LT5419B

LT5419B - Electromagnetic flow measurer

Info

Publication number: LT5419B
Application number: LT2005056A
Authority: LT
Inventors: Juozapas Arvydas Virbalis; Rimantas ŠIMELIŪNAS; Robertas Katutis
Original assignee: Kauno Tecnologijos Universitetas
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2007-05-25
Also published as: LT2005056A

Abstract

The invention relates to electromagnetic flow measurers and can be used for measuring of quantitative characteristics of liquid flow by the electromagnetic way. Electromagnetic flow measurer comprises measuring channel which is designed from non magnetic material pipe with inside insulation and with two electrodes, which are disposed opposite each other in walls, a current source, first and second coils which form magnetic field, which is perpendicular to a pipe axis and a line which joins centres of electrodes, a bearing screw, first and second differential amplifiers, first, second, third, fourth and fifth three pole switches, a processor, indication and memory means, first analogical digital converter and a pulse forming circuit, additional constant - voltage source, a comparator, a second analogical digital converter, a digital analogical converter, a constant frequency pulse generator, a pulse meter, a first dipolar switch, integrator and second dipolar switch third and fourth three pole switch

Description

Išradimas skirtas tekančio uždaruose vamzdžiuose skysčio srauto kiekybinių charakteristikų (srauto dydžio, pratekėjusio tūrio arba masės ir pan.) matavimui elektromagnetiniu būdu.The invention relates to the measurement of the quantitative characteristics (flow size, flow volume or mass, etc.) of a fluid flow in a closed conduit.

Žinomas elektromagnetinis srauto matuoklis, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija, valdymo schema, faktiškai esanti žadinimo srovės šaltiniu, tarp kurio išėjimo ir bendrojo matuoklio taško nuosekliai įjungtos pirmoji ir antroji ritės, formuojančios statmeną vamzdžio ašiai magnetinį lauką bei atraminis varžas. Matavimo kanalo sienelėse įrengti du elektrodai taip, kad juos jungianti linija būtų statmena vamzdžio ašiai ir magnetinio lauko krypčiai. Elektrodai prijungti prie diferencialinio stiprintuvo įėjimo., sujungto su integruojančiuoju analoginiu skaitmeniniu keitikliu. Pastarojo išėjimas prijungtas prie procesoriaus įėjimo, savo išėjimais sujungto su žadinimo srovės šaltinio įėjimu, analoginio skaitmeninio keitiklio valdymo įėjimų grupe ir indikacijos įrenginio įėjimais [Europos patentas EP Nr.0521169, G01F 1/60,1993],A known electromagnetic flowmeter having a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with an internal insulation, a control circuit actually located on the source of the excitation current, between the output and the common measuring point the first and second coils forming a magnetic field perpendicular to the axis of the tube resistances. Two electrodes are installed in the measurement channel walls so that the line connecting them is perpendicular to the axis of the tube and the direction of the magnetic field. The electrodes are connected to a differential amplifier input connected to an integrating analog-to-digital converter. The output of the latter is connected to the input of a processor connected to its inputs with the input of an excitation current source, an analog-to-digital converter control input group and the inputs of an indicating device [European patent EP0521169, G01F 1 / 60,1993]

Toks srauto matuoklis turi trūkumą nes jo funkcinės galimybės nepakankamos. Jeigu srauto matuokliui dirbant jame atsiranda magnetinių priemaišų arba ant jo vidinių sienelių susidaro magnetinių nuosėdą atsiranda matavimo paklaida, kuri gali būti didelė.Such a flow meter has a disadvantage because its functional capabilities are insufficient. If the flowmeter is exposed to magnetic impurities or a magnetic precipitate forms on the inside of the flowmeter, a measurement error may occur which may be large.

Siūlomo išradimo prototipas yra elektromagnetinis srauto matuoklis, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinis, pirmoji ir antroji ritės, formuojančios magnetinį lauką atraminis varžas, pirmasis diferencialinis stiprintuvas, procesorius, indikacijos įrenginys ir integruojantysis analoginis skaitmeninis keitiklis, kurio atraminis įėjimas prijungtas prie atraminio varžo pirmojo išvado, informaciniai išėjimai - prie procesoriaus pirmosios informacinių išvadų grupės, valdymo įėjimų grupė sujungta su procesoriaus pirmąja valdymo išvadų grupe, antroji procesoriaus informacinių išvadų grupė - su indikacijos įrenginio informaciniais išvadais, be to, antrasis pirmosios žadinimo ritės išvadas sujungtas su pirmuoju antrosios ritės išvadų, antrasis antrosios ritės išvadas su pirmuoju atraminio varžo išvadų, o atraminio varžo antrasis išvadas sujungtas su bendruoju matavimo grandinės tašku, papildomai įjungti pirmasis, antrasis, trečiasis, ketvirtasis ir penktasis tripoliai jungikliai, antrasis diferencialinis stiprintuvas, atminties įrenginys, vThe prototype of the present invention is an electromagnetic flowmeter having a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with inner insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, a current source, a first and a second coil forming a magnetic field, a first differential amplifier, a processor. , an indicating device and an integrating analogue-to-digital converter with a reference input connected to a first terminal of the resistor, information outputs to the first information group of the processor, a group of control inputs connected to a first group of control inputs, in addition, the second output of the first excitation coil is connected to the first output of the second coil, the second output of the second coil to the first support resistor of the second terminals of the conductors and the resistance of the bearing are connected to the common point of the measuring circuit, the first, second, third, fourth and fifth tripoli switches, the second differential amplifier, the memory device,

trapecinės formos impulsų formuotuvas ir matavimo ritė, kurios ašis yra lygiagreti kanalo ašiai, o išvadai sujungti su antrojo diferencialinio stiprintuvo įėjimais, pirmojo tripolio jungiklio pirmasis polius prijungtas prie srovės šaltinio išėjimo, antrasis polius prie pirmosios žadinimo ritės pirmojo išvado, trečiasis polius - prie antrojo tripolio jungiklio trečiojo poliaus, kurio pirmasis polius prijungtas prie pirmojo elektrodo, o antrasis polius - prie pirmojo diferencialinio stiprintuvo pirmojo įėjimo, antrasis elektrodas prijungtas prie trečiojo tripolio jungiklio pirmojo poliaus, kurio antrasis polius sujungtas su pirmojo diferencialinio stiprintuvo antruoju įėjimu, o trečiasis polius - su pirmuoju atraminio varžo išvadų, ketvirtasis tripolis jungiklis pirmuoju poliumi sujungtas su integruojančiojo analoginio skaitmeninio keitiklio matavimo įėjimu, antruoju poliumi - su pirmojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, trečiuoju poliumi - su antrojo diferencialinio stiprintuvo išėjimu, o penktasis tripolis jungiklis pirmuoju poliumi prijungtas srovės šaltinio valdymo įėjimo, antruoju poliumi - prie procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės šeštojo išėjimo, o trečiuoju poliumi - prie trapecinės formos impulsų formuotuvo išėjimo, kurio įėjimas prijungtas prie septintojo procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės išėjimo, be to, pirmojo - penktojo tripolių jungiklių valdymo įėjimai sujungti su, atitinkamai, pirmuoju - penktuoju procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės išėjimais, o atminties įrenginio informaciniai išvadai su procesoriaus trečiąja informacinių išvadų grupe.trapezoidal pulse generator and measuring coil with axis parallel to the channel axis and connected to the output of the second differential amplifier, the first pole of the first tripole switch connected to the output of the current source, the second pole to the first output of the first excitation coil, the third pole a third pole of a switch having a first pole connected to a first electrode and a second pole connected to a first input of a first differential amplifier, a second electrode connected to a first pole of a third tripole switch having a second pole connected to a second input of a first differential amplifier and a third pole of the terminating resistor terminals, the fourth tripole switch is connected to the first pole with the measuring input of the integrating analog-to-digital converter, the second pole to the output of the first differential amplifier, the third pole to the second pole an output of an afferent amplifier, and a fifth tripole switch connected to a first pole of a current source control input, a second pole to a sixth output of a processor second control output group, and a third pole to a trapezoidal pulse former output connected to a seventh processor second control output group in addition, the control inputs of the first to fifth tripole switches are connected to the first to fifth outputs of the second control output group of the processor, respectively, and the information outputs of the storage device to the third information output group of the processor.

Prototipu pasirinktame srauto matuoklyje nėra jokių galimybių nenutraukus matavimo ir neišmontavus matavimo kanalo įsitikinti, ar sraute yra magnetinių nuosėdų ir ar nesusidarė magnetinių nuosėdų sluoksnis. Dėl to jis neužtikrina matavimo rezultatų patikimumo ir pakankamo matavimo tikslumo atliekant ilgalaikį nenutrūkstamą matavimą.The flowmeter chosen in the prototype has no means of verifying that there is magnetic sediment in the stream and that there is no layer of magnetic sediment without interrupting the measurement and removing the measuring channel. As a result, it does not guarantee the reliability of the measurement results and sufficient accuracy of the measurement during long-term continuous measurement.

Siūlomo išradimo tikslas yra elektromagnetinio srauto matuoklio funkcinių galimybių praplėtimas, įgalinantis padidinti matavimo rezultatų patikimumą ir matavimo tikslumą atliekant nenutrūkstamą ilgalaikį matavimą.The object of the present invention is to extend the functionality of the electromagnetic flow meter, which enables to increase the reliability and accuracy of the measurement results by continuous continuous measurement.

Šis tikslas siūlomame išradime pasiekiamas taip. Elektromagnetiniame srauto matuoklyje, kuriame yra matavimo kanalas, sudarytas iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinis, pirmoji ir antroji ritės, atraminis varžas, pirmasis ir antrasis diferencialiniai stiprintuvai, procesorius, indikacijos įrenginys, atminties įrenginys, pirmasis, antrasis trečiasis ketvirtasis ir penktasis tripoliai jungikliai, valdymo impulsų formuotuvas ir pirmasis analoginis skaitmeninis keitiklis, kurio informaciniai išėjimai prijungti prie procesoriaus pirmosios informacinių išvadų grupės, valdymo įėjimų grupė sujungta su procesoriaus pirmąja valdymo išvadų grupe, antroji ir trečioji procesoriaus informacinių išvadų grupės - su, atitinkamai, indikacijos įrenginio ir atminties įrenginio informaciniais išvadais, be to, pirmasis pirmosios žadinimo ritės išvadas sujungtas su srovės šaltinio išėjimu, antrasis - su pirmuoju antrosios ritės išvadų, antrasis antrosios ritės išvadas su pirmuoju atraminio varžo išvadų, kurio antrasis išvadas sujungtas su bendruoju matavimo grandinės tašku, pirmojo, antrojo trečiojo, ketvirtojo ir penktojo tripolių jungiklių valdymo įėjimai sujungti su atitinkamai, pirmuoju, antruoju, trečiuoju, ketvirtuoju ir penktuoju procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės išėjimais, papildomai įjungti stabilios įtampos šaltinis, komparatorius, antrasis analoginis skaitmeninis keitiklis, skaitmeninis analoginis keitiklis, stabilaus dažnio impulsų generatorius, impulsų skaitiklis, pirmasis dvipolis jungiklis, o taip pat integratorius ir antrasis dvipolis jungiklis, kurie kartu su ketvirtuoju ir penktuoju tripoliais jungikliais ir antruoju diferencialiniu stiprintuvu įjungti į valdymo impulsų formuotuvo schemą be to, pirmasis ir antrasis elektrodai sujungti su pirmuoju ir antruoju pirmojo diferencialinio stiprintuvo įėjimu, kurio išėjimas sujungtas su pirmojo analoginio skaitmeninio keitiklio informaciniu įėjimu, o su bendruoju antrosios žadinimo ritės ir atraminio varžo tašku sujungtas antrojo diferencialinio stiprintuvo pirmasis įėjimas, kurio išėjimas sujungtas su srovės šaltinio įėjimu, o antrasis įėjimas su ketvirtojo tripolio jungiklio trečiuoju poliumi, kurio antrasis polius su trečiuoju penktojo tripolio jungiklio poliumi, antruoju poliumi sujungto su bendruoju grandinės tašku, o pirmuoju poliumi su stabilios įtampos šaltinio išėjimu kartu su pirmojo tripolio jungiklio pirmuoju poliumi, kurio antrasis polius sujungtas su bendruoju grandinės tašku, o trečiasis polius - su integratoriaus įėjimu, kurio išėjimas prijungtas prie ketvirtojo tripolio jungiklio pirmojo poliaus kartu su pirmuoju antrojo tripolio jungiklio poliumi, kurio antrasis polius prijungtas prie srovės šaltinio, o trečiasis polius - prie komparatoriaus pirmojo įėjimo, išėjimu sujungto su procesoriaus valdymo įėjimu, antrojo analoginio skaitmeninio keitiklio įėjimas prijungtas prie srovės šaltinio išėjimo, o informacinių išėjimų grupė - prie procesoriaus ketvirtosios informacinių išvadų grupės, procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės šeštasis ir septintasis išėjimai sujungti su pirmojo ir antrojo dvipolių jungiklių valdymo įėjimais, penktoji informacinių išvadų grupė sujungta su skaitmeninio analoginio keitiklio informacinių įėjimų grupe, kurio išėjimas sujungtas su trečiojo tripolio jungiklio pirmuoju poliumi, antruoju poliumi sujungto su stabilios įtampos šaltinio išėjimu, o trečiuoju poliumi - su komparatoriaus antruoju įėjimu, integratoriaus grįžtamojo ryšio grandinė sujungta su antrojo dvipolio jungiklio pirmuoju ir antruoju poliumi, be to šeštoji procesoriaus informacinių išvadų grupė sujungta su impulsų skaitiklio informaciniais išvadais, kurio įėjimas per pirmąjį dvipolį jungiklį prijungtas prie stabilaus dažnio impulsų generatoriaus išėjimo, o įnulinimo išvadas - prie procesoriaus antrosios valdymo išvadų grupės aštuntojo išėjimo.This object is achieved by the present invention as follows. In an electromagnetic flowmeter with a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with inner insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, the current source, the first and second coils, the resistance impedance, the first and second differential amplifiers, the processor, the indicating device, the memory a device, first, second, third, fourth and fifth tripoli switches, a control pulse generator and a first analog-to-digital converter, the information outputs of which are connected to the first information group of the processor, the group of control inputs connected to the first group of - with the information outputs of the indicating device and the memory device, respectively, the first output of the first excitation coil being connected to the output of the current source and the second to the control inputs of the first, second, third, fourth, and fifth tripoli switches of the first second coil terminals, the second second coil terminals, and the first support resistances of the second terminals connected to a common point in the measuring circuit, respectively, the first, second, third, fourth, and fifth processor second control output group outputs, auxiliary energized stable voltage source, comparator, second analog to digital converter, digital to analog converter, stable frequency pulse generator, pulse counter, first integrator and second bipolar switch, which together with the fourth and connected by a fifth tripole switch and a second differential amplifier to the control pulse generator circuit, the first and second electrodes being connected to the first and second input of the first differential amplifier connected to the information input of the first analogue-to-digital converter, and connected to a common point of the second excitation coil and the reference impedance, the first input of the second differential amplifier output connected to the current source input and the second input to the third pole of the fourth tripole switch. a tripole switch pole connected to a common pole at the second pole and a first pole having a stable voltage source output coupled to a first pole of the first tripole switch having a second pole connected to a common circuit point and a third pole to an integrator input connected to a fourth a first pole of a triple switch coupled to a first pole of a second tripole switch having a second pole connected to a power source and a third pole to a comparator first input output connected to a processor control input mu, the input of the second analog-to-digital converter is connected to the power source output, and the information output group to the processor's fourth information output group, the processor's second control output group's sixth and seventh outputs connected to the first and second bipolar switch control inputs, the fifth a set of digital-to-analog converter inputs having an output coupled to a first pole of a third tripole switch, a second pole connected to a stable voltage source output, and a third pole to a comparator second input, an integrator feedback circuit coupled to a first and second pole of a second bipolar switch the sixth group of processor information outputs of the processor being coupled to the information outputs of the pulse counter, the input of which is connected to a constant frequency pulse through the first bipolar switch generator output and įnulinimo conclusions - to the processor of the second control terminal of the eighth output.

Siūlomas išradimas esmingai praplečia prietaiso funkcines galimybes. Atsiradus magnetinėms dalelėms matuojamojo skysčio sraute arba nors dalinėms magnetinėms nuosėdoms ant matavimo kanalo vidinių sienelių išauga abipusis induktyvumas tarp žadinimo ričių ir ekvivalentinis abiejų žadinimo ričių induktyvumas. Apie tai nedelsiant pateikiama informacija prietaiso indikacijos įrenginyje ir aptarnaujantysis personalas gali imtis reikalingų priemonių. Taip galima išvengti dėl galima išvengti dėl magnetinių priemaišų arba nuosėdų atsirandančios matavimo paklaidos. Matavimo rezultatų patikimumas ir matavimo tikslumas išauga.The present invention significantly extends the functional capabilities of the device. The presence of magnetic particles in the flow of the liquid to be measured, or even the presence of a partial magnetic deposit on the inner walls of the measuring channel, increases the mutual inductance between the excitation coils and the equivalent inductance of both excitation coils. Immediate information is provided on the instrument display unit and service personnel can take appropriate action. This avoids measurement errors due to magnetic impurities or sediments. The reliability and accuracy of measurement results increase.

Elektromagnetinio srauto matuoklio blokinė schema parodyta brėžinyje.The block diagram of the electromagnetic flow meter is shown in the drawing.

Elektromagnetinis srauto matuoklis turi matavimo kanalą 1, sudarytą iš nemagnetinės medžiagos vamzdžio su vidine izoliacija ir sienelėse įrengtais diametraliai priešingai vienas kitam dviems elektrodais, srovės šaltinį 2, pirmąją 3 ir antrąją 4 rites, formuojančias magnetinį lauką atraminį varžą 5, pirmąjį diferencialinį stiprintuvą 6, pirmąjį analoginį skaitmeninį keitiklį 7, procesorių 8, indikacijos įrenginį 9, atminties įrenginį 10, pirmąjį 11, antrąjį 12 ir trečiąjį 13 tripolius jungiklius, stabilios įtampos šaltinį 14, komparatorių 15, antrąį analoginį skaitmeninį keitiklį 16, skaitmeninį analoginį keitiklį 17, stabilaus dažnio impulsų generatorių 18, impulsų skaitiklį 19, pirmąį dvipolį jungiklį 20 ir valdymo impulsų formuotuvą 21, sudarytą iš antrojo diferencialinio stiprintuvo 22, ketvirtojo 23 ir penktojo 24 tripolių jungiklią integratoriaus 25 ir antrojo dvipolio jungiklio 26. Pirmojo analoginio skaitmeninio keitiklio 7 informaciniai išėjimai prijungti prie procesoriaus 8 pirmosios informacinių išvadų grupės, o valdymo išvadų grupė - prie procesoriaus pirmosios valdymo išvadų grupės, procesoriaus 8 antroji informacinių išvadų grupė sujungta su indikacijos įrenginio 9 informaciniais išvadais, atminties įrenginio 10 informaciniai išvadai - su procesoriaus 8 trečiąja informacinių išvadų grupe, be to, su srovės šaltinio 2 išėjimu sujungtas pirmosios ritės 3 pirmasis išvadas, o antrasis išvadas sujungtas su pirmuoju antrosios ritės 4 išvadų, antrasis antrosios ritės 4 išvadas su pirmuoju atraminio varžo 5 išvadų, o atraminio varžo 5 antrasis išvadas sujungtas su bendruoju matavimo grandinės tašku, matavimo kanalo 1 pirmasis ir antrasis elektrodai sujungti su pirmuoju ir antruoju pirmojo diferencialinio stiprintuvo 6 įėjimu, kurio išėjimas sujungtas su pirmojo analoginio skaitmeninio keitiklio 7 informaciniu įėjimu, antrojo diferencialinio stiprintuvo 22 pirmasis įėjimas sujungtas su bendruoju antrosios žadinimo ritės 4 ir atraminio varžo 5 tašku, išėjimas sujungtas su srovės šaltinio 2 įėjimu, o antrasis įėjimas su ketvirtojo tripolio jungiklio 23 trečiuoju poliumi, kurio pirmasis polius sujungtas su integratoriaus 25 išėjimu, o antrasis polius su penktojo tripolio jungiklio 24 trečiuoju poliumi, kurio antrasis polius sujungtas su bendruoju grandinės tašku, o pirmasis polius su stabilios įtampos šaltinio 14 išėjimu kartu su pirmojo tripolio jungiklio 11 pirmuoju poliumi, antruoju poliumi sujungto su bendruoju grandinės tašku, o trečiuoju poliumi su integratoriaus 25 įėjimu, kurio grįžtamojo ryšio grandinė sujungta su antrojo dvipolio jungiklio 26 pirmuoju ir antruoju poliais. Antrojo tripolio jungiklio 12 pirmasis polius prijungtas prie integratoriaus 25 išėjimo, antrasis polius - prie srovės šaltinio 2 išėjimo, o trečiasis polius - prie komparatoriaus 15 pirmojo įėjimo, kurio išėjimas prijungtas prie procesoriaus 8 valdymo įėjimo, o antrasis įėjimas - prie su trečiojo tripolio jungiklio 13 trečiojo poliaus, kurio antrasis polius prijungtas prie stabilios įtampos šaltinio 14 išėjimo, o pirmasis polius - prie skaitmeninio analoginio keitiklio 17 išėjimo. Srovės šaltinio 2 išėjimas prijungtas prie antrojo analoginio skaitmeninio keitiklio 16 įėjimo, kurio informacinių išėjimų grupė sujungta su procesoriaus 8 ketvirtąja informacinių išvadų grupe. Procesoriaus 8 antrosios valdymo išvadų grupės pirmasis, antrasis, trečiasis, ketvirtasis ir penktasis išėjimai sujungti su atitinkamai pirmojo 11, antrojo 12, trečiojo 13, ketvirtojo 23 ir penktojo 24 tripolių jungiklių valdymo įėjimais, o šeštasis ir septintasis išėjimai - su pirmojo 20 ir antrojo dvipolio jungiklio 26 valdymo įėjimais, penktoji informacinių išvadų grupė sujungta su skaitmeninio analoginio keitiklio 17 informacinių įėjimų grupe. Šeštoji procesoriaus 8 informacinių išvadų grupė sujungta su impulsų skaitiklio 19 informaciniais išvadais, kurio įėjimas per pirmąjį dvipolį jungiklį prijungtas prie stabilaus dažnio impulsų generatoriaus 18 išėjimo, o įnulinimo išvadas - prie procesoriaus 8 antrosios valdymo išvadų grupės aštuntojo išėjimo.The electromagnetic flow meter has a measuring channel 1 consisting of a tube of non-magnetic material with inner insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, a current source 2, a first 3 and a second 4 coils forming a magnetic field support 5, a first differential amplifier 6, a first an analog-to-digital converter 7, a processor 8, an indicating device 9, a memory device 10, a first 11, a second 12 and a third 13 triple switches, a stable voltage source 14, a comparator 15, a second analog-to-digital converter 16, a digital-to-analog pulse generator 18, a pulse counter 19, a first bipolar switch 20, and a control pulse generator 21 comprising a second differential amplifier 22, a fourth 23 and a fifth 24 tripole switch integrator 25 and a second bipolar switch 26. The information outputs of this converter 7 are connected to the first information group of the processor 8 and the group of control inputs to the first group of control inputs of the processor, the second group of information in the processor 8 is connected to the information inputs of the display device 9. an information group, in addition, the first output of the first coil 3 is connected to the output of the current source 2 and the second output is connected to the first output of the second coil 4, the second output of the second coil 4 to the first at a common point in the measuring circuit, the first and second electrodes of the measurement channel 1 are connected to the first and second inputs of the first differential amplifier 6, the output of which is connected to the information input of the first analog digital converter 7 the first input of the printer 22 is connected to the common point of the second excitation coil 4 and the resistor 5, the output is connected to the input of the current source 2 and the second input to the third pole of the fourth tripole switch 23 a third pole of a tripole switch 24 having a second pole connected to a common circuit point and a first pole with a stable voltage source 14 output coupled to a first pole of the first tripolis switch 11 connected to a common pole and a third pole to an integrator 25 having a feedback circuit coupled to the first and second poles of the second bipolar switch 26. The first pole of the second tripole switch 12 is connected to the output of the integrator 25, the second pole to the output 2 of the power source and the third pole to the first input of the comparator 15 whose output is connected to the control input of the processor 8. a third pole having a second pole connected to the output of a stable voltage source 14 and a first pole connected to the output of a digital-to-analog converter 17. The output of the current source 2 is connected to the second input of the analogue-to-digital converter 16, whose information output group is connected to the fourth information output group of the processor 8. The first, second, third, fourth, and fifth outputs of the second control output group of the processor 8 are connected to the control inputs of the first 11, second 12, third 13, fourth 23 and fifth 24 tripole switches, respectively, and the sixth and seventh outputs to the first 20 and second bipolar a switch 26 having control inputs, a fifth group of information outputs coupled to a digital analog converter 17 inputs group. The sixth group of information outputs of the processor 8 is connected to the information outputs of the pulse counter 19, the input of which is connected to the output of the stable frequency pulse generator 18 via the first bipolar switch and the eighth output of the second control group of the processor 8.

Elektromagnetinis srauto matuoklio darbą valdo procesorius 8. Vienas matuoklio darbo periodas susideda iš dviejų ciklų: pirmojo ir antrojo. Pirmasis ciklas susideda iš keturių intervalų: pirmojo, antrojo, trečiojo ir ketvirtojo. Pirmasis intervalas prasideda, pirmąjį dvipolį jungiklį 20 sujungus, antrąjį dvipolį jungiklį 26 atjungus, o pirmajame 11, antrajame 12, trečiajame 13, ketvirtajame 23 ir penktajame 24 tripoliuose jungikliuose sujungus pirmąjį ir trečiąjį polius. Srovė magnetinio lauko žadinimo ritėse pradeda augti nuo nulinės vertės. Integratoriaus 25 įėjime veikia stabilios įtampos šaltinio 14 įtampa Uo, o išėjime įtampa tiesiškai auga Ui=(Uo-t)/x, čia τ - integratoriaus laiko pastovioji. Įtampa Uo veikia ir antrojo diferencialinio stiprintuvo 22 antrajame įėjime. Šis diferencialinis stiprintuvas kartu su srovės šaltiniu 2, ritėmis 3 ir 4 bei atraminiu varžų 5, kurio bendras su 4 rite taškas prijungtas prie stiprintuvo 22 pirmojo įėjimo, sudaro neigiamojo grįžtamojo ryšio pagal srovę grandinę. Todėl įtampa Uro varžė 5, kurio varža lygi Ro, bus palaikoma tokia pat, kaip Ui. Magnetinio lauko žadinimo srovė Iž taip pat keisis teisiškai: I_ž=Ui/Ro=(Uo-t)/(Ro-T). Įtampą srovės šaltinio išėjime galima išreikšti taip: U_s=Uro+Urt+Ul čia Uro=IžRo - įtampa, krintanti varžė Ro, URr=IžRr - įtampa, krintanti žadinimo ričių suminėje aktyviojoje varžoje R_r, ir UL=L_e(dI_ž/dt) - įtampa, veikianti suminiame abiejų žadinimo ričių induktyvume. Taip tęsis tol, kol įtampa U_s srovės šaltinio išėjime pasieks vertę U_v, esančią skaitmeninio analoginio keitiklio 17 išėjime. Pasiekus šią įtampą paveiks komparatorius 15. Pirmasis ciklo intervalas baigiasi, o antrasis - prasideda. Komparatoriaus 15 išėjimo signalui patekus į procesoriaus 8 valdymo įėjimą pastarasis perjungia pirmąjį 11 ir ketvirtąjį 23 tripolius jungiklius, sujungdamas jų antruosius ir trečiuosius polius, o taip pat sujungia antrojo dvipolio jungiklio 26 polius bei atjungia pirmojo dvipolio jungiklio 20 polius. Procesorius nuskaito impulsų skaitiklio 19 turinį Ni ir palygina jį su skaičiumi Nio, gautuoju tame pat skaitiklyje pasibaigus pirmajam intervalui srauto matuoklio kalibravimo metu. Antrajame ciklo intervale integratorius 25 iškraunamas, o į antrojo diferencialinio stiprintuvo 22 antrąjį išėjimą paduodama stabili įtampa Uq. Srovės šaltinio išėjimo srovė auga tol, kol įtampa atraminiame varžė pasiekia tą pačią vertę Uo.The work of the electromagnetic flow meter is controlled by the processor 8. One cycle of the meter consists of two cycles: the first and the second. The first cycle consists of four intervals: first, second, third, and fourth. The first interval begins by disconnecting the first bipolar switch 20, disconnecting the second bipolar switch 26, and connecting the first and third poles in the first 11, second 12, third 13, fourth 23 and fifth 24 tripole switches. The current in the magnetic field excitation coils begins to increase from zero. At the input of the integrator 25, the voltage Uo of the stable voltage source 14 is applied and at the output the voltage increases linearly Ui = (Uo-t) / x, where τ is the time constant of the integrator. Voltage Uo also operates at the second input of the second differential amplifier 22. This differential amplifier, together with the current source 2, the coils 3 and 4, and the support resistor 5, which has a common point with 4 coils connected to the first input of the amplifier 22, form a negative feedback feedback circuit. Therefore, the voltage Uro impedance 5, whose impedance is Ro, will be maintained as Ui. The magnetic field excitation current Iz will also change legally: I _ž = Ui / Ro = (Uo-t) / (Ro-T). The voltage at the output of the current source can be expressed as: U _s = Uro + Urt + Ul where Uro = IzRo - voltage falling across the resistance Ro, URr = Izrr - the voltage falling across the total active impedance R _{r of the} excitation coils and UL = L _e (dI _ž / dt) - Voltage acting on the total inductance of both excitation coils. This will continue until the voltage U at _the current source output reaches the value U _v at the output of the digital-to-analog converter 17. When this voltage is reached, comparator 15 will be affected. The first cycle interval ends and the second begins. When the output signal of the comparator 15 reaches the control input of the processor 8, the latter switches the first triple switches 11 and fourth 23 by connecting their second and third poles, and also connects the poles 26 of the second bipolar switch and disconnects the poles 20 of the first bipolar switch. The processor reads the contents of the pulse counter 19 Ni and compares it with the number Nio obtained on the same counter at the end of the first interval during the flow meter calibration. In the second cycle interval, the integrator 25 is discharged and a stable voltage Uq is applied to the second output of the second differential amplifier 22. The output current of the current source increases until the voltage at the reference screw reaches the same value Uo.

Šiuo metu per ritę teka srovė Io=Uo/Ro· Nusistovėjus žadinimo srovės vertei Io, pirmojo diferencialinio stiprintuvo 6 išėjime veikianti įtampa Uq, proporcinga elektrodų signalui, taigi ir skysčio srautui Q, tekančiam kanale 1, keitiklyje 7 integruojama intervale το. Srovei Io nekintant įtampos kritimo induktyvinėje ritės varžoje nelieka, ir įtampa srovės šaltinio 2 išėjime tampa lygi: Uv=Io(Ro+Rr)· Antrojo laiko intervalo pabaigoje šios įtampos U_v skaitinę vertę N_v procesorius 8 nuskaito iš antrojo analoginio skaitmeninio keitiklio 16 informacinių išėjimą persiunčia šį skaičių N_v į atminties įrenginį 10. Tuo antrasis ciklo intervalas baigiasi ir prasideda trečiasis intervalas. Prasidedant šiam intervalui procesorius įnulina skaitiklio 19 turinį, pirmajame tripoliame jungiklyje 11 sujungia pirmąjį ir trečiąjį polius, o antrajame 12, trečiajame 13 ir penktajame 24 tripoliuose jungikliuose sujungia antrą į ir trečiąjį polią pirmasis dvipolis jungiklis 20 sujungiamas, o antrasis dvipolis jungiklis 26 - atjungiamas. Prie antrojo diferencialinio stiprintuvo 22 pirmojo įėjimo prijungiamas nulinis potencialas, srovė magnetinio lauko žadinimo ritėse palaipsniui krenta iki nulio. Naudojant dviguboj o integravimo metodą pirmajame analoginiame skaitmeniniame keitiklyje 7 suformuojama skaitmeninė elektrodų informacinio signalo vertė Nq, kurią procesorius 8 nuskaito ir persiunčia į atminties įrenginį 10. Integratoriaus 25 išėjime įtampa Ui=(Uo-t)/T teisiškai auga tol, kol pasiekia vertę Uo- Šiuo metu paveikia komparatorius 15. Tuo baigiasi trečiasis intervalas ir prasideda ketvirtasis intervalas. Komparatoriaus 15 išėjimo signalui patekus į procesoriaus 8 valdymo įėjimą pastarasis perjungia pirmąį 11 tripolį jungiklį, sujungdamas jo antruosius ir trečiuosius polius, o taip pat sujungia antrojo dvipolio jungiklio 26 polius bei atjungia pirmojo dvipolio jungiklio 20 polius. Procesorius nuskaito impulsų skaitiklio 19 turinį Nn ir palygina jį su skaičiumi Nuo gautuoju tame pat skaitiklyje pasibaigus pirmojo ciklo trečiajam laiko intervalui srauto matuoklio kalibravimo metu. Ketvirtasis periodas, o kartu ir visas matavimo ciklas baigiasi, kai integratoriaus 25 talpa pilnai iškraunama. Iš karto pasibaigus ketvirtajam intervalui prasideda kito antrojo ciklo pirmasis intervalas. Antrajame cikle visi blokai veikia taip pat, kaip ir pirmajame cikle, išskyrus trečią'į tripolį jungiklį, kuris antrojo ciklo trečiajame intervale nepeijungiamas. Jame lieka sujungti pirmasis ir trečiasis poliai. Todėl antrojo ciklo trečiajame intervale integratoriaus išėjime tiesiškai auga tol, kol pasiekia vertę U_v. Tada paveikia komparatorius 15 ir toliau viskas vyksta taip, kaip ir pirmajame cikle. Procesorius nuskaito impulsų skaitiklio 19 turinį N23. ir palygina jį su skaičiumi N230, gautu antrojo ciklo trečiajame intervale matuoklio kalibravimo metu.The current Io = Uo / Ro is flowing through the coil. When the excitation current Io is stabilized, the output voltage Uq of the output of the first differential amplifier 6 is proportional to the electrode signal and thus to the fluid flow Q in the converter 7 at interval το. Currents Io unchanged voltage drop induktyvinėje coil resistance is left, and the voltage of the power source 2 output is equal to: UV = Io (Ro + Rr) · Second time interval at the end of this voltage U _v numerical value N _V processor 8 reads from the second analog to digital converter 16 information the output forwards this number N _v to the storage device 10. At this the second cycle interval ends and the third interval begins. At the beginning of this interval, the processor resets the contents of the counter 19, connects the first and third poles in the first tripolar switch 11, and the second to the third poles in the second 12, third 13, and fifth tripoli switches. A zero potential is applied to the first input of the second differential amplifier 22, and the current in the magnetic field excitation coils gradually decreases to zero. Using the dual integration method, the first analog-to-digital converter 7 generates a digital value of the electrode information signal Nq, which the processor 8 reads and transmits to the storage device 10. At the output of the integrator 25, the voltage Ui = (Uo-t) / T legally increases - The comparator 15 is currently affected. This ends the third interval and begins the fourth interval. When the output signal of the comparator 15 reaches the control input 8 of the processor, the latter switches the first tripolar switch 11 by connecting its second and third poles, and also connects the poles 26 of the second bipolar switch and disconnects the poles 20 of the first bipolar switch. The processor reads the content Nn of the pulse counter 19 and compares it with the number Since received on the same counter at the end of the third cycle of the first cycle during flow meter calibration. The fourth period, and thus the complete measuring cycle, ends when the integrator 25 is fully discharged. Immediately after the fourth interval, the first interval of the next second cycle begins. In the second cycle, all the blocks function in the same way as in the first cycle, except for the third tripole switch, which is not actuated in the third interval of the second cycle. The first and third poles remain connected. Therefore, in the third interval of the second cycle, the integrator output increases linearly until it reaches the value U _v . Then the comparator 15 is affected and everything goes as it did in the first cycle. The processor reads the contents of the pulse counter 19 at N23. and compares it with the number N230 obtained at the third interval of the second cycle during meter calibration.

Taigi kiekviename matavimo periode suformuojamas ne tik skaitinis skysčio srauto signalas Nq. Pagal impulsų skaitiklio 19 turinio Nj, N13, N23 ir pokyčius lyginant su N10 N130 ir N230 galime spręsti apie suminio matavimo ričių induktyvumo L_epokyčius. Tam šie rezultatai procesoriuje turi būti tinkamai apdorojami. Pirmame ciklo intervale komparatorius 14 paveikia, kai pasiekiama lygybė U_S=U_V. Įvertinę U_s ir U_vvertes gauname: Uo[(Ro+Rr)/Ro](ti/T)+(UoL_e)/(RoT)=Uo[(Ro+R_r)/Ro]. Suprastinę ir pertvarkę gauname: L_e/(Ro+R_r)=T-ti. Pirmojo intervalo trukmė abiejuose cikluose yra tp Jeigu generatoriaus 18 impulsų dažnis yra fį, tai impulsų skaitiklyje per šį laiką sukaupiamas turinys Ni=foti. Pirmojo ciklo trečiasis intervalas pasibaigia, kai integratoriaus išėjimas pasiekia Uo: Uo(ti3/x)=Uo, taigi šis intervalas užtrunka o jo skaitinė vertė gaunama Ni3=foti3. Todėl teisinga yra lygybė L_e/(Ro+R_r)=(Ni3-Ni)/fo. Antrojo ciklo trečiojo intervalo trukmė apskaičiuojama iš lygybės Uo(t23/T)=[(Ro+R_r)/Ro]Uo. Taigi t23/ti3=N23/Ni3=[(Ro+Rr)/Ro]. Srauto matuoklio kalibravimo metu gauname Leo/(Rfl+Rro)=(Ni3o-Nio)/fo· Čia L_eo ir Rto- žadinimo ričių suminio induktyvumo vertė ir jų laidų varžos vertės, o N130 ir N10 - τ ir ti skaitinės vertės kalibravimo metu. Srauto matuokliui veikiant ilgą laiką gali šiek tiek keistis τ, R_r ir L_e. Pažymėkime šiuos pokyčius Δτ=τ-το, ARr=R_r-Rro ir AL_e=L_e-L_eo. Dėl šių pokyčių atsiras pokyčiai ΔΝι=Νι-Νιο, ΔΝΐ3=Νΐ3-Νΐ3ο ir ΔΝ23=Ν23-Ν23ο· Įvertinę šiuos pokyčius, gausime tokią lygybę:Thus, not only the numerical fluid flow signal Nq is generated at each measurement period. From the contents Nj, N13, N23 of the pulse counter 19 and the changes compared to N10 N130 and N230, we can judge the changes in the inductance L _e of the total measuring coils. For this, these results must be properly processed by the processor. In the first interval of the cycle, comparator 14 is affected when the equation U _S = U _{V is} reached. Evaluating _the values of U _s and U _v , we get: Uo [(Ro + R r) / Ro] (ti / T) + (UoL _e ) / (RoT) = Uo [(Ro + R _r ) / Ro]. Understanding and rearranging we get: L _e / (Ro + R _r ) = T-ti. The duration of the first interval in both cycles is tp If the pulse rate of the generator 18 is f ?, then the content of the pulse counter during this time is Ni = foti. The third interval of the first cycle ends when the integrator output reaches Uo: Uo (ti3 / x) = Uo, so this interval takes time and its numerical value is given by Ni3 = foti3. Therefore, the equation L _e / (Ro + R _r ) = (Ni3-Ni) / fo is correct. The duration of the third interval of the second cycle is calculated from the equation Uo (t23 / T) = [(Ro + R _r ) / Ro] Uo. So t23 / ti3 = N23 / Ni3 = [(Ro + Rr) / Ro]. During the calibration of the flowmeter, we obtain the total inductance value of Leo / (Rfl + Rro) = (Ni3o-Nio) / fo · Here, the values of L _e o and Rto- excitation coils and their impedance values, and N130 and N10 the numerical values of τ and ti years. The flow meter may change slightly over time τ, R _r and L _e . Let us denote these changes by Δτ = τ-το, ARr = R _r -Rro and AL _e = L _e -L _e o. These changes will result in changes in ΔΝι = Νι-Νιο, ΔΝΐ3 = Νΐ3-Νΐ3ο, and ΔΝ23 = Ν23-Ν23ο · Considering these changes, we will obtain the following equation:

TęQ___1 + (AZ._e/Z_ep) _TęQ ___ 1 + (AZ. _E / Z _e p) _

Ą) + Ą-0 1 + [ΔΛ,./(2?θ +J?_ro)] pokyčiai neviršija 5%, + (tsL_eĮ L_sq) ₌ n + )(Į + [Δ/?_Γ/(7?₀+ 2?_r0)] T_e0 ^A A) + A-0 1 + [ΔΛ /. (2? Θ + j? _R o)] change does not exceed 5% + (TSL _e i l _s q) ₌ n + c) (i + [Δ /? _Γ / (7? ₀ + 2? _r0)] T ^A _e0

M30-M0 n ₊ ^13___δΝγ _Je· /0 M3O^_Mo M3O~Mo galime naudotis tokia lygybe:M30-M0 n ₊ ^ 13 ___ δΝγ _Je · / 0 M3O ^_ Mo M3O ~ Mo we can use the following equation:

--Δ/ζ.—) ₊ AZg--AĄ.— Į_vertį_ną kalibravimo + R_r0 L_e0 Rq + R_r0 mo metu gautą lygybę turėsime:--Δ / ζ.-) ₊ AZG - AĄ.- The _values refer to the calibration situation _is _r0 + R L + R R? _E0 mo _r0 obtained from equality we have:

AL_e AR_rL_£q Rq + R_r0 AL _e AR _r L _£ q Rq + R _r0

AAįj A/VjAAjj A / Vj

M30-M0 M3O“MoM30-M0 M3O “Mo

Iš pirmojo ir antrojo ciklo trečiųjų intervalų galime išreikštiFrom the third intervals of the first and second cycles we can express

A7?_r ΔΛ/23A7? _r ΛΛ / 23

7?Ο + 7?_γΟ A^237? Ο + 7? _γΟ A ^ 23

M30 ^230M30 ^ 230

Tai įvertinę galime nustatyti santykinį suminio žadinimo ričių induktyvumo L_e pokytį , . , . , ... , Δ£„ ΔΛ'η ΔΝή ΔΝγτη &Ν\ lyginant su gautu kalibravimo metu: —- =-—— + ————---^Le0 M3OMo ^N23 ^N23Q M3O^-Mo Atlikus tokius skaičiavimus galima labai tiksliai nustatyti suminio ričių induktyvumo pokyčius. Suminį žadinimo ričių induktyvumą galima išreikšti taip: L_e=T_e/Iž· Čia Ψ_ε pilnas magnetinis srautas, sukuriamas žadinimo ritėse. Žadinimo srovės dydis apspręstas stabilios įtampos Uo ir stabilios varžos Ro. Tuo tarpu magnetinis srautas gali išaugti atsiradus sraute magnetinėms dalelėms arba magnetinėms nuosėdoms ant kanalo sienelių. Šio srauto santykinis pokytis lygus tūrinei magnetinių dalelių koncentracijai. Ir vienu ir kitu atveju atsiranda matavimo paklaida, kuri gali būti žymiai didesnė už magnetinių dalelių koncentraciją. Užfiksavęs L_e pokytį, procesorius išveda į indikacijos įrenginį perspėjantį signalą apie galimą magnetinių dalelių atsiradimą sraute.Taking this into account, we can determine the relative change in the inductance L _{e of the} total excitation coil,. ,. , ..., Δ £ „ΔΛ'η ΔΝή ΔΝγτη & Ν \ compared to the one obtained during the calibration: —- = -—— + ————--- ^L e0 M3OMo ^N 23 ^N 23Q M3O ^- Mo accurately determine changes in total coil inductance. The total inductance of the excitation coils can be expressed as: L _e = T _e / Iz · Here Ψ _ε is the total magnetic flux generated by the excitation coils. The magnitude of the excitation current is determined by the constant voltage Uo and the stable resistance Ro. Meanwhile, the magnetic flux may increase as a result of magnetic particles or magnetic deposits on the channel walls. The relative change in this flux is equal to the volume concentration of the magnetic particles. In both cases, a measurement error occurs which can be significantly higher than the magnetic particle concentration. After detecting the change in L _e , the processor outputs to the indicating device a warning signal of the possible occurrence of magnetic particles in the stream.

Siūlomas išradimas leidžia nenutraukiant matavimo labai operatyviai nustatyti tą momentą kada matavimo kanalo viduje arba ant jo sienelių atsiranda magnetinių dalelių. Tai labai naudingai išplečia prietaiso funkcines galimybes, nes laiku perspėja aptarnaujantį personalą apie gresiantį matavimo tikslumo sumažėjimą. Visa tai padidina matavimo tikslumą ir matavimo rezultatų patikimumą. Kadangi tokie matuokliai dažniausia naudojami komerciniam atsiskaitymui, tai yra labai aktualu.The present invention makes it possible to determine, without interruption of measurement, the moment when magnetic particles appear on the inside of a measuring channel or on its walls. This greatly extends the functionality of the device by alerting service personnel in a timely manner of imminent loss of measurement accuracy. All this increases the accuracy of the measurement and the reliability of the measurement results. Since such meters are most commonly used for commercial settlement, this is very relevant.

Claims

Electromagnetic flowmeter with a measuring channel consisting of a tube of non-magnetic material with internal insulation and diametrically opposed two electrodes in the walls, current source, first and second coils, resistance impedance, first and second differential amplifiers, processor, indicating device, memory a device, the first, second, third, fourth, and fifth tripoli switches, a control pulse generator and a first analog-to-digital converter having information outputs connected to the processor's first information output group, the control input group connected to the processor's first control output group; output groups - with the information outputs of the indication device and the memory device, respectively, in addition, the first output of the first excitation coil is connected to the output of the current source, the second to the second, second coil, and the first, second, third, fourth, fifth, and fifth control inputs of the first, second, third, fourth, and fifth tripoli switches are connected to the first reference resistor, the second of which is connected to a common point on the measuring circuit. processor second control output group outputs, characterized by the addition of a stable voltage source, a comparator, a second analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, a stable frequency pulse generator, a pulse counter, a first bipolar switch, and an integrator and a second bipolar switch which, together with the fourth and fifth triple switches and the second differential amplifier, are connected to the control pulse generator circuit, the first and second electrodes being connected to the first and second first differential amplifiers an input having an output connected to the information input of the first analogue-to-digital converter, and a first differential input of a second differential amplifier connected to a common point of the second excitation coil and a reference impedance, the output connected to a current source input; a pole connected to a third pole of a fifth triple switch, a second pole connected to a common circuit point, and a first pole having a stable voltage source output together with a first pole of a first tripole switch having a second pole connected to a common circuit point and a third pole the output of which is connected to a first pole of a fourth tripole switch, together with a first pole of a second tripole switch having a second pole connected to a current source output and a third pole to a comparator first input, a second analog-to-digital converter input coupled to a current source output and an information output group to a processor fourth information output group, a processor second control output group sixth and seventh outputs connected to a first and second bipolar switch control inputs, a fifth the information output group is connected to a digital analog converter information input group whose output is connected to the first pole of the third tripole switch, the second pole to the output of the stable voltage source and the third pole to the comparator second input, the integrator feedback circuit to the second bipolar switch first and second poles, in addition, the sixth group of processor information outputs is coupled to the pulse counter information outputs having a first bipolar input The switch is connected to the output of a stable frequency pulse generator, and the reset output to the eighth output of the second control output group of the processor.