию отсутствия на выходе усилителя амплитудной модуляции сигнала вспомогательного источника, что соответствует нулевому суммарному току в цепи источника вспомогательного сигнала, т.е. режиму полной нейтрализации входного импеданса усилителя.

С целью упрощения конструкции источник вспомогательного сигнала может быть выполнен в виде источника трансформаторного сигнала преобразователя расхода, а блок регулирования может быть выполнен в.,виде последовательного соединения ; инейного и синхронного детекторов, причем в.ход полезного сигнала линейного детектора соединен с сигнальным входом блока, а вход опорного сигнала синхронно го детектора соединен с входом опорного сигнала блока регулирования.

На чертеже изображена структурная схема электромагнитного расходомера.

Предлагаемый электромагнитный рас.кодомер содержит последовательно соединенные преобразователь 1 расхода, усилитель 2, измерительную схему 3, а также источник 4 вспомогательного сигнала-, модулируемый импеданс 5, генератор 6 сигнала модуляции, блок 7 регулирования и регулятор 8 глубины положительной обратной связи. К входу усилигеля 2 подключен источник 4 вспомогательного сигнала последовательно с модулируемым импедансом 5, с которым связан генератор 6 сигнала модуляции, подключенный также к -опорному входу блока 7 регулирования, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя 2.Выход блока 7 регулирования соединен с управляющим входом регулятора 8 глубины положительной обратной связи, подключенного к цепи положительной обратной связи усилителя 2.

Электромагнитный расходомер работает следующим образом.

Выходной сигнал преобразователя 1 расхода поступает через усилитель 2 в измерительную схему 3. При отклонении значения

глубины положительной обратной связи от обеспечивающего полную, нейтрализацию входного импеденса усилителя 2, в цепи источника 4 вспомогательного сигнала возникает разностный ток и напряжение вспомогательного сигнала на входе усилителя 2 вследствие колебания падения напряжения на модулируемом импедансе 5 изменяет свое значение с частотой генератора 6 модуляции. Блок 7 регулирования преобразует значение амплитуды и знак фазы колебаний напряжения на выходе усилителя 2 в соответствующий по интенсивности и полярности управляющий сигнал регулятора 8 глубины положительной обратной связи, который изменяет передачу в цепи положительной обратной связи усилителя 2 таким образом, чтобы глубина амплитудной модуляции вспомогательного сигнала была минимальной, что соответствует минимальному значению разностного тока в цепи источника 4 вспомогательного сигнала, т.е. полной нейтрализации входного импеданса усилителя. Поскольку изменение направления тока в цепи источника вспомогательного сигнала вызывает изменение фазы огибающей модуляции, требуемое значение глубины положительной обратной связи может

0 быть поддержано при любом знаке отклонения от режима полной нейтрализации.

Модулированный импеданс 5 может быть выполнен, например, в виде резистивного оптрона или варикапа, блок 7 регулирования может быть выполнен в виде различителя фазы напряжения амплитудной модуляции, регулятор 8 глубины положительной обратной связи может быть выполнен в виде управляемого делителя напряжения.

Предлагаемое техническое рещение обеспечивает повыщение точности измерения расхода диэлектрических сред по сравнению с известными электромагнитными расходомерами и придает также заявленному расходомеру новое свойство-способность поддерживать режим нейтрализации входного импеданса при нестабильном вспомогательном сигнале. При этом выполнение источника вспомогательного сигнала в виде источника трансформаторного сигнала преобразователя расхода позволяет устранить потребность в отдельном источнике вспомогательного сигнала. Выполнение блока регулирования в виде последовательного соединения линейного и синхронного детекторов позволяет упростить конструкцию различителя фазы и обеспечить независимость его выходного сигнала от интенсивности квадратурной помехи.