Электромагнитный расходомер Советский патент 1982 года по МПК G01F1/58 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к средствам намерения расхода жидкости и может быть .использовано при по- . строении цифровых расходомеров.

Tio основному авт. св. 773436 известен электромагг итный расходомер, содержащий последовательно соединенные источник переменного тока и первичный преобразователь расхода с настроенной на частоту источника обмоткой возбуждения и двумя электродами, а фазосдвигающее устройство, вход которого соединен с источником переменного тока, генератор импульсов, дискретный делитель частоты, формирователь разнос.ти фаз, два формирователя прямоугольных импульсов, вход первого из которых соединен с выходом первичного преобразователя расхода, вход второго - с выходом фазосдвигаюиего устройства, а выходы формирователей прямоугольных импульсов соединены с входами формирователя разности фаз, а также двумя схемами совпадения , причем первый вход первого из них соединен с выходом генератора, второй ее вход - с выходом формирователя разности фаз, первый вход второй схемы совпадения через дискретный делитель частоты также соединен с выходом генератора, второй /ее вход-соединен с выходом первого с формирователя прямоугольных импульсов, а выходы обеих схем совпгьдения соединены с входами цифрового делителя импульсных сигналов.

На показания известного расхо10домера влияет частота питающего тока. Действительно, алгориум определения расхода -в известном расходомере получен из совместного решения следующих выражений

15

U)

для полезной ЭДС Е k3Q

и . (2)

или

для квадратурной ЕЧ klf

(3)

20

и совЧ (4)

.или

Откуда Е /Е можно записать kJQ и sin

(.5)

и cos

k3f

25

или Q ,(б)

где Q - расход измеряемой cpeды

3 - ток возбуждения;

k - конструктивный параметр

30 преобразователя; f - частота питающего тока; kj - масштабный коэффициент; Ч - угол между векторсж сумматорной ЭДС и первичного преобразователя расхода и квадратурной ЭДС ЕП. Из совместного анализа выражений (5) и б) следует, что масштабный коэффициент преобразования расхода Кд, в известном расходомере вклю чает в себя частоту f питающего тока нестабильность которой оказывает ощУ тимые измерения показаний прибораСП Цель изобретения - повышение точности измерения расхода путем исключения влияния нестабильности частоты питающего тока. , Указанная цель достигается тем, что известный расходомер дополнительно снабжен вычислителем tgЧ и делителем,причем первый вход делителя через вычислитель tg Ч подключен к выходу цифрового делителя импульсных сигналов,, а второй вход делителя под соединен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов. На чертеже представлена блок-схема электромагнитного расходс ера. Расходомер содержит источник 1 переменного тока, первичный электромагнитный преобразователь 2, содержащий подстроенный конденсатор 2-1, обмотку.2-2 розбуждения, электроды 2-3 и 2-4, фазосдвигающее устройство 3, формирователи 4 и 5 прямоугольных импульсов, формирователь 6 разности фаз, генератор 7 импульсов,схе№1 8 и 9 совпадения, дискретный делитель 10 частоты, цифровой делитель JLl импуль ных сигналов, вычислитель 12 и делитель 13. Устройство работает следующим образом. По обмотке 2-2 первичного преобра зователя, настроенной конденсатором 2-1 в резонанс с частотой f источни ка 1 тока, протекает переменный ток J , создс&щий магнитное поле в зазо ре между электродами 2-3 и 2-4.При движении жидкости на этих электродах наводится ЭДС Е, пропорциональная расходу Q жидкости. Одноврем енно с ЭДС Е на электродах наводится квадратурная ЭДС Ef, зависящая от частоты f питающего тока, откуда путем математических преобразований величин Е и Е, может быть получен алгоритм определения расхода, кот-орай сводится к измерению угла Ч , опре-° деления tg Ч и делению последнего на значение частоты f. Практически определение расхода производится следующим образсм. Напряжение U формируется в прямоугольные импульсы длительностью Т/а (Т - период колебаний источника тока) формирователем 5 и подается на один вход формирователя 6 разности фаз, на второй вход которого подаются прямоугольные импульсы с формирователя 4, фаза которых совпадает (достигается при настройке) с фазой квадратурной ЭДС. Эти импульсы форМируются формирователем 4, подключаемым к фазосдвигающему устройству 3/ которое в свою очередь подключено к источнику 1 тока. Формирователь б разности фаз формирует на выходе импульс с длительностью t , пропорциональной разности времени поступления на ее входы импульсов с формирователей 4 и 5. При этом величина длительности импульса t определяется выражением . где .- угловая частотаколебаний источника переменного тока. Импульсы с выходов фо1 4ирователей 5 и $ поступают на первые входы схем 8 и 9 совпадения соответственно импульсы с генератора 7 непосредственно поступают на второй вход схемы 8 совпадения, а на второй вход схесхемы 9 совпадения поступают импульсы с выхода дискретного делителя 10 частоты, подключенного к генератору 7. При этом в течение к кдого периода на выходах схем 8 и 9 зафиксированы соответственно следующие числа импульсов fr-t fr Т I . I где ff - частота следования импульсов генератора 7; Кд - коэффициент деления дели-. теля 10. Импульсы N и Nj поступают на входы цифрового t делителя 11 импульсных сигналов, который выполняет операцию деления чисел N и N 1 ГГ Используя выражение (6) и учитывая, что Т S , можно числом представить в виде - -v-r- 1° . (10) определяется Из выражения искомый угол V Далее вычислитель 12 определяет tg If , а делитель 13 осуществляет процесс деления t«yi/ на величину 1/f ,

устраняя тем сЪмым .зависимость показаний расходомера от изменения частоты йитающаго тока.

Экономический эффект может быть получен в связи с тем, что предлагаемый расходомер не будет иметь индивидуального вторичного прибора, а будет являться составным элементе системы контроля параметров, что позволит получить около 140 тыс.руб. экономии.

Формула изобретения

Электромагнитный расходомер по ав. св. 773436, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно снабжен вычислителем tgV,

где f - угол между векторами суммарной ЭДС первичного преобразователя и квадратурой ЭДС| и делителем, причем первый вход делителя через вычислитель tg Ч подключен к вы,ходу цифрового делителя импульсных сигналов, а второй вход делителя подсоединен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов.

10

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССОР tS-no заявке 2754408/18-10, кл. G 01 F-1/58, 1979.