Способ измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах и устройство для его осуществления

 

{.Способ измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорюлх трубопроводах, включакщ создание переменного магнитного поля, пересеканздего поток среды, и измерение изменения магнитного поля при движении среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, проводят непрерывный отбор предварительной части потока среды с постоянным сечением, создают переменное магнитное поле, пересекакщее предварите.пьиую часть потока среды, измеряют изменение этого магнитного поля и по отношению результатов измерений в представительной части и основном потоке судят о величине расхода. 2. Устройство для измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, содержащее датчик, выпoJшeнный в виде диэлектрического участка рабочего трубопровода и компенсатора с размещенными на каждом из них соосно первичной и вторичной обмотками, и блок регистрации сигнала, отличающееся тем что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным трубопроводом с пробоотборником, вторым датчиком и блоком отношения, причем дополнительный трубопровод подсоединен к рабочему трубопроводу с помощью пробоотборника, размещенного в нижней части рабочего трубопровода, 09 второй датчик установлен на допол00 Од нительном трубопроводе, первичные обмотки обоих датчиков соединены последовательно и подключены к источсл нику напряжения переменного тока, СА a вторичные обмотки каждого датчика подключены к входам блока отношения, выход которого подключен к входу блока регистрации сигнала.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

ОЗИ ЛКО

РЕСПУЬЛИН ае (и),4 (51) G 01 F 1/56 ОСУДАРСТОЕНН 1Й НО@ИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЙЪЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *втоИСнаа i 0 v (21) 3649802/24-10 (22) 05.10.83 (46) 07,02.85, Бюл, У 5, (72) А.П.Зарубин, Н.Н.Куртов и О.П.Тараканов (7l) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождения полезных ископаемых, специальным гор ным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (53) 681. 121(088.8) (56) I.Õàí Г,А, Опробование и контроль технологических процессов обогащения, М., "Недра", 1979, с.215-216.

2. Заявка Японии В 52- 16374, кл. G Ol F 1/56, 1977 (лрототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В НЕНАПОРНЫХ

ТРУБОПРОВОДАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1.Способ измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, включающий создание переменного магнитного поля, пересеканнцего поток среды, и измерение изменения магнитного поля при движении среды, отличающийся тем,.что, с целью повышения точности измерения, проводят непрерывный отбор предвари тельной части потока среды с. постоянным сечением, создают переменное магнитное поле, пересекающее предварительную часть потока среды, измеряют изменение этого магнитного поля и по отношению рез:.льтатов измерений в представительной части и основном потоке судят о величине расхода.

2. Устройство для измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, содержащее датчик, выполненный в виде диэлектрического участка рабочего трубопровода и компенсатора с размещенными на каждом из ннх соосно первичной и вторичной обмотками, и блок регистрации сигнала о т л и ч а ю щ еУ

O е с я тем, что, с целью повышения Е точности измерения, оно снабжено дополнительным трубопроводом с пробоотборником, вторым датчиком и блоком отношения, причем дополнительный трубопровод подсоединен к Я рабочему трубопроводу с помощью пробоотборника, размещенного в нижней части рабочего трубопровода, . второй датчик установлен на дополнительном трубопроводе, первичные обмотки обоих датчиков соединены последовательно и подключены к истоЧнику напряжения переменного тока, а вторичные обмотки каждого датчика подключены к входам блока отношения, выход которого подключен к входу блока регистрации сигнала.

1138653

2 по отношению результатов измерений в представительной части и основном потоке судят о величине расхода.

Кроме того, устройство для измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, содержащее датчик, выполненный в виде диэлектрического участка рабочего трубопровода и компенсатора

10 с размещенными на каждом иэ них соосно первичной и вторичной обмотками, и блок регистрации сигнала, снабжено дополнительным.трубопроводом с профоотборником, вторым датчиком

15 и блоком отношения, причем дополнительный трубопровод подсоединен к рабочему трубопроводу с помощью пробоотборника, размещенного в нижней части рабочего трубопровода, второй

20 датчик установлен на дополнительном трубопроводе, первичные обмотки обоих датчиков соединены последовательно и подключены к источнику напряжения переменного тока, а вторич25 ные обмотки каждого датчика подклю-.. чены к входам блока отношения, вьтход которого подключен к входу блока регистрации сигнала.

На фиг.1 схематично изображено

З0 предлагаемое устройство для измерения расхода; на фиг.2 — сечение А-А на а фиг.1.

Изобретение относится к технике бесконтактного измерения расхода и может быть использовано для измерения расхода ферромагнитных пульп в ненапорных трубопроводах на горнообогатительных и металлургических предприятиях.

Известен способ измерения расхода в ненапорных трубопроводах, включаю". щий измерение уровня потока в трубопроводе, реализуемый устройством, содержащем пьезометрические трубки и дифманометр 1.13, Недостатками известного способа яв ляются низкие точность н измерение расхода, а также надежность устройства, что обусловлено возможностью засорения пьезометрических трубок.

Известен также способ измерения расхода, включающий создание переменного магнитного поля, пересекающего поток среды, и измерение измене ния магнитного поля при движении среды,и реализуемый устройством, содержащим датчик, выполненный в виде диэлектрического участка ра- . бочего трубопровода и кЬмпенсатора с размещенными на каждом из них соосно первичной и вторичной обмот ками и измерительного устройства, к которому подсоединена вторичная обмотка, Первичная обмотка подключен к источнику напряжения переменного тока -f2 3.

Недостатком известных способа и

35 устройства для измерения расхода является низкая точность измерения, расхода ферромагнитной жидкости в ненапорных трубопроводах, связанная с зависимостью выходного сигна- 40 ла от магнитных свойств среды и степени заполнения трубопровода, Цель изобретения - повышение точности измерения расхода.

Указанная цель достигается тем, 45 что согласно способу измерения рас хода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, включающему создание переменного магнитного поля, пересекающего поток среды, и 50 измерение изменения магнитного поля при движении среды, проводят непрерывный отбор представительной части потока среды с постоянным сечением, создают переменное магнит- 55 ное поле, пересекающее представительную часть потока среды, измеряют изменение этого магнитного поля и

При создании переменных магнитных полей, пересекающих поток ферромагнитной жидкости в рабочем и дополнительном трубопроводах, и при движении жидкости изменение магнитного поля в рабочем трубопроводе пропорционально площади сечения трубопровода, заполненной жидкостью, и магнитным характеристикам среды, а изменение магнитного поля в дополнительном трубопроводе, заполненном постоянно представительной частью. потока жидкости, пропорционально магнитным характеристикам среды.

Отношение измерительных изменений магнитных полей, таким образом, зависит только от степени заполнения рабочего трубопровода, а при условии неизменного угла его наклона относительно горизонта - только от величины расхода жидкости, Устройство состоит иэ двух датчиков 1 и 2, включающих конструктивНо идентичные чувствительные элементы 3 и 4, компепсаторн 5 и 6, каждый из которых содержит с к гпо располо-8653

113

К =К„/К2Ч -сопз|;

3 жеш ые первичные 7-10 и вторичные

I1-l4 катушки, блоков 15 и 16 отношения и регистраЦии сигналов рабочего (магистрального) 17 и дополнительного 18 трубопроводов и пробоотборника

19, который в простейшем случае

I представляет собой отрезок трубы с продольной щелью 20 либо один из серийно выпускаемых пробоотборников, предназначенных для отбора пробы 1О пульпы от потока, протекающего по безнапорному трубопроводу, например щелевой пробоотборник типа ПЩ. Дополнительный трубопровод IS подсоединен к выходу пробоотборника 19. Пер- 15 вичные катушки 7 — 10 каждого из чувствительных элементов 3 и 4 компенсаторов 5 и 6 выполнены в виде двух обмоток, включенных последовательно-согласно и расположенных одна от другой на расстоянии, равном их радиусу,по обе стороны от вторичных катушек 11 — 14, выполненных в виде одной обмотки, Чувствительный элемент 3 датчика 1 установлен на 25 диэлектрическом участке магистрального 17, а чувствительный элемент

4 датчика 2 — на диэлектрическом участке дополнительного трубопровода 18. Выход датчика 1 соединен с щО первым, а выход датчика 2 - с вторым

l выходом блока 15 отношения сигналов.

Вьжод последнего соединен с входами блока 16 регистрации сигналов.

Первичные катушки 7 - 10 чувстви35 тельных элементов 3 и 4 и компенсаторов 5 и 6 датчиков 1 и 2 создают переменные магнитные потоки, которые наводят трансформаторные ЭДС so вторичных катушках 11 14 чувствительных 4О элементов 3 и 4 и компенсаторов 5 и

-6. При отсутствии ферромагнитной жидкости в магистральном 17 и дополнительном 18 трубопроводах трансформаторные ЭДС, наведенные во вто-4> ричных катушках 11 и 12 чувствительных элементов 3 и 4, компенсируются трансформаторными ЭДС, наведенными во вторичных катушках 13 и 14 компенсаторов 5 и 6 соответственно.

При появлении потока ферромагнитной жидкости 21 в магистральном тру бопроводе 17 часть 22 потока этой жидкости через щель 20 пробоотборника 19 поступает в дополнительный 55 трубопровод 18. Магистральные потоки, создаваемые первичными катушками 7 и 8 чувствительных элементов 3 и 4, возрастают пропорционально количеству магнитного материала в жидкости, а на входы блока 15 отношения сигналов с вьжодов датчиков 1 и 2 поступают сигналы à,(t) и à 2(t) соответственно, Уровень за .олнения ферромагнитной жидкостью 2! магистрального тру" бопровода 17 в процессе изменяется, а заполнение дополнительного трубопровода 18 остается неизменным, что достигается выбором соответствующего размера щели 20 пробоотборника 19 поэтому сигнал à (t). поступакнций с выхода блока 15 отношения сигналов на вход блока 16 регистрации сигналов, изменяется пропорционально объему

V„(t) жидкости, протекающей в момент времени t через диэлектрический участок магистрального трубопровода

17, т.е. где K K — постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции и чувствительности датчиков 1 и 2 соответственно;

Z,(t)=к(t)6(tl- -магнитная восприимчивость жидкого материала;

x(t) удельная магнитная восприимчивость;

6(t) и Ч2 — соответственно плотность и объем жидкос.ти, протекающей через диэлектрический участок дополнительного трубопровода 18.

Применение предлагаемых способа и устройства, реализующего способ, позволяет повысить точность измерения, что достигается исключением влияния мешающих факторов, воздействующих одновремечно на оба датчика: изменение температуры, нестабильность напряжения сети переменного тоМа, изменение вещественного состава жидкого материала и т.п., в процессе деления сигналов a„(t) на а (t).

Преимуществом предлагаемых способа и устройства измерения расхода

1138653 у 1

17

Составитель С.Лебедев

Редактор С.Саенко Техред С.йовжий 1 г

Корректор t1 Itåîíòþê

Заказ 10675/30 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, феррома нитной жидкости является также простота их реализации, обслуживания и высокая надежность устройФиа 1

A-A ства, обусловленная бесконтактным методом иэмерения и отсутствием подвижных элементов в его конструкции,