200234. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés Coriolis típusú tömegárammérőnél a tömegárammal arányos jel előállítására
3 HU 200234 A 4 2. ábra a találmány szerinti törnegárammérő berendezésben előállított sebesség jelek diagramja, a 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, a 4. ábra a találmány szerinti lerendezés egy másik kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, az 5. ábra a találmány szerinti berendezés egy harmadik kiviteli alakjának villamos tömbvázlata, és a 6. és 7. ábra az 5. ábra szerinti kiviteli alak működését szemléltető jelalakábrákat mutat. Az ábrákon a.: azonos, illetve azonos funkciójú elemeket azonos hivatkozási számokkal láttuk el. Az 1. ábrán látható példaképpeni tömegárammérő 2 és 3 karimával csatlakozik a nem ábrázolt csővezetékhez, amelyben a mérendő közegáram halad. A 2 karimához 4 bemenő vezeték, a 3 karimához 5 kimenő vezeték csatlakozik, ezek 6 tartótestben kialakított csatornákon keresztül közlekednek az áramlás szempontjából párhuzamosan kapcsolt 7A és 7B mérővezetékekkel. A 7A és 7B mérővezeték 8A ill. 8B ívelt szakaszból, ehhez csatlakozó egyenes 9A ill. 9B összekötő szakaszból, valamint ez utóbbihoz kapcsolódó 10A iU. 10B ívelt szakaszból áll. Az 8A, 8B, 10A és 10B ívelt szakaszok végei be vannak fogva a 6 tartótestbe. A 7 A és 7B mérővezetéket a benne haladó áramlás irányára lényegében merőleges irányban ellenfázisban rezgeti egy 13 rezgetőszerv, amely például a 6 tartótesthez van rögzítve. A 7A és 7B mérővezeték rezgését a mérővezeték mentén két helyen, a 8A és 10A ill. 8B és 10B ívelt szakaszon elhelyezett 11A és 12A ill. 11B és 12B rezgésérzékelő érzékeli. Ezek lehetnek elmozdulás, sebesség vagy gyorsulás érztékelők. A találmány ismertetésénél sebesség érzékelőket tételezünk fel. A 7A és 7B mérővezeték a befogási helyek közelében 14 és 15 összekötőelemmel van egymáshoz rögzítve a befogási helyek tehermentesitése végett. A 13 rezgetőszerv szimmetrikus elhelyezése folytán mindkét 7A és 7B mérővezetéken szimmetrikus rezgéskép alakul ki. A 11A és 12A rezgésérzékelők ill. a 11B és 12B rezgésérzékelők által érzékelt rezgés a közeg áramlása esetén fellépő Coriolis erő hatására egymáshoz képest fázisban el van tolva. Ezt szemlélteti a 2. ábra, ahol az egyik helyen elhelyezett sebességérzékeny rezgésérzékelők jele vx, a másik helyen elhelyezett sebességérzékeny rezgésérzékelők jele pedig vy. Látható, hogy a két sebesség jel egymással megegyező amplitúdójú, de egymáshoz képest időben el van tolódva. Az ábrázolt függőleges vonalak a két sebesség jel közötti pillanatnyi vx -vy sebességkülönbséget jelölik, mégpedig egymás utáni dt időtartalmú időközökben. Az 1. ábra egy differenciális elrendezést mutat, ahol a 13 rezgetőszerv egymáshoz képest ellenfázisban gerjeszti a 7A és 7B mérővezetőket, ennek megfelelően a 11A és 11B ill. a 12A és 12B rezgésérzékelők a 7A és 7B mérővezetek egymáshoz viszonyított rezgési sebességét érzékcluik. Ez a két differenciális rezgési sebesség van ábrázolva a 2. ábrán. Lehetséges lenne azonban az is, hogy egy nem differenciális elrendezésnél, ahol pl. csak egy 7A mérővezeték van, a két sebesség jel a 11A és 12A rezgésérzékelő által érzékelt két rezgési sebesség. A 2. ábrán szemléltetett vx és vy jelek görbéi közötti terület arányos a 7A és 7B mérővezetékek rezgési sebességének a Coriolis erő következtében fellépő fázis eltolódásával. Egy periódus alatt a két görbe közötti A terület az alábbi összefüggéssel határozható meg: to + T A-------7 vx-vy dt, (1) to ahol T a rezgés periódusideje és to a maximális sebességérték időpontja. Ha dt a mintavételi időközt jellemző állandó érték, akkor az A terület kifejezhető az A - dt 2 vx — vy (2) Összefüggéssel, ahol a szummázást a teljes periódusra kell elvégezni. Az M tömegáramot meghatározhatjuk az M - K»A (3) összefüggéssel, ahol Ka állandó érték, amelyet kalibrációval lehet meghatározni. A (3) összefüggés az alábbiak szerint határozható meg: to + T M - Ka-------- v* - vy dt, (4) to avagy dt állandó értéke esetén M - K 2 vx - vy , (5) ahol K - Ka.dt és a szummázást az egész periódusra kell elvégezni. A 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kialakítását mutatja. Itt az induktív rezgésérzékelőket 20 és 21 tekercs jelképezi, amelyek kapcsain a földfüggetlen vx(+) és vx(-) feszültség, illetve a vy(+) és Vy(-) feszültség jelenik meg. A 20 tekercs kapcsai 22 erősítőáramkörhöz csatlakoznak, amely a földfüggetlen jelből földhöz viszonyított vx jelet állít elő. A 22 erősítőáramkör műveleti 25A és 29A erősítőt tartalmaz, ezek fázist nem fordító bemeneté egyrészt a 24A ill. 28A ellenálláson keresztül a földre, másrészt a 20 tekercs egy-egy kapcsához van csatlakoztatva. A 25A és 29A erősítő kimenete 26A Ul. 30A ellenálláson keresztül van visszacsatolva a fázisfordító bemenetre. A 26A és 30A ellenállás között változtatható 31A ellenállás van bekötve. A 25A és 29A erősítő kimenete, amely a vx(+)’ ül. a vx(—)’ jelet adja, 27A ill. 32A ellenálláson keresztül műveleti 34A erősítő fázisfordító ül. fázist nem fordító bemenetére van csatlakoztatva. A 34A erősítő /.ist nem fordító bemenete 33A ellenálláson keresztül a földre van kapcsolva, kimenete pedig 35A ellenálláson keresztül vissza van csatolva a fázisfordító bemenetére. A 34A erősítő kimenete soros 36A ellenálláson keresztül szolgáltatja a vx jelet a földhöz képest, és 37 analóg digitális átalakító analóg differenciális bemenetének egyik kapcsára csatlakozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
