Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода многофазных потоков Советский патент 1982 года по МПК G01N9/00 G01F1/00 

(5) ВИБРАЦИОНПО-ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ И РАСХОДА МНОГОФАЗНЫХ ПОТОКОВ

1

Изобретение относится к средствам измерения с помсицью вибрационно-частотных преобразователей плотности, расхода и других параметров контролируемых сред и может быть использовано при автоматическом управлении технологическими процессами в нефтяной, газовой и химической промышленностях.

Известны вибрационно-частотные преобразователи для измерения плотности и расхода, содержащие датчик с чувствительным элементом и вторичный преобразователь til и 2.

Недостатком известных устройств является неудовлетворительная точность измерения на пульсирующих потоках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вибрационно- частотный преобразователь плотности и расхода многофазных потоков, содержащий вторичный прибор и датчик, состоящий из чувствительного элемента, герметичного корпуса ,и установленных на корпусе электромагнитных систем съема и возбуждения в виде расположенных на одной оси в плоскости колебаний чувствительного элемента и по разные стороны от него двух катушек с магнитными сердечниками, рабочими обмотками и обмотками подмагничивания

Одна из катушек, через обмотку

10 подмагничивания которой протекает ток подмагничивания , а рабочая обмотка подключена ко входу вторичного прибора, образует электромагнитную систему съема колебаний чувст15вительного элемента датчика.

Выходное напряжение системы съема U(t) пропорционально трку подмагничивания y скорости | перемещения чувствительного элемента при

20 колебаниях

т 3(t ,.,

u( eft 3Э где Kj - постоянный коэффициент. Вторая катушка, через обмотку под магничивания которой протекает ток подмагничивания 1, а рабочая обмот ка подключена к выходу вторичного прибора, является системой возбуждения . Ток возбуждения протекающий 8 ее рабочей обмотке, вызывает силу f(t), возбуждающую колебания чувствительного элемента 1) в иб--(ь Ci) где Kg - постоянный коэффициент ЗЪ Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что для обеспечения нор мальной работы чувствительного элемента необходимо соблюдение равенства токов подмагничивания в системах съема и возбуждения (3) При равенстве токов подмагничива ния постоянные силы притяжения, деи ст вую1цие со стороны систем съема и возбуждения на чувствительный элемент, взаимно компенсируют друг дру е с,где пв; С пс п - постоянный коэффициент. Независимое изменение тока подмагничивания вибрационно-частотных преобразователей при реализации сис тем автоматического регулирования приводит к нарушению условия компен сации постоянных составляющих сил п тяжения. При нарушении условий компенсации чувствительный элемент сдвигает ся из нейтрального положения и нару ется условие симметрии относительно вертикальной оси-при его поперечных колебаниях, что снижает точность из рения датчика. Целью изобретения является повышение точности измерения путем устр .нения влияния изменений тока подмаг ничивания на характеристику чувствительного элемента. Поставленная цель достигается те что в вибрационно-частотном преобразователе плотности и расхода мног фазных потоков, содержащем вторичнь|й прибор и датчик, состоящий из 4 чувствительного элемента, герметичного корпуса и установленных на корпусе электромагнитных систем съема и возбуждения колебаний в виде расположенных в плоскости колебаний чувствительного элемента, катушек с магнитными сердечниками, рабочими обмотками и обмотками подмагничивания, электромагнитные системы съема и возбуждения колебаний выполнены в виде двух расположенных на одной оси по разные стороны от чувствительного элемента индентичных катушек, каждая из которых состоит из магнитного сердечника, рабочей обмотки и обмотки подмагничивания, причем катушки системы съема и катушки системы возбуждения разнесены вдоль продольной оси чувствительного элемента, при этом обмотки подмагничивания каждой из расположенных на одной оси пар катушек соединены последовательно и подключены к соответствующим выходам вторичного прибора, рабочие обмотки системы съема колебаний соединены последовательно и подключены ко входу вторичного прибора, а рабочие обмотки системы возбуждения - к его соответствующим выходам. На чертеже приведен пример реализации вибрационно-частотного преобразователя « Устройство содержит чувствительный элемент 1, установленные на корпусе преобразователя электромагнитную систему съема 2 и возбуждения 3 и вторичный прибор А, Расположенные на одной оси по разные стороны от чувствительного элемента пары катушек объединены, причем одна пара образует систему съема, другая систему возбуждения, а обмотки подмагничивания каждой из пар катушек соединены так, что протекающие в них токи подмагничивания одинаковы. Зто позволяет независимо изменять величину тока подмагничивания как системы съема, так и системы возбуждения без нарушения условия компенсации постоянных сил притяжения. Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет использовать токи подмагничивания системы съема и системы возбуждения как управляющие воздействия для повышения точности измерения параметров многофазного нестационарного потока. Формула изобретения Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода многог фазных потоков, содержащий вторичный прибор и датчи состоящий из чувствительного элемента, герметичного корпуса и установленных на кор пусе электромагнитных систем съема и возбуждения колебаний в виде расположенных в плоскости колебаний чу ствительного элемента, катушек с магнитными сердечниками, рабочими обмотками и обмотками подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью повышения томности изме рения путем устранения влияния изменений тока подмагничиеания на характеристику чувствительного элемента, электромагнитные системы съема и воз буждения колебаний выполнены в виде двух расположенных на одной оси по разные стороны от чувствительного элемента идентичных катушек, каждая из которых сострит из магнитного 6 сердечника, рабочей обмотки и обмотки подмагничивания, причем катушки системы съема и катушки системы возбуждения разнесены вдоль продольной оси чувствительного элемента, при этом обмотки подмагничивания каждой из расположенных на одной оси пар катушек соединены последовательно и подключены к соответствующим выходам вторичного прибора, рабочие обмотки системы съема колебаний соединены последовательно и подключены к входу вторичного прибора, а рабочие обмотки системы возбуждения - с его соответствующими выходами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе U Авторское свидетельство СССР М , кл, G 01 N 9/00, 1973. 2.Патент США ff 3927565, кл. 73/19, опублик. . 3.Авторское свидетельство СССР № 659937, кл. G 01 N 9/00, 1977 (прототип).