SU1765699A1 - Массовый вибрационный расходомер - Google Patents

Description

&& &- - & &&

. v i-l-ii-AilC.,,----- -;-. -V---;-щ f- %s л , , , к & , 1

, -tWBlfe« t«

(21)4757683/10 (22)09.11.89

(46) 30.09.92. Бюл. Мг 36 f(71) Государственный научно-исследова- 5 институт теплоэнергетического

п $иёЬрбстроени 

(72) С.А.Золотаревский и А.А.Шкурин :(56) 1. Европейский патент № 0212782, K7rGO FJ/84, 1986.

f 2ГШсг(эМ1от|опModelD.MassFlowmeter fnstruqtioiTManuai, 1985.

(54) МАССбв ЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ РАС ХОДОМЕР

(57) Использование: периодическое обнуление электронной аппаратуры измерител  расхода. Сущность изобретени : устройство содержит датчик 1 расхода, узел 2 возбуждени  колебаний, узлы 3,4 съема сигналов, электронный преобразователь 5, входы 6,7 преобразовател , блок 8 измерени , блок 9 возбуждени  и стабилизации колебаний, суммирующий усилитель 10, регул тор 11 установки нул , источник 12 опорного напр жени , нормально замкнутый 13 и нормально разомкнутые 14 и 15 контакты.2 ил.

4 &Шдаф Л.йЗ

Ч

о- ел о о ю

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к устройствам измерени  массового расхода среды, и может быть использовано при создании массовых вибрационных расходомеров, предназначенных дл  измерени  расхода различных, в том числе агрессивных, загр зненных жидкостей и сжатых газов в нефт ной, химической , металлургической и других отрасл х промышленности.

Известен массовый вибрационный расходомер , состо щий из датчика расхода, содержащего закрепленные на корпусе с возможностью колебаний трубопроводы с размещенными на них узлом возбуждени  колебаний и двум  узлами съема сигнала, и электронного преобразовател  с двум  входами , подключенными к соответствующим узлам съема сигнала и двум  выходами, первый из которых подключен к узлу возбуждени  колебаний, а второй  вл етс  выходом вход щего в его состав суммирующего усилител  с измерительным входом, второй вход которого соединен с регул тором установки нул  1.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемо- му результату  вл етс  массовый вибрационный расходомер, который состоит из датчика расхода, содержащего за креп- ленные на корпусе с возможностью колебаний трубопроводы с размещенными на них узлом возбуждени  колебаний и двум  узлами съема сигнала, и электронного преобразовател  с двум  входами, подключенными к соответствующим узлам съема сигнала и двум  выходами, первый из которых подключен к узлу возбуждени  колебаний , а второй  вл етс  выходом вход щего в его состав суммирующего усилител  с измерительным входом, второй вход которого соединен с регул тором установки нул  2.

Оба описанных устройства обеспечивают при отсутствии расхода компенсацию как имеющего систематический характер смещени  нул  датчика расхода, обусловленную фазовым и, соответственно, временным сдвигом между сигналами с первого и с второго узлов съема сигнала, так и нос щего бессистемный характер смещени  нул  электронного преобразовател , вызванного временным и температурным дрейфом характеристик вход щий в него элементов,

Недостатком обоих устройств  вл етс  невозможность компенсации смещени  нул  электронного преобразовател  при наличии расхода через устройство, что в 1,5-2 и более раз снижает точность измерени  расхода и приводит к необходимости уменьшени  межповерочного интервала.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  расхода и увеличение межповерочного интервала.

Цель достигаетс  тем, что в массовом вибрационном расходомере, состо щем из датчика расхода, содержащего узел возбуждени  и два узла съема сигнала, электронного преобразовател  с двум  входами,

подключенными к соответствующим узлам

съема сигнала и выходного суммирующего

усилител , измерительный вход которого

подключен к первому выходу электронного

преобразовател , второй выход которого подключен к входу узла возбуждени , а второй вход- к выходу регул тора напр жени  смещени , введены источник опорного напр жени , один нормально замкнутый и два

нормально разомкнутых синхронизированных контакта, второй вход электронного преобразовател  соединен с вторым узлом съема сигнала через нормально замкнутый контакт, а через первый нормально разомкнутый контакт - с первым узлом съема сигнала, причем источник опорного напр жени  через второй нормально разомкнутый контакт подключен к третьему входу выходного суммирующего усилител .

На фиг.1 показана блок-схема массового вибрационного расходомера; на фиг,2 - пример выполнени  принципиальной схемы суммирующего усилител  с подключенными к нему регул тором установки нул  и

источником опорного напр жени .

Массовый вибрационный расходомер (фиг.1) состоит из датчика 1 расхода, содержащего закрепленные на корпусе с возможностью колебаний трубопроводы (корпус и

трубопроводы на чертеже условно не показаны ) с размещенными на них узлом 2 возбуждени  колебаний и узлами 3 и 4 съема сигнала, электронного преобразовател  5 с входами 6 и 7, который содержит блок 8

измерений, блок 9 возбуждени  и стабилизации колебаний, суммирующий усилитель

10и регул тор 11 установки нул . Кроме того, в электронный преобразователь 5 дополнительно введены источник 12 опорного

напр жени , нормально замкнутый контакт 13 и нормально разомкнутые контакты 14 и 15. Как в известных, так и в предлагаемом устройстве блок 8 измерений соединен с суммирующим усилителем 10 и блоком 9

возбуждени  и стабилизации колебаний, который в свою очередь св зан с узлом возбуждени  колебаний датчика 1 расхода, а суммирующий усилитель 10 - с регул тором

11установки нул .

Й1 х,г:в ;чй- S9

На фиг.2 показана принципиальна  схема суммирующего усилител  10 с подключенными к нему регул тором 11 установки нул  и источником 12 опорного напр же- н и Скот&рыё выполнены на прецизионных э1 раТ июнных усилител х D1-D3 ДкТ40УД17), полевом транзисторе VT1, пре- 4цизйоШюм1стабилитроне VD1 (Д818Е) и ре«3 .. йл

зисторах R1-R9.

I Работает устройство следующим обра- tj3bM sp-fli рабочем режиме и в режиме первич нои и периодических поверок при отсутстЭД Ј- « «« . . -№вии расхода вход 6 электронного

Г&ЭО&,

преобразовател  5 соединен с узлом 3 . V ь wtri&r «влА - teл

ма сигнала, вход 7 - с узлом 4 съема сигнала,

.:4SSth« s 5S - „

а источник 12 опорного напр жени  отклюi« r« Ґ5 «« :JK: ,..

чен от суммирующего усилител  10. При

тойГ5 йк в известных, так и в предлагаемом

Устройствах блок 8 измерений усиливает

гюдаваём ый на ход 6 сигнал от узла 3 съема

JUUfr rt- &Ј&.#elHpif &,.лJугнала и подает его на вход блока 9 возбуж- ден1 ви% с табилизации колебаний, который в сГвбй очередь формирует импульсы напр ,. .з

жени  с частотой, равной частоте собствен- нь1 ле баний трубопроводов датчика 1

расхода, которые подаютс  на узел 2 возбуждени  колебаний.

Такиги образом, обеспечиваютс  колебани  трубопроводов на собственной часто- те бта билизаци  амплитуды указанных колёНшТий осуществл етс  путем сравне- йШЪ блрке Э возбуждени  и стабилизации ТкЬлебаний пропорционального амплитуде Колебаний трубопроводов сигнала с блока 8 ЗмЪр ёний и опорного сигнала и соответствующего изменени  напр жени  импульсов , подаваемых а узел 2 возбуждени  колебаний Одновременно в блоке 8 измерений осуществл етс  сравнение сигнала, поступающего нгмзход 6 от узла 3 съема сигнала, с аналогичным ему сигналом, по  „ W -,,

ступающим на вход 7 от узла 4 съема сигнала При этом на выходе блока 8 измерений формируетс  напр жение ииз пропорциональное временному сдвигу между указанными сигналами, которые подаютс  на первый (измерительный) вход суммирующего усилител  10 Указанный временной сдвиг  вл етс  алгебраической суммой начального временного сдвига обусловленного неодинаковой амплитудой колебаний сторон трубопроводов и возможным различием формы сигналов с узлов 3 и 4 съема сигнала и временного сдвига, пропорционального массовому расходу измер емой среды. Компенсаци  начального временного сдвига и соответствующей ему части напр жени  11из производитс  при отсутствии расхода через устройство изменением подаваемого на второй вход суммирующего усилител  10 напр жени  смещени  от регул тора 11 установки нул  до получени  нулевого значени  выходного напр жени 

ивых. Таким образом, напр жение Квых будет пр мо пропорционально массовому расходу.

Опыт эксплуатации расходомеров данного типа показывает, что величина началь0 ного временного сдвига между сигналами с узлов съема сигнала данного датчика расхода сохран етс  практически неизменной в течение всего времени эксплуатации прибора . В то же врем  имеет место изменение

5 выходного напр жени , обусловленное временным и температурным дрейфом элементов электронного преобразовател .

Дл  компенсации этого изменени  предназначен режим подстройки Сразу же

0 после поверки расходомера при отсутствии расхода размыкают нормально замкнутый контакт 13 и замыкают нормально разомкнутые контакты 14 и 15. При этом на входы 6 и 7 электронного преобразовател  5

5 подаютс  сигналы от одного узла 3 съема сигнала, т.е. временной сдвиг между этими сигналами равен нулю Измен   величину опорного напр жени  Don, подаваемого от источника 12 опорного напр жени  на тре0 тий вход суммирующего усилител  10, добиваютс  получени  нулевого значени  напр жени  11Вых. Полученное значение опорного напр жени  сохран ют до следующей поверки расходомера при отсутствии

5 расхода.

Подстройка расходомера при наличии расхода осуществл етс  переключением устройства в режим подстройки с последующим изменением напр жени  смещени 

0 UCM, подаваемого от регул тора 11 установки нул  на вход суммирующего усилител  10 до получени  нулевого значени  выходного напр жени  Увых

Выход источника 12 опорного напр же5 ни  целесообразно вывести на гнездо контрол , а само значение опорного напр жени  U0n зафиксировать в паспорте устройства

Суммирующий усилитель 10 с подклю0 ченными к нему регул тором 11 установки нул  и источником 12 опорного напр жени  выполнен по схеме, показанной на фиг 2

Опорным элементом источника опорного напр жени  служит прецизионный ста5 билитрон VD1. На транзисторе VT1 выполнен источник тока дл  стабилизации тока через стабилитрон VD1 на уровне 10 мА Напр жение с опорного элемента VD1 подаетс  на операционный усилитель D1, выполненный по схеме повторител  напр жени , что позвол ет увеличить нагрузочную способность стабилитрона VD1.

Положительное напр жение с выхода микросхемы D1 поступает на инвертор D2 с коэффициентом передачи, равным единице. Стабилизированное напр жение с выходов микросхем D1 и D2, равное по величине и противоположное по знаку (±8 В), подаетс  на резистор R4, которым устанавливаетс  необходима  пол рность и величина опор- ного напр жени  в случае поверки расходомера при отсутствии расхода. При подстройке расходомера опорное напр жение через контакт 15 подаетс  на третий вход суммирующего усилител , выполнен- ного на микросхеме D3. Общий коэффициент усилени  суммирующего усилител  устанавливаетс  резистором R7 дл  получени  необходимого усилени  измер емого напр жени  Уиз. На резисторе R9 выполнен регул тор установки нул .

В режиме подстройки расходомера при наличии расхода контакт 15 замкнут, опорное напр жение, эквивалентное разбалансу датчика расхода, подаетс  на суммирующий усилитель 10, а резистором R9 устанавливаетс  выходное напр жение Увых равным нулю .

Как следует из вышесказанного, подстройка расходомера при наличии расхода может производитьс  какугодно, частот, например , при каждом изменении температуры окружающего воздуха, раз в день и т.д. За счет этого может быть увеличен межповерочный интервал расходомера, который в этом случае будет определ тьс  только изменением градуировочной характеристики

датчика расхода, котора  измен етс  крайне медленно. Например, межповерочный интервал расходомера может быть увеличен с 1 года до 3-4 лет.

Claims (1)

1. Таким образом, изложенное техническое решение обеспечивает повышение точности измерени  расхода и увеличение межповерочного интервала за счет обеспечени  возможности регул рной подстройки расходомера без отключени  расхода. Формула изобретени  Массовый вибрационный расходомер, состо щий из датчика расхода, содержащего узел возбуждени  и два узла съема сигнала , электронного преобразовател  с двум  входами, подключенными к соответствующим узлам съема сигнала, и выходного суммирующего усилител , измерительный вход которого подключен к первому выходу электронного преобразовател , второй выход которого подключен к входу узла возбуждени , а второй вход - к выходу регул тора напр жени  смещени , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и увеличени  межповерочного интервала, в него введены источник опорного напр жени , один нормально замкнутый и два нормально разомкнутых синхронизированных контакта, второй вход электронного преобразовател  соединен с вторым узлом съема сигнала через нормально замкнутый контакт , а через первый нормально разомкнутый контакт - с первым узлом съема сигнала, причем источник опорного напр жени  через второй нормально разомкнутый контакт подключен к третьему входу выходного суммирующего усилител .