Дифференциально-трансформаторное измерительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01D5/12 

Изобретение относится к автоматическому измерению параметров техноло гических процессов в энергетике, химической, металлургической npoNbttuленности и других отраслях. Известно устройство, содержащее дифференциально-трансформаторный датчик и вторччный прибор с дифферен циально-трансформаторным компенсирую щим преобразователем tl Недостатком такого устройства является узкий диапазон измерений. Известен также ферродинамический самопишущий прибор ВФС-М, содержащий компенсирующий и выходной ферродинамические датчики,усилитель и реверсивный двигатель, кин1ематически связанный с ферродинамическими датчиками. Первичные обмотки ферродинамического и компенсирующего датчиков соединены последовательно и питаются от общего источника. Вторичные обмот ки соединены последовательно встречно и подключены на вход усилителя, управляющего реверсивным двигателем. Двигатель кинематически связан с рамкой компенсирующего датчика 2 3. При появлении разности напряжений на входе усилителя, вызванной измене кием перепада давлений на дифманомет ре, реверсивный двигатель начинает вращаться. Двигатель вращается в направлении уменьшения разности напряжений на вторичных обмотках датчиков. При равенстве напряжений двигатель останавливается, и по углу поворота можно судить о величине измеряемого параметра (перепада давлений). Если измеряемый перепад изменяется, например, от О до 80 кгс/м , выбирают дифманометр на предельный перепад 100 кгс/м . Устройство автоматического измерения с дифманометром на предельный перепад 400 кгс/м будет недостаточно чувствительным, показания вторичного прибора будут в пределах от О до 20% шкалы. Дифманометр на меньший перепад (63 мгс/м Л увеличит чувствительность устройства, но оМ не применим при перепадах свыше 63 кгс/м. Таким образом, недостаток существующей системл автоматического контроля состоит в том, что для измерения заданного перепада давлений применим дифманометр с определенным предельным перепетом, и замена его другим дифманометром либо недопустима, либо связана с потерей чувствительности системл. Цель изобретения - повьдиение чув ствительности. Указанная цель достигается тем, что в дифференциально-трансформатор ном измерительном устройстве, содер жащем датчик взаимной индуктивности компенсирующий и выходной взаимоиндуктивные .датчики , усилитель и ревер сивный двигатель, кинематически связанный с компенсирующим и выходным взаимоиндуктивными датчиками, первич ная обмотка выходного взаимоиндукти ного датчика соединена последовател но с первичными обмотками датчика взаимной информации и компенсирующе взаимоиндуктивного датчика, а вторич ная - последовательно и согласно с вторичной обмоткой датчика взаимной индуктивности. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 взаимной индуктивности, компенсирующий 2 и выходной,3 взаимоиндуктивные дат НИКИ, усилитель 4 и реверсивный двигатель 5, кинематически связанный с датчиками 2 и 3. Первичная обмотка выходного датчика 3 соединена с первичными, обмотками датчика 1 и компен сирующего датчика 2, а вторичная сое динена последовательно и согласно с вторичной обмоткой датчика. Узлы 2-5 образуют вторичный прибор 6 уст ройства. Пусть первичным прибором системы служит дифманометр ДМИ с датчиком 1 . на предельный перепад 1000 кгс/м, а вторичным при бором-ВФС-М, снаб)Г.енный выходным преобразователем типа ПФ-2. В этом случае датчик и оба преобразователя вторичного прибора имеют выходной сигнал 10-0-10 мГн. В период настройки системы с помощью регулируемого специальным плун жером воздуш юго зазора в выходном ферродинамическом преобразователе установлен выходной сигнал преобразователя 9-0 , 9 мГн .Пусть этот сигнал л нейно зависит от угла поворота реверсивйого двигателя. При перепале давлений на дай, равном нулю, катушка датчика установлена относительно его плунжера в положение, соответствующее перепаду 450 мгс/м.. При этом взаимоиндуктивность на выходе датчика равна 1 мГн. Если включить вторичный прибор, его стрелка покажет нуль, так как в этом положении стрелки сумма сигналов датчика и выходного преобразователя равна сигналу компенсирующего преобразователя (1+9 10 мГн). При перепаде давлений на дифманометре, равном 50 кгс/м, стрелка покажет 50% шкалы вторичного прибора (0+0 10 мГн), а при перепаде 100 кгс/мЗ- - 100% шкалы (1 + 9 10 мГн) . Таким образом можно увеличить чув ствительность устройства во столько раз, во сколько раз разность предельных сигналов компенсирующего и выходного преобразователей меньше предельного сигнала компенсирующего преобразователя. Эксперименты подтверждают возможность увеличить чувствительность системы ДМИ-ВФС -М более чем в 10 раз. Регулировать предельный сигнал выходного преобразователя можно путем изменения воздушного зазазора, а также рабочим радиусом лекала, передающего вращение реверсивного двигателя на рамку преобразователя . Последовательное и согласное включение вторичных обмоток выходного и компенсирующего датчиков уменьшает чувствительность системы, которая может быть уменьшена во столько раз, во сколько раз сумма предельных сигналов выходного и компенсирующего преобразователей больше предельного сигнала датчика (максимально в 2 раза. Изложенный принцип построения устройства автоматического измерения может быть распространен и на системы с автоматическими мостами и потенциометрами. Для этого необходимо, чтобы выходной датчик вторичного прибора был того же типа, что и компенсирующий. Преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что оно в каждом отдельном случае представляет широкий выбор датчиков вместо одного датчика, что важно при комплектовании больших систем автоматизации, например АСУТП предприятий. Так, в системе ДМИ-ВФС-М из всех дифманометров с предельными перепадами от 100 до 1000 кгс/м можно выбрать один перепад 1000 кгс/м, и он будет пригоден для измерения любого перепада до 1000 кгс/м. Аналогично дифманометр с предельным перепадом 10000 кгс/м может заменить в предлагаемой системе все дифманометры с передельными перепадами свыше 1000 кгс/м. Таким образом, весь диапазон перепадов от О до 10000 кгс/м, измеряеj tifi в настоящее время дифманометрами ДМИ на 12 различных перепадах, выбираемых из ряда: 63,100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300 и 10000 кгс/м, - может быть перекрыт дифманометрами на 2 предела измерения. Внедрение изобретения направлено на ускорение ввода в эксплуатацию АСУТП, сокрсидение времени простоя существующих систем в связи с ремонтом датчиков, улучшение условий эксплуатации и повьашение надежности . АСУТП.

Следствием повьоаения чувствительности устройства автоматического измерения является также расширение области применения. Так, с дифманометром дай на предельный перепад 63 кгс/м, устройство может производить измерения в пределах от О до 6 кгс/м - это чувствительность; позволяющая осуществлять пьезометрическим методом автоматическое измерение плотности флотационных реагентов в процессе их приготовления на обогатительных фабриках цветной металлургий.

Формула изобретения

Дифференциально-трансформаторное измерительное устройство, содержащее датчик взаимной индуктивности, компенсирующий и выходной взашиоиндуктивные датчики, усилитель и реверсивный двигатель, кинематически связанный с компенсирующим и выходным взаимоиндуктивными датчиками, отличающееся тем, что, с целью повышения чувстнительности, первичная обМотка выходного взаимоиндуктивного датчика соединена последовательно с первичными обмотками датчика взаимной индукции и компенсирующего взаимоиндуктивного датчика, а втрричная - последовательно и согласно с вторичной обмоткой датчика взаимной индуктивности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Прибор с дифференциально-трансформаторной схемой КСДЗ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Еа.598,010,ГО.

2. Прибор с ферродинамическим компенсатором. Самопишущие ВФС-М, показывающие ВФП-М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Еа2. 839.002 ТО.

л