Тема 20. Электромагнитные расходомеры.

Схема измерительного устройства приведена на рис. 2. Систе­ма магнитного возбуждения (KB) создает переменное магнитное по­ле, пронизывающее немагнитную трубу датчика, в которой проте­кает буровой раствор. Электродвижущая сила, пропорциональная скорости потока жидкости, снимается с изолированного электро­да Э, введенного через стенку трубы перпендикулярно к магнитному потоку. Возникающая паразитная эдс устраняется закреплением вы­водов от корпуса и электрода в плоскости, перпендикулярной к трубе.

Сигнал измерительного электрода поступает но экранированному кабелю через разделительную емкость С1 на сетку первого каскада лампы JIL На катод этой лампы в фазе с полезным сигналом одно­временно подводится компенсирующее напряжение с потенциометра Rn через емкость С2 фазовращательной ячейки R3—С2.

Результирующее напряжение «сетка — катод» равно разности сигнала и компенсирующего напряжения. Усиленный сигнал с анод­ной нагрузки R5 через емкость СЗ подается на сетку второго каска­да. Емкость С5, внутреннее сопротивление лампы Ri и сопротив­ление R7 образуют фазосдвигающую цепочку, с выхода которой сиг­нал через емкость С6 поступает на сетку третьего каскада выполненного аналогично второму. Во втором и третьем каскадах осу­ществляется необходимый для нормальной работы фазочувствитель-ного усилителя сдвиг фазы сигнала. Нити накаливания ламп всех каскадов усилителя напряжения питаются постоянным током, по­скольку незначительная величина измеряемого сигнала, имеющего частоту 50 Гц, может оказаться соизмеримой с флуктуациями пото­ка электронов в лампах с катодом, подогреваемым переменным то­ком той же частоты.

После усиления четвертым каскадом через емкость сигнал поступает на вход фазочувствительного усилителя мощности, на­груженного управляющей обмоткой реверсивного двигателя РД-09 связанного с движком реохорда Rn. На анод усилителя мощности с выпрямительного моста ВПЗ — ВП6 подается пульсирующее напря­жение, необходимое для работы двигателя, а на аноды всех каска­дов усилителя напряжения — напряжение, сглаженное диодом ВП7 и емкостью С11.

Описанная схема работает как автокомпенсатор, т. е. при нали­чии на входе усилителя разностного сигнала двигатель поворачивает движок потенциометра в сторону уменьшения разбаланса и сводит его к нулю. В этот момент двигатель останавливается и фиксирует опреде­ленное положение движка потенциометра и связанного с ним ротора сельсина БД-404А, причем зависимость между расходом жидкости и углом поворота движка линейная. За счет использования двига­теля автокомпенсатор работает устойчиво, без перерегулирования и не реагирует на пульсацию расхода, создавае­мую поршневыми насосами. Во время эксплуатации расходомера на буровой неизбежны ко­лебания напряжения и частоты тока. При этом возможно добавление в раствор ферромагнитных присадок (гематита), что будет вызывать изменение значения полезного сигнала, снимаемого с датчика.

Для компенсации вызванных этими факторами погрешностей из­мерения необходимо одновременно с полезным сигналом соответст­венно уменьшать или увеличивать и компенсирующее его напряже­ние, снимаемое с потенциометра Rn. Такая компенсация достигается специальной системой возбуждения датчика и потенциометра, состоящей из закрепленных на датчике двух пар катушек Kl, К2 и
КЗ, К4, включенных между собой и согласно питающих потенцио­метр Rn.

Первая пара катушек К1 и К2 расположена на магнитопроводе, где пронизывающий ее поток зависит только от силы тока возбуж­дения. Вторая пара катушек КЗ и К4 расположена на корпусе дат­чика на участке, где происходит наибольшее изменение магнитного потока при изменении магнитных свойств раствора.