СПОСОБ ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСХОДОМЕРОВ И ИМИТАТОР РАСХОДА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR ELECTROMAGNETIC FLOW-METER CALIBRATION AND DISCHARGE SIMULATOR FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, их поверке имитационным способом.
Известен способ поверки электромагнитных расходомеров (патент RU №2322651, G01F 25/00, 2005 г.), включающий преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение с помощью индукционной катушки, помещаемой в канал расходомера, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах индукционной катушки, деление в определенном соотношении с помощью делителя и подведение полученного сигнала к измерительному устройству электромагнитного расходомера, свободное пространство в рабочем объеме канала электромагнитного расходомера, предназначенного для измерения расхода, заполняют измеряемой средой, размещенной в секциях контейнера, выполненного из немагнитного и неэлектропроводного материала.
В известном устройстве по патенту №2322651 свободное пространство в рабочем объеме канала электромагнитного расходомера, предназначенного для измерения расхода измеряемой среды, заполняют измеряемой средой, размещенной в секциях контейнера, выполненного из немагнитного и неэлектропроводного материала. Если индукционная катушка представляет собой плоскую печатную плату, помещаемую в канале в плоскости оси канала и линии, соединяющей электроды, то в контейнере предусматривается соответствующая узкая щель, в которую вставляется индукционная катушка. Если индукционная катушка выполнена в виде цилиндрической поверхности и устанавливается в канале по поверхности канала, то наружный диаметр контейнера выполнен меньше внутреннего диаметра индукционной катушки. При градуировке и поверке контейнер вставляется в канал расходомера вместе с индукционной катушкой.
Недостатками известного способа и устройства является невозможность производить раздельную поверку первичного преобразователя и измерительного устройства электромагнитного расходомера, а также в способе градуировки и поверки не участвует важный элемент конструкции первичного преобразователя - электроды. В устройство для градуировки и поверки также входят такие дополнительные устройства, как устройство для интегрирования и преобразования сигналов с катушки индуктивности, резистивные делители, что усложняет и удорожает процесс градуировки и поверки.
Наиболее близким к предлагаемому способу, является способ градуировки и поверки электромагнитных расходомеров (патент RU №2330246, G01F 25/00, 2008 г.), в котором при градуировке первичных преобразователей расхода переменным резистором Rп устанавливается унифицированное для всех первичных преобразователей одного типоразмера (диаметра условного прохода Ду) значение выходного сигнала, пропорционального величине магнитной индукции.
На измерительных устройствах (электронных блоках) программно устанавливаются одинаковые для всех измерительных преобразователей градуировочные коэффициенты, определенные экспериментально для каждого типоразмера первичного преобразователя расхода (соответствующего диаметра условного прохода Ду).
Способ поверки электромагнитных расходомеров заключается в комплектации расходомера первичным преобразователем расхода и электронным блоком, проведении поверки любым известным способом и определении погрешности в соответствующих точках расхода. При несоответствии по каким-либо причинам погрешности измерения проводится простая замена или первичного преобразователя, или измерительного устройства и проводится поверка (градуировка не проводится) погрешности измерения объема.
Этот способ позволяет производить раздельную поверку первичного преобразователя и измерительного устройства электромагнитного расходомера, но в этом способе градуировки и поверки не участвует важный элемент конструкции первичного преобразователя - электроды. В устройство для градуировки и поверки, как и в предыдущем устройстве, входят такие дополнительные устройства, как устройство для интегрирования и преобразования сигналов с катушки индуктивности, резистивные делители, что усложняет и удорожает процесс градуировки и поверки.
Наиболее близким к предлагаемому способу и устройству является способ поверки электромагнитных расходомеров и имитатор расхода для его осуществления (положительное решение по заявке на изобретение №2008125539/28 (031050), G01F 25/00), заключающийся в том, что размещают в измерительном канале первичного преобразователя имитатор расхода. Имитатору расхода, заполненному измеряемой жидкостью и снабженному электродами, сообщают возвратно-поступательное движение, при этом электроды имитатора контактируют с электродами первичного преобразователя расхода, с которых снимают сигнал, пропорциональный расходу, полученный сигнал подают на вход измерительного устройства, преобразуют и отображают в виде измеренного объема жидкости.
Имитатор расхода представляет собой цилиндрический полый контейнер, выполненный с тонкими стенками из немагнитного и неэлектропроводного материала, заполненный измеряемой жидкостью, причем по всей длине цилиндрической поверхности имитатора выполнены пазы в месте установки электродов первичного преобразователя расхода, имитатор имеет герметичные, диаметрально противоположно расположенные электроды, расположенные в пазах по всей длине контейнера, пазы имитатора заполнены пористым токопроводящим составом, предназначенным для обеспечения электрического контакта электродов имитатора с электродами первичного преобразователя расхода, наружный диаметр имитатора с необходимой точностью соответствует внутреннему диаметру измерительного канала первичного преобразователя.
Недостатком такого способа и устройства является то, что в процессе поверки информация об измеряемом (имитируемом) расходе передается через скользящие контакты (с электродов имитатора Э1, Э2 на электроды первичного преобразователя расхода), что ограничивает срок службы имитатора, нарушает за счет трения покрытие электродов, присутствует вероятность переменного контактирования.
Этот недостаток устраняется в предлагаемом изобретении.
Задачей изобретения является уменьшение износа электродов при контактировании электродов имитатора и первичного преобразователя расхода, исключения вероятности неконтактирования электродов при движении имитатора и упрощение конструкции имитатора.
Это достигается тем, что в способе поверки электромагнитных расходомеров, заключающемся в том, что переменным резистором Rп, входящим в состав первичного преобразователя расхода, устанавливают унифицированное, определенное экспериментально для каждого типоразмера первичных преобразователей расхода значение выходного сигнала, пропорциональное величине магнитной индукции, причем выходной сигнал является входным сигналом для измерительного устройства, вводят программным способом в измерительное устройство унифицированные для всех измерительных преобразователей градуировочные коэффициенты, определенные экспериментально, размещают в измерительном канале первичного преобразователя имитатор расхода, преобразуют полученный сигнал первичного преобразователя в электрическое напряжение и подают полученный сигнал к измерительному устройству электромагнитного расходомера, имитатору расхода, заполненному измеряемой жидкостью и снабженному электродами, сообщают возвратно-поступательное движение, при этом полученный сигнал подают на вход измерительного устройства, преобразуют и отображают в виде измеренного объема жидкости, сигналы, снимаемые с электродов имитатора, подают непосредственно на вход измерительного устройства.
Имитатор расхода, представляющий собой заполненный измеряемой жидкостью цилиндрический полый контейнер с тонкими стенками из немагнитного и неэлектропроводного материала, наружный диаметр имитатора с необходимой точностью соответствует внутреннему диаметру измерительного канала первичного преобразователя, имитатор имеет герметичные электроды, предназначенные для обеспечения электрического контакта с электродами первичного преобразователя расхода, герметичные электроды расположены диаметрально противоположно в торцовой части имитатора в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля, создаваемого обмотками возбуждения.
С помощью предлагаемого устройства моделируются реальные условия градуировки, поверки, эксплуатации расходомеров, реализуется реальный принцип работы электромагнитных расходомеров (закон электромагнитной индукции).
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображено устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, где
1 - имитатор расхода,
2 - первичный преобразователь расхода,
ИУ - измерительное устройство,
n
R - переменный резистор,
Э1, Э2 - электроды,
е1, е2 - эдс, снимаемая с электродов,
возб
I - ток воздуждения,
cp
V - скорость движения имитатора,
OB1, OB2 - обмотки возбуждения,
U - выходной сигнал ИУ, пропорциональный расходу.
y
На фиг.2 изображен имитатор расхода. Имитатор представляет собой цилиндрический контейнер 1, выполненный из немагнитного и неэлектропроводного материала, заполненный измеряемой средой. Наружный диаметр имитатора 1 выполнен с определенной точностью и равен внутреннему диаметру канала первичного преобразователя расхода 2. На торце имитатора 1 установлены герметичные диаметрально противоположно расположенные электроды Э1 и Э2. Расстояние между электродами Э1, Э2 зависит от типоразмера первичного преобразователя (диаметра условного прохода D) и имеет конкретное значение.
Способ осуществляют следующим образом.
Имитатор 1 устанавливают в измерительный канал первичного преобразователя расхода 2 таким образом, чтобы электроды Э1, Э2 располагались в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля, создаваемого обмотками возбуждения OB1, OB2 при прохождении через них тока возбуждения.
Для имитации скорости протекания жидкости (имитации расхода) с помощью специального устройства (на чертеже не показано) имитатору 1 придается возвратно-поступательное движение в полости измерительного канала первичного преобразователя расхода 2.
Параллельно обмотке возбуждения устанавливается переменный резистор Rп (фиг.1), входящий в состав первичного преобразователя расхода и позволяющий изменять импульсный ток (и, как следствие, величину магнитной индукции), протекающий по обмоткам возбуждения, не меняя общего тока от источника тока.
При градуировке первичных преобразователей расхода переменным резистором Rп устанавливается унифицированное для всех первичных преобразователей одного типоразмера (диаметра условного прохода Ду) значение выходного сигнала, пропорционального величине магнитной индукции.
На измерительных устройствах (электронных блоках) программно устанавливаются одинаковые для всех измерительных преобразователей градуировочные коэффициенты, определенные экспериментально для каждого типоразмера первичного преобразователя расхода (соответствующего диаметра условного прохода Ду).
Величина магнитной индукции магнитного поля первичного преобразователя 2 является одинаковой для всех первичных преобразователей расхода одного типоразмера.
Первичный преобразователь расхода 2 запитывается двухполярным стабилизированным током от измерительного устройства электромагнитного расходомера.
При движении имитатора 1 внутри измерительного канала первичного преобразователя 2 на электродах Э1 и Э2 имитатора 1 наводится ЭДС;
e=-B·D·V,
где В - магнитная индукция;
D - расстояние между электродами;
V - скорость перемещения имитатора.
Изменяя скорость движения имитатора (имитируя измерение расхода жидкости в расходомерной установке), изменяем величину входного сигнала, пропорционального расходу, подаваемого на измерительное устройство.
Применением имитатора достигается реальная природа сигнала с электродов. Сигнал с электродов подается непосредственно на измерительное устройство без промежуточных устройств (интеграторов, делителей), первичные преобразователи и измерительные устройства взаимозаменяемы.
Предлагаемое изобретение позволяет исключить износ электродов при контактировании электродов имитатора и первичного преобразователя, исключить вероятность неконтактирования электродов при движении имитатора и упростить конструкцию имитатора.