SU1064139A2

SU1064139A2 - Conduction flowmeter

Info

Publication number: SU1064139A2
Application number: SU823514781A
Authority: SU
Inventors: Генерик Хаймович Кирштейн; Генрих Георгиевич Гуревич; Владимир Алексеевич Тимофеев; Александр Борисович Микоелов
Original assignee: Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1983-12-30

Abstract

КОНДУКЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР ПО авт.св. № 697823, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , он.дополнительно снабжен масштабным усилителем с коэффициентом передачи 0,60 ,7, включенным между предварительным усилителем скоростного сигнала и фазовращателем, а предварительный усилитель с.кбростного, сигнала снабжен дополнительными входами,. соединенными.с парами дополнительных электродов, при этом коэффициент усилени предварительного усилител скоростного сигнала по .дополнительным входам составл ет 0,25 коэффициента усилени этого усилител по основным входам, соединенным с основным электродами.CONDUCTING FLOW METER BY AUT. No. 697823, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is additionally equipped with a large-scale amplifier with a transfer ratio of 0.60, 7 connected between the speed signal preamplifier and the phase shifter, and the preamplifier s signal has additional inputs, . connected with pairs of additional electrodes, while the gain of the preamplifier of the speed signal in the auxiliary inputs is 0.25 of the gain of this amplifier in the main inputs connected to the main electrodes.

Description

а: but:

со со Изобретение относитс к приборо строению, в частности к кондукцион нымрасходомерам. По основному авт. св. 697823 известен кондукционный расходомер, содержащий магнитную систему, учас ток трубопровода с установленными на нем диаметрально основными элек тродами дл сн ти скоростного сиг нала и по образующим, проход щим через основные электроды, дополнительными электродами дл сн ти вихревых сигналов, предварительно . усилители скоростных и вихревых сигналов и измерительную схему отношени , состо щую из фазовращател , блока вычитани , преобразова тельного блока, расположенного меж предварительным усилителем вихревых сигналов и блоком вычитани и состо щего из Последовательно соединенных множител , усилител , фазового детектора и преобразовател напр жени в частоту, выход которого соединен с входе множител , усЦлител ми вихревых и скоростных сигналов, подключенных соответственно; первый между предварительным усилителем вихревых сигналов и усилителем преобразовательного блока и второй - Через трехпозиционный переключатель межд фазовращателем и усилителем преобразовательного блока и генератором подключенным к одному из входов блока вычитани , и индикатора ij . Известный расходомерОбеспечива возможность проведени безжидкостной градуировки. Точность такой гр дуировки зависит при заданной прот женности магнитного пол от рассто ни между дополнительньами электрод ми. Это обусловлено тем, что метод измерени в данном расходомере осн ван на приближенном соотношении ). где и V t°) сигнал с основных эле тродов} Uy - сигнал с дополнительн электродов; вытекающих из точного равенства й/г v«i ;nJI-u Соотношение (1) соблюдаетс достаточно точно если длина магнитной системы L больше двух диаметров трубопровода ,D , а рассто ние между дополнительными электродами Л меньше О,2-0,3 U . При уменьшении длины магнитной системы необходимо уменьшить рас .сто ние между дополнительными электродами . Последнее увеличивает погрешность при градуировке расходомера и, следовательно, снижает точность измерени расходомера. Это обусловлено уменьшением уровн вихревого сигнала и св занного с этим большим вли нием различного рода помех, увеличением относительной погрешности установки электродов, что вли ет на точность градуировки, и необходимостью уменьшени диаметра электрода 0 кувеличени при этом выходного сопротивлени преобразовател расхода. Цель изобретени - повышение точ-ности измерени расхода при уменьшении длины магнитной системы датчика . Указанна цель достигаетс тем, что кондукционный расходомер дополнительно снабжен масштабным усилителем с Коэффициентом передачи 0,6-0,7, включенным между-предварительным усилителем скоростного сигнала и фазовращателем, а- предварительный усилитель скоростного , сигнала снабжен дополнительными входами, соединенными с парами дополнительных электродов, при этом коэффициент усилени предварительного усилител скоростного сигнала на дополнительным -входам составл ет 0,25 коэффициента усилени этого усилител по основным входам, соединенным с основными электродами. На чертеже приведена блок-схема .предлагаемого расходомера. I Кондукционный расходомер состоит из магнитной сиете1 Ш1 1, охватывающей трубопровод 2, диаметрально расположенных на трубопроводе 2 основных электродов 3 дл сн ти скоростного сигнала, расположенных на образующих трубопровода, проход щих через электроды 3, дополнительных электродов 4 дл сн ти вихревого сигнала, предварительного усилител 5 скоростного сигнала,,суммирующими и вычитающими входами соединенного с основными электродами 3, предварительного усилител 6 вихревого сигнала, соединенного суммирующими и вычитающими входами с дополнительными электродами 4. Предварительный усилитель 5, кроме того, имеет дополнительные суммирующие., входы 7-10, соединенные с парами дополнительных электродов. К выходу скоростного усилител 5 подключен масштабный усилитель 11 с коэффициентом Передачи 0,6-0,7; Коэффициент усилени усилител -скоростного сигнала по дополнительным входам.7-1О составл ет 0,25 коэффициента усилени усилител 5 по, основным входам.The invention relates to instrumentation, in particular to conductive flow meters. According to the main author. St. 697823 a conduction flow meter is known, which contains a magnetic system, including a pipeline with diametrically main electrodes for removing a speed signal and along additional electrodes for removing vortex signals that form through the main electrodes, for removing vortex signals. velocity and vortex signal amplifiers and a measuring ratio circuit consisting of a phase shifter, a subtraction unit, a transducer unit located between the vortex preamplifier and a subtraction unit and consisting of a serially connected multiplier, amplifier, phase detector and voltage to frequency converter, the output of which is connected to the input of the multiplier, by means of the vortex and velocity signals connected respectively; the first between the vortex preamplifier and the amplifier of the conversion unit; and the second through the three-position switch between the phase shifter and the amplifier of the conversion unit and the generator connected to one of the inputs of the subtraction unit and the indicator ij. Known flow meter Providing the possibility of conducting a liquid-free graduation. The accuracy of such a hinge depends on the specified length of the magnetic field on the distance between the additional electrodes. This is due to the fact that the measurement method in this flow meter is based on an approximate ratio). where and V t ° is the signal from the main electrodes} Uy is the signal from the additional electrodes; arising from exact equality d / g v "i; nJI-u Relation (1) is observed fairly accurately if the length of the magnetic system L is greater than two pipe diameters, D, and the distance between the additional electrodes L is less than O, 2-0.3 U. When reducing the length of the magnetic system, it is necessary to reduce the distance between the additional electrodes. The latter increases the error in the calibration of the flow meter and, therefore, reduces the measurement accuracy of the flow meter. This is due to a decrease in the level of the vortex signal and the associated large influence of various kinds of interference, an increase in the relative error in the installation of the electrodes, which affects the accuracy of calibration, and the need to reduce the diameter of the electrode 0 to increase the output resistance of the flow converter. The purpose of the invention is to improve the accuracy of flow measurement while reducing the length of the magnetic system of the sensor. This goal is achieved by the fact that the conduction flow meter is additionally equipped with a large-scale amplifier with a transfer coefficient of 0.6-0.7, connected between a pre-amplifier of the speed signal and a phase shifter, and a pre-amplifier of speed, the signal is provided with additional inputs connected to pairs of additional electrodes, the gain of the preamplifier of the speed signal at the additional inputs is 0.25 of the gain of this amplifier at the main inputs, nennym with the main electrodes. The drawing shows a block diagram of the proposed flow meter. I A conduction flow meter consists of a magnetic siete 1 Ш1 1, covering pipeline 2, 2 main electrodes 3 diametrically located on the pipeline for removing a speed signal located on the forming pipe passing through electrodes 3, additional electrodes 4 for removing the vortex signal, preamplifier 5 speed signal, the summing and subtracting inputs connected to the main electrodes 3, the preamplifier 6 of the vortex signal connected by summing and subtracting inputs and additional electrodes 4. The preamplifier 5, moreover, has an additional summing., 7-10 inputs connected to the additional pairs of electrodes. To the output of the high-speed amplifier 5 a large-scale amplifier 11 is connected with a Transfer Factor of 0.6-0.7; The gain of the amplifier-speed signal through the additional inputs. 7-1 O is 0.25 of the gain of the amplifier 5 through the main inputs.

Выход масштабного усилител 11 соединен с фазовращателем 12 измерительной схемы отношени , а выход фазовращател 12 через трехпозиционный переключатель 13 подсоединен к вхсэду калибровочного усилител 14 К входам преобразовательного блока, состо щего из входного усилител 15., фазового детектора 16, преобразовател 17 напр жени в частоту и множител 18 выходной частоты на напр жение, подсоединены выходы усилител 6 (на аналоговый вход множител 18) и выход калибровочного усилител .14 (на суммирующий вход входного усилител 15). На второй суммирующий вход входного, усилител 15 подключен выход усилител 19, вход которого соединен с , выходом:предварительного усилител 6 вихревого сигнала. Выход усилител 15 через фазовый детектор 16 подключен к -входу преобразовател 17 напр жени в частоту, выход которого подключен к частотному входу множител 18 и входу блока 20 вычитани частот, на второй вход которого от генератора 21 поступает частота смещени нулевого уровн выходной частоты преобразовательного блока. Выход блока вычитани 20 соединен с входом блока 22 индикации . Вход калибровочного усилител 14 через переключатель 13 подключен, кроме того, к корпусу прибора и к выходу усилител 6.The output of the scale amplifier 11 is connected to the phase shifter 12 of the measuring circuit, and the output of the phase shifter 12 is connected to the input of the calibration amplifier 14 through a three-position switch 13 To the inputs of the conversion unit consisting of the input amplifier 15., phase detector 16, voltage converter 17 to frequency and an output frequency multiplier 18 for the voltage; the outputs of amplifier 6 (to the analog input of multiplier 18) and the output of the calibration amplifier .14 (to the summing input of the input amplifier 15) are connected. On the second summing input input, the amplifier 15 is connected to the output of the amplifier 19, the input of which is connected to the output: pre-amplifier 6 of the vortex signal. The output of amplifier 15 is connected via phase detector 16 to the input of a voltage-to-frequency converter 17, the output of which is connected to the frequency input of the multiplier 18 and the input of the frequency subtraction unit 20, to the second input of which the oscillator output frequency zero level of the conversion unit arrives from generator 21. The output of subtraction unit 20 is connected to the input of display unit 22. The input of the calibration amplifier 14 through the switch 13 is connected, in addition, to the device and to the output of the amplifier 6.

На выходе масштабного усилител формируетс сигнал, пропррциональный: At the output of the scale amplifier, a signal is formed, which is:

Uv3Ke | lJv(,tQ)(Uv3Ke | lJv (, tQ) (

где tJy(o). - скоростной сигнал наwhere tJy (o). - speed signal on

выходе основных , . тродов 3; и(т)иим( сигналы на электро- дах 4;.output major,. trod 3; and (t) and (signals on electrodes 4 ;.

k - коэффициент усилени усилител 5 по основным входам.k is the gain of the amplifier 5 at the main inputs.

Выбор коэффициента усилени усилител скоростного сигнаша по..Selection of the gain of the speed signal amplifier according to ..

. 1 дополнительным -входам, равным - коэффициента усилени , по его основным входам при 0,3 д 0,8L позвол ет обеспечить более высокую точность выполнени соотношени .(2 При других соотношени х между коэффициентами усилени усилител скоростного сигнала по основным и дополнительным входам точность расченой градуировки оказываетс ниже. . 1 additional inputs, equal to - the gain factor, at its main inputs at 0.3 d 0.8L, ensures higher accuracy of the ratio. (2 For other ratios between the gain factors of the speed signal amplifier, the calculated and the graduations are lower.

Оптимальное значение 2/3, если рассто ние между дополнительными электродами & не превышает 0,81, (L - длина магнитной систеглы) . При несколько больших значени х д KH может варьироватьс « пределах 0,6-0,7..The optimum value is 2/3 if the distance between the additional electrodes & does not exceed 0.81, (L is the length of the magnetic system). For somewhat higher values of d KH, the range may vary from 0.6 to 0.7.

При указанных услови х U. с высокой точностью совпадает с левой частью точного равенства (2), чем 0 и обеспечиваетс повышение точности измерений. Under these conditions, U. coincides with high precision with the left side of the exact equality (2) than 0 and provides improved measurement accuracy.

Расходомер работает в трех режимах , из которых два вспомогатель5 ные, а Один основной. Изменение .режимов работы производитс при помощи трехпозиционного переключател 13. В положении 1 производитс измерение расхода, в положенииThe flow meter operates in three modes, of which two are auxiliary, and one is main. The operation modes are changed using a three-position switch 13. In position 1, the flow rate is measured, in position

0 П - контроль и установка нул на0 P - control and zero setting on

выходе и в положении Ш - калибровка.exit and in position W - calibration.

4four

В положении П переклк)чател 13 вход калибровочного усилител 14In position P, switch) chatel 13 input of the calibration amplifier 14

5 соединен с,корпусом прибора. При5 is connected to the housing of the device. With

этом скоростной сигнал, поступающий на вход входного.усилител 15, становитс ;.)авным нулю. Частота также должна быть равна нулю. Из0 мен коэффициент передачи усилителем 19j мен йт частоту, пока частота на выходе не станет равной нулю, что видной по 6.ПОКУ индикации . Этим достигаетс прохождениеthis speed signal arriving at the input of the input. amplifier 15, becomes;.) avny zero. The frequency should also be zero. The change in the gain of the amplifier by the amplifier 19j changes the frequency until the output frequency equals zero, which is visible from the 6. display. This is the passage

5 градуировочной характеристики5 calibration characteristics

расходомера через начало координат,flowmeter through the origin,

В режиме калибровки положение (ш переключател 13) на вход калибровочного усилител .14 поступаетIn the calibration mode, the position (w switch 13) to the input of the calibration amplifier .14 enters

сигнал с выхода усилител 6. . U: signal from the output of the amplifier 6.. U:

Режим калибровки заключаетс в установке на цифровом выходе расходомера калибровочной частоты при помощи изменени коэффициентаCalibration mode is to set the calibration frequency at the digital output of the flow meter by changing the coefficient

5 передачи калибровочного усилител 14. При этом достигаетс контроль и корректировка градуировочной характеристики расходомера по крутизне ..5 transmissions of the calibration amplifier 14. At the same time, monitoring and adjustment of the flow meter calibration characteristic for the slope is achieved.

П в положении I переключател . 13 производ т измерение расхода (скорости ) движени жидкости. ВыходнойP in position I switch. 13 measure the flow rate (velocity) of the fluid. Output

сигнал расходомера не зависит от изменений величины магнитного the flow meter signal is independent of changes in the magnitude of the magnetic

е ПОЛЯ (градуировочную характеристику контролируют как по крутизне , так и по прохождению ее .через начало координат). Задача увеличени точности расчетной градуировки при короткой магнитной системеe FIELD (the calibration characteristic is controlled both by the slope and by passing it through the origin of coordinates). The task of increasing the accuracy of the calculated calibration with a short magnetic system

00

предлагаемого расходомера решена без уменьшени рассто ни между дополнительными электродами.The proposed flow meter is solved without reducing the distance between the additional electrodes.

Claims

’CONDUCTIVE FLOW METER "697823, characterized in that, in order to increase the accuracy of the measurement, it is additionally equipped with a scale amplifier with a gain of 0.60.7, included between the pre-amplifier of the high-speed signal and the phase shifter, and the pre-amplifier with high-speed signal is equipped with additional inputs, . connected with pairs of additional electrodes, while the gain of the pre-amplifier of the high-speed signal at the additional inputs ’is 0.25 of the gain of this amplifier at the main inputs connected to the main electrodes.

with $ (L with