СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСХОДОМЕРОВ

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, их поверки имитационным способом.

Известен способ градуировки и поверки электромагнитных расходомеров (RU, патент №2146042, G01F 25/00, 1999 г.). В магнитном поле первичного преобразователя размещают индукционную катушку и интегрируют электрическое напряжение на ее выходных клеммах. По отношению напряжения, полученного в результате интегрирования, к напряжению, выделяемому на сопротивлении, включенном в цепь питания индуктора первичного преобразователя, определяют коэффициент преобразования последнего Кп. По отношению сигналов на выходе и входе расходомера, при подведении на вход измерительного устройства напряжения, выделяемого на сопротивлении, включенном в цепь питания индуктора, вычисляют коэффициент преобразования измерительного устройства Киу. Коэффициент преобразования расходомера определяют как произведение коэффициентов Кп и Киу.

Этот способ обеспечивает раздельную поверку и взаимозаменяемость первичных преобразователей и измерительных устройств, однако исключает возможность одновременно корректировать полученные результаты, кроме того, для реализации этого способа необходимо выполнение целого ряда вычислений - коэффициентов Кп и Киу.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ поверки электромагнитных расходомеров (RU, патент № 2270420, G01F 25/00, 2005 г.), заключающийся в следующем: в магнитном поле первичного преобразователя электромагнитного расходомера размещают индукционную катушку. Магнитным полем первичного преобразователя наводят электрическое напряжение, интегрируют электрическое напряжение на выходных клеммах катушки. Напряжение, полученное в результате интегрирования, сравнивают с напряжением, указанным в паспортных данных первичного преобразователя. При необходимости производят регулировку величины напряжение до паспортного значения с помощью переменного резистора. На вход измерительного устройства электромагнитного преобразователя подводят напряжение через симметричный резисторный делитель напряжения и измеряют величины напряжения в точках измерения расхода. При необходимости проводят повторную регулировку измерительного устройства с помощью переменных резисторов.

Этот способ обеспечивает раздельную поверку и взаимозаменяемость первичных преобразователей и измерительных устройств, однако переменный резистор предназначен только для подрегулировки при поверке.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей имитационного способа градуировки и поверки расходомеров за счет обеспечения взаимозаменяемости первичных преобразователей и электронных блоков.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, включающем размещение в магнитном поле первичного преобразователя электромагнитного расходомера индукционной катушки, интегрирование электрического напряжения на выходных клеммах катушки, наведенного магнитным полем первичного преобразователя, и определение значения электрического сигнала, а также подачу напряжения на вход измерительного устройства электромагнитного расходомера, 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 и являющееся входным сигналом для измерительного преобразователя, вводят программным способом в измерительный преобразователь унифицированные для всех измерительных преобразователей градуировочные коэффициенты, определенные экспериментально, а поверка заключается в определении погрешности измерения в соответствующих точках расхода, и при не соответствии погрешности измерения допустимой производится замена либо первичного преобразователя, либо измерительного устройства.

В настоящее время первичные преобразователи расхода и измерительные преобразователи, составляющие комплект электромагнитного расходомера (или теплосчетчика), градуируются и поверяются индивидуально. В случае выхода из строя одной из составляющих комплекта производится перекомплектация, градуировка и поверка проводятся повторно с записью в электронный блок (программно) индивидуальных, присущих только конкретному комплекту расходомера (или теплосчетчика) градуировочных коэффициентов. Это в большей степени объясняется неидентичностью технологических параметров первичных преобразователей расхода, таких как внутренний диаметр трубопровода (футеровки), расстояние между электродами, величина магнитной индукции в сечении трубопровода, расстояние между катушками возбуждения (расположенными на трубопроводе), намоточными данными обмоток возбуждения, параметрами магнитной системы, и т.д. Проблемы с обеспечением гарантированных размеров внутреннего диаметра футеровки и расстояния между электродами в значительной степени решены чисто технологическими методами. Обеспечение идентичности величины магнитной индукции является достаточно сложной и дорогостоящей проблемой, требующей усложнения конструкции и значительных материальных затрат.

Предлагаемый способ не требует сложных конструкторских решений и материальных затрат.

Из теории известно, что полезный сигнал на электродах первичного преобразователя расхода определяется по формуле:

E=B·D·V, где

E - эдс на электродах;

В - магнитная индукция в сечении трубопровода;

V - скорость потока воды.

Магнитодвижущая сила, необходимая для возбуждения магнитного поля, определяется выражением:

, где

J - ток возбуждения;

ω - число витков обмотки возбуждения;

B - магнитная индукция в сечении трубопровода;

l_в - расстояние между обмотками возбуждения;

М_в - магнитная проницаемость воздуха;

K - коэффициент, учитывающий магнитное сопротивление сердечника магнитопровода.

Из анализа приведенных формул можно сделать вывод, что, изменяя ток через обмотки возбуждения, можно обеспечить такое значение величины магнитной индукции, что полезный сигнал на электродах и, как следствие, входной сигнал для измерительного преобразователя (электронного блока) будут практически одинаковыми.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображена схема устройства градуировки и поверки первичных преобразователей.

Поверка приборов имитационным способом заключается в определении величины контрольного объема (определение объема, измеренного расходомером за определенный период времени) и сравнении его с величиной контрольного объема, определенного при первичной поверке.

Предлагаемый способ поверки электромагнитных расходомеров предусматривает раздельную поверку первичного преобразователя и измерительного устройства и осуществляется следующим образом.

На чертеже изображен электромагнитный первичный преобразователь, состоящий из двух катушек возбуждения магнитного поля, в канале трубопровода 1 первичного преобразователя установлена индукционная катушка 2, которая подключена к интегрирующему преобразователю 3. Питание катушек возбуждения производится от источника стабильного переменного тока 4. При подключении катушек возбуждения к источнику питания в канале первичного преобразователя возникает переменное магнитное поле, которое наводит в индукционной катушке, размещенной в канале первичного преобразователя, электрический сигнал. Этот сигнал интегрируется при помощи интегрирующего преобразователя 3 и подводится к измерительному прибору 5 (вольтметр). Измерительный прибор 5 измеряет сигнал, эквивалентный величине магнитной индукции.

Параллельно обмотке возбуждения устанавливается переменный резистор Rп, 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 преобразователях (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 не соответствии по каким-либо причинам погрешности измерения проводится простая замена или первичного преобразователя, или измерительного устройства и проводится поверка (градуировка не проводится) погрешности измерения объема.

В предлагаемом способе переменный резистор Rп служит не только для подрегулировки, но и для выставки конкретного значения выходного сигнала, одинакового для каждого типоразмера электромагнитных расходомеров.

Таким образом, использование предложенного технического решения предусматривает комплектацию электромагнитных расходомеров составными частями - первичным преобразователем расхода и измерительным преобразователем с введенными программно градуировочными коэффициентами и проведением поверки (без градуировки комплекта расходомера) на соответствие погрешности измерения на расходомерной установке, тем самым расширяя функциональные возможности и упрощая поверку электромагнитных расходомеров.