книги из ГПНТБ / Бесконтактный контроль потока жидких металлов

Н2.7

Рис. 7.17. Фазочувствнтельнып измерительный усилитель.

обычного усилителя в данном случае затруднено по следующим причинам:

1. Квадратурная составляющая и высшие нечетные гармо­ ники э. д. с. декомпенсации могут вызывать статическое смещение нуля системы. В связи с этим возникает необходимость исключе­ ния квадратурной составляющей входного сигнала.

2. Усилитель должен обладать линейной амплитудной харак­ теристикой, для того чтобы шкала индикаторного прибора была равномерной.

Подавление квадратурной составляющей достигается введе­ нием в усилительный тракт фазочувствительного выпрямителя, преобразующего сигнал переменного тока определенной фазы (по отношению к опорному) в сигнал постоянного тока соответствую­ щего знака. Величина напряжения постоянного тока определя­ ется значением составляющей входного напряжения, синфазной с опорным. Влияние квадратурной составляющей подавляется, если она меньше некоторой предельной величины, равной в дан­ ном случае 600 мв на входе.

В качестве фазочувствительного выпрямителя (рис. 7.17) ис­ пользована ключевая схема на двух транзисторах типа МП116 (Т9—Т10). Величина остаточного напряжения и ее отклоне­ ние от среднего значения практически не влияют на положение нулевого уровня расходомера.

Так как расходомер предназначается для длительной работы в условиях изменяющейся температуры окружающей среды, его электронная часть, включая канал формирования опорного и

компенсационного напряжений, собрана на кремниевых транзис­ торах типа МП 113 и МП 116.

В первом каскаде в качестве усилителя с высокоомным вхо­ дом использована схема эмиттерного повторителя с транзистором в цепи нагрузки. В схеме применены два транзистора типа МП116 (77—Т2). Входное сопротивление такого усилителя 250—270 ком. Последовательно с приемной обмоткой датчика включается вы­ ход канала компенсации э.д. с. помехи. Компенсационное напря­ жение выделяется на резисторе R1.

Коэффициент усиления каскада с комбинированной нагрузкой (ТЗ) изменяется переключателем П1 с целью установления не­ обходимого диапазона измерения. Изменение коэффициента уси­ ления производится ступенями при помощи изменения величины отрицательной обратной связи. К коллекторной нагрузке этого каскада подключен трансформатор Tpl, вторичная обмотка П которого с конденсатором С1 образует контур, настроенный в ре­ зонанс с частотой тока возбуждения. Добротность контура по­ рядка 12—14.

Напряжение с вторичной обмотки трансформатора поступает на эмиттерный повторитель (Т4—Т5), схема которого аналогична схеме эмиттерного повторителя (77—Т2).

Для подавления третьей гармоники э. д. с. декомпенсации, воз­ никающей вследствие нелинейной амплитудной зависимости тока утечки в интервале температур датчика от 400° С и выше, приме^ няется двойной Т-образный мост {R25, R27—R29, СЮ, СП, С13). Напряжение сигнала с выхода моста через эмиттерный повтори­ тель (Т6) поступает на вход усилительного каскада с комбини­ рованной обратной связью по току и напряжению (77). Эмит­ терный повторитель (Т8) согласует выходное сопротивление усилительного каскада со сравнительно низкоомным выходным сопротивлением фазочувствительного выпрямителя.

Нагрузкой эмиттерного повторителя по переменному току яв­ ляется первичная обмотка трансформатора Тр2, имеющего коэф­ фициент трансформации 3/2.

Опорное и компенсационное напряжение поступает с каналов формирования, схема которых приведена на рис. 7.18. Оба канала питаются от шунта R10 (рис. 7.16) через разделительный транс­ форматор Tpl. Вторичная обмотка этого трансформатора питает стато.рные обмотки малогабаритных сельсинов (СЛ-1 и СЛ-2), выполняющих роль фазовращателей. Напряжение компенсации э. д. с. помехи, снимаемое с потенциометра R21, поступает на вход усилителя (77). Нагрузкой усилительного каскада является трансформатор Тр2, вторичная обмотка которого соединена пос­ ледовательно с приемной обмоткой.

При отсутствии движения среды напряжение на входе, усили­ теля сигнала (рис. 7.17) будет равно геометрической сумме

Рис. 7.20. Электрическая схема БИР-4.

Фаза опорного напряжения устанавливается фазовращате­ лем (СЛ-1). С целью исключения влияния величины тока возбуж­ дения на коэффициент передачи фазочувствительного усилителя применяется схема формирования прямоугольных импульсов опорного напряжения. Амплитуда этих импульсов не зависит от

на ТЗ п Т4. Напряжение с выхода триггера Шмитта дифференци­ руется цепью С7, R26, R32. После дифференцирования образу­ ется короткий по длительности импульс, который запускает ждущий мультивибратор (Т5 и Т6). Длительность сформирован­ ного импульса устанавливается потенциометром R30. Импульс, усиленный по току эмиттерным повторителем, со вторичной обмотки трансформатора ТрЗ поступает на вход опорного напря­ жения фазочувствительного выпрямителя (рис. 7.17).

Электронный блок расходомера по методу отношений. Прин­ цип действия расходомера основан на измерении отношения ком­ понент скоростного и вихревого сигналов, снимаемых с приемных катушек датчика. Функциональная схема измерителя расхода по методу отношений представлена на рис. 7.19. Основное отличие электронного блока расходомера по методу отношений от элект­ ронного блока дифференциального расходомера заключается в наличии второго канала — фазочувствительного усилителя вих­ ревого сигнала и использовании электронного самопишущего по­ тенциометра для определения отношения двух сигналов.

В ЭПП реохорд обычно питается от специального источника •питания (ИПС). Заменив' его одним из сигналов, можно использо­ вать пишущий потенциометр для измерения и записи отношения двух сигналов. Это требует некоторой переделки потенциометра для получения необходимой величины тока питания реохорда.

Снимаемые с датчика сигналы — скоростной и вихревой — подаются на соответствующие фазочувствительные усилители и затем на самописец. Использование вихревого сигнала в качестве источника питания реохорда ЭПП позволяет получить показания, пропорциональные отношению скоростного и вихревого сигналов.

предназначен для непрерывного автоматического измерения и ре­ гистрации скорости (расхода) жидкого металла в закрытых тру­ бопроводах.

Расходомер состоит из датчика с измерительным участком канала, электронного блока и набора соединительных кабелей.

ров: намагничивающего и приемного. Первый находится с одной стороны канала, второй — с противоположной.

Каждый индуктор жестко прикреплен к основанию. В свою очередь основания при помощи упорных колонн жестко закреп­ лены между собой на определенном расстоянии. К колоннам у основания приемного индуктора крепится канал. В основании на­ магничивающего индуктора имеются продольные отверстия для возможности перемещения намагничивающего индуктора вдоль канала при установке датчика. При правильной установке дат­ чика скоростной сигнал при отсутствии расхода должен быть ми­ нимальным.

Намагничивающий индуктор состоит из магнитопровода и катушек возбуждения. Магнитопровод собран из отдельных изо­ лированных между собой пластин трансформаторной стали, имеющих форму гребенки (сталь Э44 толщиной 0,35 мм) с шестью зубцами. Полюсное деление намагничивающего индуктора 28 мм. Катушки возбуждения выполнены по специальной технологии проводом ПСДК диаметром 0,41 мм и содержат по 250 витков.

Приемный индуктор состоит из магнитопровода с полюсным делением 14 мм и двух групп приемных катушек. Магнитопровод приемного индуктора имеет 11 зубцов. Катушки выполнены про­ водом ПЭВ-2 с одинаковым числом витков (1500) и изготовлены по специальной технологии. Все катушки индукторов жестко за­ креплены на зубцах индукторов. Датчик питается от выходного трансформатора, размещенного на шасси прибора. Измеритель­ ный участок канала выполнен из стали Х18Н9Т.

Электронный блок конструктивно состоит из шасси и трех оди­ наковых металлических рам с печатными платами блоков № 1, 2, 4. Шасси вставляется в корпус. На лицевой части шасси имеется:

1)стрелочный индикаторный прибор;

2)кнопочный переключатель:

3)ось фазовращателя опорного сигнала синхродетектора вихревого канала;

4)ось фазовращателя сигнала компенсации трансформатор­ ной э. д. с. и стенок канала;

5)ось потенциометра регулировки амплитуды сигнала ком­ пенсации трансформаторной э. д. с. и стенок канала;

6)ось фазовращателя опорного сигнала синхродетектора ско­ ростного канала;

7)ось фазовращателя сигнала' компенсации в скоростном канале: