SU964453A2 - Electromagnetic flowmeter - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР(54) ELECTROMAGNETIC FLOW METER

Изобретение относитс  к средствам намерени  расхода жидкости и может быть .использовано при по- . строении цифровых расходомеров.The invention relates to a means of intent for a fluid flow and can be used in the case of The structure of digital flow meters.

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 возбуждени  и двум  электродами, а фазосдвигающее устройство, вход которого соединен с источником переменного тока, генератор импульсов, дискретный делитель частоты, формирователь разнос .ти фаз, два формировател  пр моугольных импульсов, вход первого из которых соединен с выходом первичного преобразовател  расхода, вход второго - с выходом фазосдвигаюиего устройства , а выходы формирователей пр моугольных импульсов соединены с входами формировател  разности фаз, а также двум  схемами совпадени  , причем первый вход первого из них соединен с выходом генератора, второй ее вход - с выходом формировател  разности фаз, первый вход второй схемы совпадени  через дискретный делитель частоты также соединен с выходом генератора, второй /ее вход-соединен с выходом первого с формировател  пр моугольных импульсов , а выходы обеих схем совпгьдени  соединены с входами цифрового делител  импульсных сигналов.Tio main auth. St. 773436 a electromagnetically sized flow meter is known that contains a series-connected AC source and a primary flow converter with an excitation winding tuned to the source frequency and two electrodes, and a phase-shifter whose input is connected to an AC source, a pulse generator, a discrete frequency divider, and a spacing generator. phases, two square pulse shapers, the input of the first of which is connected to the output of the primary flow converter, the input of the second - to the output of pull out the device, and the outputs of the square pulse drivers are connected to the inputs of the phase difference former, and two coincidence circuits, the first input of the first one connected to the generator output, its second input - the output of the phase difference former, the first input of the second coincidence circuit is discrete the frequency divider is also connected to the output of the generator, the second / its input is connected to the output of the first from the square pulse shaper, and the outputs of both matching circuits are connected to the inputs of the digital divider pulse signals.

На показани  известного расхо10 домера вли ет частота питающего тока . Действительно, алгориум определени  расхода -в известном расходомере получен из совместного решени  следующих выраженийThe readings of the known flow meter are influenced by the frequency of the supply current. Indeed, the algorithm for determining the flow in a known flow meter obtained from the joint solution of the following expressions

1515

U)U)

дл  полезной ЭДС Е k3Qfor useful emf e k3Q

и . (2)and (2)

илиor

дл  квадратурной ЕЧ klffor quadrature ECh klf

(3)(3)

2020

и совЧ (4) and owl (4)

.или.or

Откуда Е /Е можно записать kJQ и sin Where E / E can write kJQ and sin

(.5)(.five)

и cosand cos

k3fk3f

2525

или Q ,(б)or Q, (b)

где Q - расход измер емой cpeдыwhere Q is the flow rate of the measured state

3 - ток возбуждени ;3 — excitation current;

k - конструктивный параметр k - constructive parameter

30 преобразовател ; f - частота питающего тока; kj - масштабный коэффициент; Ч - угол между векторсж сумматорной ЭДС и первичного преобразовател  расхода и квадратурной ЭДС ЕП. Из совместного анализа выражений (5) и б) следует, что масштабный коэффициент преобразовани  расхода Кд, в известном расходомере вклю чает в себ  частоту f питающего тока нестабильность которой оказывает ощУ тимые измерени  показаний прибораСП Цель изобретени  - повышение точности измерени  расхода путем исключени  вли ни  нестабильности частоты питающего тока. , Указанна  цель достигаетс  тем, что известный расходомер дополнительно снабжен вычислителем tgЧ и делителем,причем первый вход делител  через вычислитель tg Ч подключен к выходу цифрового делител  импульсных сигналов,, а второй вход делител  под соединен к выходу первого формировател  пр моугольных 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 розбуждени , электроды 2-3 и 2-4, фазосдвигающее устройство 3, формирователи 4 и 5 пр моугольных импульсов, формирователь 6 разности фаз, генератор 7 импульсов,схе№1 8 и 9 совпадени , 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 зовател , 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 наводитс  ЭДС Е, пропорциональна  расходу Q жидкости. Одноврем енно с ЭДС Е на электродах наводитс  квадратурна  ЭДС Ef, завис ща  от частоты f питающего тока, откуда путем математических преобразований величин Е и Е, может быть получен алгоритм определени  расхода, кот-орай сводитс  к измерению угла Ч , опре-° делени  tg Ч и делению последнего на значение частоты f. Практически определение расхода производитс  следующим образсм. Напр жение U формируетс  в пр моугольные импульсы длительностью Т/а (Т - период колебаний источника тока) формирователем 5 и подаетс  на один вход формировател  6 разности фаз, на второй вход которого подаютс  пр моугольные импульсы с формировател  4, фаза которых совпадает (достигаетс  при настройке) с фазой квадратурной ЭДС. Эти импульсы форМируютс  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 поступлени  на ее входы импульсов с формирователей 4 и 5. При этом величина длительности импульса t определ етс  выражением . где .- углова  частотаколебаний источника переменного тока. Импульсы с выходов фо1 4ирователей 5 и $ поступают на первые входы схем 8 и 9 совпадени  соответственно импульсы с генератора 7 непосредственно поступают на второй вход схемы 8 совпадени , а на второй вход схесхемы 9 совпадени  поступают импульсы с выхода дискретного делител  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 следовани  импульсов генератора 7; Кд - коэффициент делени  дели-. тел  10. Импульсы N и Nj поступают на входы цифрового t делител  11 импульсных сигналов, который выполн ет операцию делени  чисел N и N 1 ГГ Использу  выражение (6) и учитыва , что Т S , можно числом представить в виде - -v-r- 1° . ( 10) определ етс  Из выражени  искомый угол V Далее вычислитель 12 определ ет tg If , а делитель 13 осуществл ет процесс делени  t«yi/ на величину 1/f ,30 converter; f is the frequency of the supply current; kj - scale factor; H - the angle between the vector EMF emf and the primary flow converter and quadrature EMF EP. From the joint analysis of expressions (5) and b), it follows that the scale conversion factor of the flow rate Cd, in a known flow meter, includes the supply current frequency f whose instability has a noticeable measurement of the instrument readings. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the flow measurement by eliminating the instability power supply frequency. This goal is achieved by the fact that the well-known flow meter is additionally equipped with a calculator tgЧ and a divider, the first input of the divider through the calculator tg × connected to the output of the digital splitter of pulse signals, and the second input of the divider below is connected to the output of the first rectangular pulse generator. The drawing shows a block diagram of an electromagnetic flow meter. The flow meter contains an alternating current source 1, a primary electromagnetic transducer 2 containing a tuned capacitor 2-1, a excitation winding 2.-2, electrodes 2-3 and 2-4, a phase-shifting device 3, shapers 4 and 5 rectangular pulses, and a delimiter 6 phases, pulse generator 7, schematics 1 8 and 9 coincidence, discrete frequency divider 10, digital divider JLl of pulse signals, calculator 12 and divider 13. The device operates as follows. Alternating current J is flowing through the winding 2-2 of the primary converter, tuned by a capacitor 2-1 to resonance with frequency f of source 1 of current, creating a magnetic field in the gap between electrodes 2-3 and 2-4. EMF E is induced on these electrodes, proportional to the flow rate Q of the fluid. Simultaneously, a quadrature emf Ef is induced from the EMF E on the electrodes, depending on the frequency f of the supply current, from which, by mathematical transformations of E and E, an algorithm can be obtained for determining the flow rate, which reduces the measurement of the angle H, determined by dividing tg H and the division of the latter by the frequency f. In practice, the determination of consumption is made as follows. Voltage U is formed into rectangular pulses of duration T / a (T is the period of oscillations of the current source) by shaper 5 and fed to one input of shaper 6 phase differences, to the second input of which rectangular pulses are fed from shaper 4, the phase of which coincides (is reached at setting) with the phase quadrature EMF. These pulses are formed by a shaper 4 connected to a phase shifter 3 / which in turn is connected to a current source 1. The shaper of the phase difference forms an output pulse with a duration t proportional to the difference in the time of arrival at its inputs of pulses from the shapers 4 and 5. At the same time, the value of the pulse duration t is determined by the expression. where .- angular frequency oscillations of the AC source. The pulses from the outputs of the phonel 5 and $ are fed to the first inputs of the circuits 8 and 9 coincidence, respectively, the pulses from the generator 7 directly go to the second input of the coincidence circuit 8, and to the second input of the circuit 9 the match, the pulses come from the output of the discrete frequency divider 10 connected to the generator 7. At the same time, the following numbers of pulses fr-t fr Т I are fixed at the outputs of circuits 8 and 9 for each period. I where ff is the pulse frequency of the generator 7; Cd is the division ratio of the divide-. bodies 10. The pulses N and Nj arrive at the inputs of the digital t divider 11 pulse signals, which performs the operation of dividing the numbers N and N 1 Г. Using expression (6) and taking into account that T S, can be represented as -vr- 1 ° (10) is determined from the expression the required angle V; Next, the calculator 12 determines tg If, and the divisor 13 carries out the process of dividing t "yi / by the value 1 / f,

устран   тем сЪмым .зависимость показаний расходомера от изменени  частоты йитающаго тока.thereby eliminating the dependence of the flow meter on the change in the frequency of the flowing current.

Экономический эффект может быть получен в св зи с тем, что предлагаемый расходомер не будет иметь индивидуального вторичного прибора, а будет  вл тьс  составным элементе системы контрол  параметров, что позволит получить около 140 тыс.руб. экономии.The economic effect can be obtained due to the fact that the proposed flow meter will not have an individual secondary device, but will be an integral part of the parameter control system, which will allow to get about 140 thousand rubles. savings.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство ССОР tS-no за вке 2754408/18-10, кл. G 01 F-1/58, 1979.1. Copyright certificate of the SSOR tS-no, application No. 2754408 / 18-10, cl. G 01 F-1/58, 1979.