Электромагнитный расходомер с частотным выходом Советский патент 1982 года по МПК G01F1/60 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для изм рения расхода жидкости электромагнитным способом с аналого-цифровым преобразованием расхода жидкости.

Известен электромагнитный расходомер с компенсационной схемой преобразования сигнала дат)ка в частоту, который содержит датчик, катушку возбуждения магнитного поля, усилитель и два идентичных канала преобразования, в каждом из которых имеются фазовые детекторы, преобразователи на пряжение - частота и частота - на- ,5 пряжение с соответствующими фильтрами 1 .

Однако схема такого расходомера сложна. Магнитное поле возбуждается в нем промышленной частотой, поэто- JQ му для возбуждения требуется значительная полная мощность. При промышленной частоте имеется довольно значительная трансформаторная помеха, для подавления которой и приме няется дополнительный канал.

Известен электромагнитный расходомер с частотным выходом, частота возбуждения которого равна выходной частоте, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, последовательно соединенные схему управления, генератор тока треугольной формы и катушку возбуждения магнитного поля датчика, и первую и вторую схемы сравнения, выходы которых подключены ко входу схемы управления. При низкой частоте возбуждения существенно снижаются полная мощность и трансформаторная помеха t2.

Недостатком известного расходомера является низкое быстродействие измерения. Ввиду флюктуации мгновенного значения расхода и нестабильносГи электродных потенциалов каждый период выходного сигнала расходомера определяется с некото3рой погрешностью. Однако, так как погрешности чисто случайные и некоррелированные между собой, то суммарная относительная погрешность определения частоты по формуле f s , где Tg - эталонный промежуток времени, N количество импульсов,появившееся на выходе расходомера за этот промежуток, будет в VN раз меньше. Так как наиболее выгодным как с энергетической, так и с метрологической точки зрения является диапазон частот возбуждения ниже промышленной частоты, необходим достаточно большой образцовый промежуток времени Тд для получения информации о расходе с заданной точностью. Цель изобретения - увеличение быстродействия измерения расхода при заданной точности. Указанная цель достигается тем, что в электромагнитный расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, усилитель сигнала датчика, последовательно соединенные схему управления, генератор тока треуголь ной формы, катушку возбуждения Mai- нитного поля датчика, и первую и вт рую схемы сравнения, выходы которых подключены ко входу схемы упй)авления, дополнительно введены и схе сравнения и сумматор импульсов, при чем входы первой и и введенных схем сравнения соединены с выходом усилителя сигнала датчика, вход второй схемы сравнения соединен с генератором тока треугольной формы, а вых ды всех схем сравнения соединены с сумматором импульсов. Структурная схема расходомера представлена на чертеже. Расходомер состоит из датчика 1 к электродам которого подключен усилитель 2 сигнала датчика. Магнит ное поле в датчике 1 создается катушкой 3 возбуждения магйитного поля, подключенной к выходу генератора k тока, треугольной формы, вход которого подключен к схеме 5 управ ления. Ко входу последней подключены выходы первой схемы 6 сравнения и второй схемы 7 сравнения, вход которой подключен к генератору 3 тока треугольной фЪрмы. Выходом расходомера является сумматор 8 импульсов, ко входу которого подсоединены выходы всех схем 6,7, 9-2,..«-9-п сравнения. Входы схем 4 6, 9-1, 9-2,...,9-п, сравнения присоединены к выходу усилителя 2 сигHajia датчика. Устройство работает следующим образом . В момент включения ток на выходе генератора тока треугольной формы начинает линейно расти. При этом линейно растет также индукция магнитного поля в датчике 1, полезный- сигнал на его электродах и сигнал на выходе усилителя 2 сигнала датчика. В момент достижения сигналом на выходе усилителя значения Ед, где ЕО - порог срабатывания первой схемы 6 сравнения, последняя срабатывает, воздействуя на схему 5 управления, которая, в свою очередь, переключает направление изменения тока на выходе генератора t тока треугольной формы. Ток начинает линейно убывать до тех пор, пока его значение становится равным нулю. В этот момент срабатывает вторая схема 7 сравнения и воздействует на схему 5 управления, которая вновь переключает генератор k, Частота изменения тока треугольной формы пропорциональна расходу жидкостигде Q - расход, Во - скорость изменения магнитного поля, пропорциональная скорости изменения тока треугольной формы, С - константа. Пороги срабатывания схем ,9 -2...,9П сравнения выбраны равны о и7Г ,2.. .п-номер схемы 9 сравнения. В каждый период все схемы 9 сравнения срабатывают по два раза: при росте сигнала на выходе усилителя 2 от О до ЕО и при убывании этого сигнала от Е до 0. Если расход жидкости в течении одного периода Т постоянен, то интервал времени между срабатываниями соответствующих схем сравнения будет составлять Y , где п - количество схем 9 сравнения в схеме расходомера. На выходе сумматора 8 импульсов будут появляться импульсы, возникающие на выходах всех схем сравнения, поэтому частота повторения мпульсов на выходе последнего удет составлять 2и|1в , где fu - час