Электромагнитный расходомер с частотным выходом Советский патент 1983 года по МПК G01F1/58 

Изобретение относится к измерению расхода и количества жидкостей электромагнитным и может быть применено также для измерения расхода и количества теплоты.

Известен э.лектшмагнйтный расходомер с частотньру %1:Х0ш1Ну1 с компенсациойиой схемой ;1р,ео$разрвания сщгнала датчика в ча.сто-иу, содержащий два канала преобразования, в каждом из котосшх имеются фазовые детекторы, пpeoбpaзJOBдтeли напряжение-часто та и частота-напряжение с соответствующими фильтрами Cll

Схема такого расходомера . Он возбуждается промыиленной частотой поэтому для возбуждения- требуется значительн.ая мощность. При промыцияенной частоте .имеется значительная трансформаторная помеха, для подавления которой необходим дополнительный канал.. ..

Известен также расходомер с частотным выходом, содержащий датчик, уси.питель сигнгша датчика, основную и дополнительную схемы сравнения,схему управления, генератор тока треугольной формы и катушку рмировате ля маг11итного поля, датчик через усилитель сигнгша датчика соединен с входом основной схемы сравнения, выход которой через схему управления связан с входом генератора тока треугольной формы, к выходу которого подключена катушка формирователя магнитного поля, вход дополнительной схемы сравнения соединен е выходом генератора тока треугольной формы, а ее выход - со схемой у|1р авления 2.

10

Однако такой расходомер характеризуется недостаточнымн функциональными возможностями. Он пригоден лишь для измерения объемного расхода. Во многих случаях, наряду с измерением

15 объемного расхода протекающей жидкости, необходимо знать также ее массорый расход, концентрацию твердых частиц или расход теплоты в том случае, когда из1 ряется расход жидкого

20 теплоносителя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей расходомера.

Указанная цель достигается тем,

25 что в электромагнитный расходомер, содержгиций датчик, усилитель, основную и дополнительную схемы сравнения, схему управления, генератор тока треугольной и катушку формироватеJOля магнитного поля, причем датчик

соединен с усилителем, выход основной схемы сравнения через схему управления соединен с входом сенератора тока треугольной формы, к выходу которого подключена катушка формиро(вателя магнитного поля, вход допол- 5 нительной схемы сравнения соединен с генератора тока треугольной формы, а ее выход - со схемой управления, введены множительное устройство, первый и второй фбрмирова- 10 тели временных интервалов, ключ, запоминакяцее устройство и преобразователь напряжение-частота, причем выход усилителя соединен с первым входом множительного устройства и че-15 рез ключ с последовательно соединенными запоминающим устройством и преобразователем напряжение-частота, второй вход множительного устройства соединен с дополнительным входом 20 расходомера, выход множительного устройства связан с входом основной схемы сравнения, а выход дополнительной схемы сравнения соединен также через последовательно соединенные первый 25 и второй формирователь временных интервалов с управляющим входом ключа.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого расходомера.,Расходомер состоит из датчика 1, к электродам которого присоединен усилитель 2. К его выходу подключен первый вход множительного устройства 3 , а также последовательное соединение ключа 4, запоминающего уст , ройства 5 и преобразователя напряже.ния-частота 6. Второй вход множительного устройства 3 подключен к дополнительному входу расходомера, а выход - к вхЪду основной схемы 7 срав- 40 нения. Ее выход подключен к последо-. ватёльному соединению схемы 8 управления, генератора 9 тока треугольной формы и катушки 10 формирователя магнитного поля. Вход дополнительной 45 схемы 11 сравнения подключен к генератору 9, а выход - к схеме 8 управления и к последовательному соединению .первого 12 и второго 13 формирователей временных интервалов. Выход 50 последнего подсоединен к управляющему, входу ключа 4.,

Работа расходомера периодическая, В измерительном полупериоде на выходе схемы 8 управления действует напряже- 55 ние и, Ток на выходе генератора 9, протекающий по катушке 10 ф,ормирователя магнитного поля и являющийся то.ком возбуждения датчика 1, линейно возрастает по абсолютной величине. 60 При этом линейно расчет индукция магнитного поля в активной зоне датчика ,1, сигнал на его электродах и пропорциональный ему сигнал на выходе усилителя 2,

При неизменном в течение данного полупериода значении величины .;, подведенной к дополнительному входу расходомера, сигнал на выходе множительного устройства линейно растет. В момент достижения сигналом Ug значения Ёд сфабатывает основная схема

7сравне 1ия, воздействуя на схему

8управления. На выходе последней появляется напряжение - D, а ток возбуждения начинает убывать по абсолютной величине. В момент достижения током нуля срабатывает дополнительна

(Схема 11 сравнения--и воздействует на схему 8 управления, переводя ее и всю схему расходомера в измерительный полупериод. На выходе формирователя 12 временных интервалов при этом появляется импульс длительность Тд . Задний фронт этого импульса запускает второй формирователь 13 временных интервалов, на выходе которого появляется импульс длительностью Су - Тр, замыкающий ключ 4. При этом на запоминающее устройство 5 поступает напряжение с выхода усилителя 2, которое равно

,

где К,, - коэффициент усиления усилителя 2;

Вр - скорость изменения индукции магнитного поля/ d - расстояние между электродами,

V - скорость потока жидкости. Так как К , Вд, d и Т - постоян|Ные величины, то напряжение U, запоминаемое устройством 5, пропорционально лишь скорости потока, т.е. . /мгновенному значению объемного расхода. Поэтому частота f на выходе преобразователя напряжение-частота также пропорциональна мгновенному значению объемного расхода.

Частоту f. срабатывания основной схемы сравнения можно определить из равенства напряжения на выходе множительного устройства в момент окончания измерительного полупериода значению Е0. Считая, что скорость изменения тока возбуждения одинакова в обоих полупериодах, имеем равенство

to--K2K,bodtT|2)V. где К - коэффициент передачи множительного устройства, Т - период. Отсюда

{-41- KIL К м Во d-y; 41 .1, 41,1 1-

..COV.st.

/где

Таким образом,, частота f пропорциональна произведению скорости потока на величину У .