Электромагнитный расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/58 

(54) ЭЛЕКТЮМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относитея к области измерения расхода электропроводящих жидкостей электромагнитным методом. Известнь расходомеры, содержащие участок трубопровода из диэлектрического материала, по которому протекает измеряемая жидкость, аксиально вращающийся вокруг трубопровода кольцевой магнит, два электрода для измерения ЭДС, наведенной в потоке жидкости, размещенные диаметрально противоположно на трубопроводе устройство для вращения кольцевого магнита, усилитель переменного напряжения, снимаемого с электродов, синхрошшй выпрямитель усиленного переменного напряжения, устройство для измерения выпрямленного напряжения, пропорционального расходу 1. В известных расходомерах под действием магнитного поля в движущейся жидкости наВОШ1ТСЯ ЭДС, величина которой пропорциональ на скорости потока. Усиленное и выпрямленное напряжение пропорциональное скорости по тока, поступает иа вход измерительного устрой ства. Аксиальное вращение магнита вокруг трубопровода служит для устранення поляризации электродов и модуляции сигнала, пропорцнонального расходу. Недостатком известных расходомеров является низкая точность измерения, что обусловлено зависимостью показаний от нестабильности магнитного поля. Целью изобретения является повыцюние точности электромагнитного расходомера. Указанная цель достигается тем, что электромагнитный расходомер, содержащий участок трубопровода из диэлектрического материала, размещенный между полюсами магнита, установленното в опорах с возможностью вращения вокруг оси трубопровода, два электрода, расположенных диаметрально противоположно на трубопроводе и подключенных к входу усилителя, и устройство для вращения магнита, снабжен рамкой из проводящего материала, размещенной на трубопроводе, две сторсжы которой расположены вдоль диаметрально противоположных образующих наружной поверхности трубол роврда, дополнительным усилителем, селектю ным сравниваюищм устройством, блоком управления и частотомером, причем вход дополнительного усилителя подключен к рамке, сигнальные входы селективного сравнивающего устройства соединены с выходом обоих усилителёй, а его выход через блок управления соединен с входом устройства для вращения магнита, к одному выходу которого подключен вход управления селективного сравнивающего устройства, а к другому - частотомер. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов, снимаемых с усилителей, подключенных к электродам и рамке. Электромагнитный расходомер содержит участок трубопровода I из диэлектрического материала, на внутренней поверхности которого диаметрально противоположно расположены электроды 2, рамку 3 из проводящего материала, две стороны которой расположены вдоль диаметрально противоположных образующих наружной поверхности трубопровода 1. Участок трубопровода размеихен между полюсами маг нита 4, имеющего возможность вращения вокруг оси трубопровода. К электродам 2 и рамке 3 подключены основной 5 и дополнительный 6 усилители переменного тока, выходы которых соединены с сигнальными входами селективного сравнивающего устройства 7. К выходу селективного уст ройства 7 через блок управления 8 подключен вход устройства 9 для вращения магнита, меха нически связанного с магнитом 4. Один выход устройства 9 для вращения магнита подключен к входу управления селективного сравнивающего устройства 7, а другой - к частотомеру 10 Расходомер работает следующим образом. При аксиальном вращении магнита 4 с угловой частотой U) вокруг участка трубопровода 1, по которому протекает жидкость с расходом Q , с выхода усилителя S, пощслюченно го к электродам 2, снимается сигнал и -K BoQcoeuit -V KjiBoUusiHijot, U) где КI и К - постоянные коэффициенты; t - время; BO - индукция в зазоре между полюсами магнита. Временная диаграмма сшиала Ui показана на фиг. 2, где линия 1 изображает зависимость от времени первого слагаемого равнения (1) (1С.Во Ов°г° сигнала, пропорционального расходу), а линия 2 - второго слагаемого уравнения (1) C iBoiDSivioyt- сиг нала так называемой трансформаторной помехи Величина сигнала U, снимаемого с выхода усилителя 6, подключенного к рамке 3, определяется из равенства U,j,-R,ujBoCOsujt,, U) где Кз - постоянный коэффициент. Временная диаграмма сигнала U показана на фиг. 1. Сигналы, с выходов усилителей 5 и 6 поступают на сигнальные входы селективного сравнивающего устройства 7. В устройстве 7 в моменты времени и . где п - число полупериодов колебаний напряжения, происходит алгебраическое вычитание сигналов Ui и и и на его выходе образуется сигнал ощибки д . d BoCosuutU-iQ-i -b A) Ь) Момент времени сравнения сигналов Uj и Uj, а также время работы ДТГселективного сравнивающего устройства 7 ( Т - периода вращения магнита) определяются сигналом, поступающим с выхода устройства 9 для вращения магнита на вход управления селективного сравнивающего устройства 7. Сигнал ощибки Д поступает на вход блока управления 8, который через устройство 9 для вращения магнита изменяет скорость вращения магнита 4 таким образом, чтобы свести сигнал рассогласования Д к нулю. При выполнении условия / О из (3) получаем- U) Из выражения (4) видно, что величина угловой частоты вращения магнита 4, измеряемая частотомером 10, прямо пропорциональная величине расхода О и не зависит от нестабильности магнитной индукции BQ. Устройство позволит повысить точность измерения путем уменьщенйя влияния нестабильностн магнитного поля на показания расходомера. Формула изобретения Электромагнитный расходомер, содержащий участок 1фубопровода из диэлектрического матфиала, размещенный между полюсами магнита, установлешки-о в опорах с возможностью вращеюга вокруг оси трубопровода, два электропа, расположеииых диаметрально противоположно на трубопроводе и подключенных к входу усилителя, и устройство для вращения магнита, отличающийся тем, что.

с целью повышения точности измерения, он снабжен рамкой из проводящего материала, размещенной на трубопроводе, две стороны которой расположены вдоль диаметрально про тнвоположных образующих наружной поверхности трубопровода, дополнительным усилителем, селективным сравнивающим устройством, блоком управления и частотомером, причем вход дополнительного усилителя подключен к рамке, сигнальные входы селективного сравнивающего

устройства соединены с выходами обонх усилителей, а его выход через блок управления соедин(Ш с входсяш устройства для вращения магнита, к одасму выходу которого подключен вход управлеиия селективиого q виивaющего ycipcHiCTBa, а к другому - частотомер;

Источники ииформации, принятые во виимание при aKcnqmoe 1. Патеит США Н 2907207, кл. 73-194 ЕМ, 1959 (протопш)..

.1

ЛК/