СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСХОДОМЕРА

Предлагаемое изобретение относится к измерениям расхода электропроводящей жидкости и может использоваться в счетчиках воды, кислот, щелочей, молока, пива.
Из описания изобретения к АС №1826708 ( G01K1/60 ) известен электромагнитный расходомер для измерения расхода жидкостей. Рассмотренный расходомер имеет довольно громоздкую схему, низкую точность измерения, высокую потребляемую мощность, а так же выходной аналоговый сигнал, неудобный для дальнейшей обработки.
Наиболее близкой к заявляемой схеме, является схема расходомера из книги П.П.Кремлевского Расходомеры и счетчики количества, Ленинград, Машиностроение, 1989г., стр. 429, 430 состоящего: из первичного преобразователя расхода, формирователя напряжения возбуждения, включающего генератор цикла, блока питания с выходным ключом, управляемым генератором цикла, предварительного усилителя, служащего для усиления импульсов напряжения, поступающих с электродов первичного преобразователя, выходной сигнал с которого поступает в блок преобразования импульсного сигнала в постоянное напряжение, пропорциональное величине расхода жидкости.
В данной схеме идет преобразование величины расхода жидкости в аналоговый сигнал, без представления информации в цифровом коде.
С целью получения информации в удобном для обработки цифровом коде, повышения точности измерения, снижения потребляемой мощности, уменьшения влияния температуры и напряжения питания на работу схемы, предлагается схема, изображенная на фигуре, состоящая из первичного преобразователя
расхода, предварительного усилителя, источника опорного напряжения с введенными дополнительно формирователем тока, аналого-цифровым преобразователем, микроконтроллером, индикатором и формирователем сигнала интерфейса.
Выходы формирователя тока соединены со входами (обмоткой возбуждения) первичного преобразователя расхода. Выходы (электроды) первичного преобразователя соединены со входами предварительного усилителя, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя. Выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом микроконтроллера. Первый выход микроконтроллера соединен с управляющим входом формирователя тока. Выходы микроконтроллера соединены с информационными входами индикатора. Двунаправленные входы-выходы микроконтроллера соединены с информационными входами формирователя сигнала интерфейса .
Уменьшение потребляемой мощности происходит за счет использования сигнала возбуждения положительной и отрицательной амплитуды,, формируемого в формирователе тока.
Повышение точности измерения происходит за счет прямого преобразования выходного сигнала первичного преобразователя в цифровой код в аналого-цифровом преобразователе и выделения данных о расходе жидкости путем обработки в микроконтроллере.
Исключение влияния температуры и напряжения питания на работу схемы происходит благодаря формированию сигналов тока, пропорциональных напряжению аналого-цифрового преобразоватея.
2- микроконтроллер;
3- формирователь тока;
4- аналого-цифровой преобразователь;
5- источник опорного напряжения;
6- предварительный усилитель;
7- индикатор;
8- формирователь сигнала интерфейса .
В основе работы схемы лежит принцип прямого преобразования сигнала, поступающего с электродов первичного преобразователя расхода 1 электромагнитного типа, в цифровой код и его последующая обработка в микроконтроллере 2.
Формирование сигнала в первичном преобразователе расхода 1 происходит, согласно открытого Фарадеем закона электромагнитной индукции, под действием магнитного поля на движущуюся электропроводящую жидкость (движение проводника в магнитном поле).
Создание магнитного поля происходит путем подачи переменного тока прямоугольной формы на катушку возбуждения первичного преобразователя 1.
Формирование сигнала тока происходит в схеме формирователя тока 3, управляемого от микроконтроллера 2. Для уменьшения влияния температуры и напряжения питания на работу схемы, одновременно на вход формирователя тока 3 и вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 4,
подается напряжение с источника опорного напряжения 5. Таким образом сформированный и зависящий по амплитуде от скорости
движения жидкости сигнал поступает на входы предварительного усилителя 6, в котором происходит выделение и усиление разности напряжений между электродами.
«
Сигнал с выхода предварительного усилителя б поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 4, в котором производится его преобразование в цифровой код.
Далее цифровой код с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 поступает на вход микроконтроллера 2, в котором производится цифровая фильтрация сигнала и его преобразование в код, пропорциональный скорости и направлению движения жидкости. Путем дальнейших математических вычислений производится расчет прошедшего объема жидкости (объемный расход жидкости) через сечение в трубе первичного преобразователя 1.
Для отображения данных об объемном расходе и накопленном объеме жидкости используется цифровой индикатор 7.
Передача данных на внешние устройства производится через формирователь сигнала интерфейса 8.
Предлагаемая схема преобразователя сигналов электромагнитного расходомера реализована в измерительном блоке расходомера-счетчика электромагнитног типа РСЦ изготавливаемого согласно ТУ 4213-011-046078326-98.
MMiosq