Устройство для измерения скорости потока электропроводной жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений направления вектора скорости потока электропроводной жидкости и повысить чувствительность. На помещенный в исследуемую среду измерительный преобразователь воздействует поток электропроводной жидкости (ЭЖ). В ЭЖ, движущейся в магнитном поле, созданном в зазорах магнитной системы преобразователя, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости потока и напряженности магнитного поля. На выходах электронного блока будут одновременно присутствовать три напряжения , значения которых пропорциональны значениям проекций вектора скорости потока ЭЖ на оси координат измерительного преобразователя, по которым определяются направление и модуль вектора скорости потока, направление которого произвольно в системе координат измерительного преобразователя . 7 ил. о 16 (Л to со 05 со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 01 Р 5/08

ОПИСАНИЕ И306РЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3948351 /24-10 (22) 31,05.85 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофиэического института АН УССР (72) Н.Д.Калинин, А.Ф.Мирончук

- и В.А.Петров (53) 531. 771 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 679878, кл. G 01 P 5/08.

Авторское свидетельство СССР

11 775699, кл. G 01 P 5/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений направления вектора скорости потока электропроводкой.

„„SU„„1296945 А 1 жидкости и повысить чувствительность.

На помещенный в исследуемую среду измерительный преобразователь воздействует поток электропроводной жидкости (ЭЖ). В ЭЖ, движущейся в магнитном поле, созданном в зазорах магнитной системы преобразователя, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости потока и напряженности магнитного поля.

На выходах электронного блока будут одновременно присутствовать три напряжения, значения которых пропорциональны значениям проекций вектора скорости потока ЭЖ на оси координат измерительного преобразователя, по которым определяются направление и модуль вектора скорости потока, направление которого произвольно в системе координат измерительного преобразователя. 7 ил. С:

f 12969

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к электромагнитным устройствам для измерения скорости потока электропроводной жидкости и может быть применено для измерений модуля и направления вектора скорости потока электропроводной жидкости в широких диапазонах изменений амплитуды и частоты при проведении океанологических исследований. f0

Цель изобретения — расширение диапазона измерений направления вектора скорости потока электропроводной жидкости и повышение чувствительности. f5

На фиг.l представлена структурная схема устройства для измерения скорости пОтока электропроводной жидкости и схема подключения измерительных электродов к вычитающим усилителям; 20 на фиг.2 — первичный измерительный преобразователь с одним удаленным полюсным наконечником; на фиг. 3,4, 5 — векторы напряженности магнитного поля и составляющие векторов скорос- 25 ти потока в зазорах магнитной системы (в точках расположения измерительных электродов) на трех проекциях первичного измерительного преобразователя в системе ортогональных коор- 30 динат; йа фиг.б — один из возможных вариантов крепления первичного измерительного преобразователя в каркасе; на фиг.7 — электрическая схема подключения двухсекционных катушек возбуждения магнитной системы перви ного измерительного преобразователя к блоку питания.

Устройство для измерения скорости потока содержит (фиг.1) первичный 40 измерительный преобразователь с измерительными электродами 1-12, двенадцать вычитающих усилителей 13-24, шесть блоков 25-30 сложения и три блока 31-33 вычитания. 45

Первичный измерительный преобразователь имеет магнитную систему (фиг.2), выполненную из четырех магнитопроводов 34, которые перекрещиваются в своей средней части, с че- 50 тырьмя двухсекционными катушками 35 и восемью полюсными наконечниками 36.

Каждый полюсный наконечник 36 изготовлен из магнитного материала в виде равносторонних сферических треугольников, при сопряжении которых образуется сфера.

Двухсекционные катушки 35 подключены к блоку питания (фиг.7) так, что полярности полюсных наконечников

36 чередуются, т.р. полюсный наконечник одной полярности окружен IIQJIKIcHblми наконечниками противоположной полярности.

Между полюсными наконечниками 36 имеются концевые зазоры, лежащие в трех взаимно ортогональных плоскостях. На осевых линиях зазоров расположены двенадцать измерительных электродов (фиг.2). Измерительные электроды I — 12 установлены напротив середин сторон полюсных наконечников 36.

Зазоры заполнены диэлектриком, а полюсные наконечники защищены снаружи сферическим кожухом 37 (фиг ° 2) из диэлектрического материала.

Каждые четыре вычитающих усилителя, два блока сложения и блок вычитания служат для измерения одной иэ трех составляющих вектора скорости потока по осям, приходящим через точки пересечения кольцевых зазоров пер1 вичного измерительного преобразователя.

Для измерения составляющей скорости потока по оси Х к вычитающим усилителям 13 — 16 (фиг.1) подсоединены пары электродов, не лежащие в плоскости, перпендикулярной оси Х и соседствующие с полюсными наконечниками, имеющими полярность S (фиг.3-5). При этом электроды 2 и 4, расположенные в вертикальном кольцевом зазоре справа от плоскости, перпендикулярной оси

Х (фиг.4), подключены к инвертирующим входам усилителей 13 и 14; электроды 10 и 12, расположенные в том же (вертикальном) кольцевом зазоре, но слева от указанной .плоскости, подключены к неинвертирующим входам усилителей 15 и 16. Электроды 1 и 3, установленные в другом (горизонтальном) кольцевом зазоре до плоскости, перпендикулярной оси Х (фиг.3), подключены к неинвертирующим входам усилителей .13 и 14, а электроды 9 и

11, установленные в том же (горизонтальном) кольцевом зазоре, но за указанной плоскостью, подключены к инвертирующим входам усилителей 15 и 16.

Выходы усилителей 13 и 14 подключены к входам блока ?5 сложения, выход которого соединен с инвертирующим входом блока 31 вычитания. Выходы усилителей 15 и 16 подключены к

1296945 входам блока 2б сложения, выход которого подан на неинвертируюший вход блока 31 вычитания.

Для измерения составляющих скорости потока по осям 3,7. используются пары электродов, соседствующие с лов люсными наконечниками той же полярности (S) и подключенные к соответствующим усилителям аналогично вышеописанному. 10

При проведении измерений первичный измерительный преобразователь помещают в поток. Для удобства ори— ентации его можно закрепить в проточном каркасе, например, так, как пока- 15 зано на фиг.б. Электронный блок соединен с первичным измерительным преобразователем посредством соединительного кабеля.

Устройство для измерения скорости 20 потока электропроводной жидкости работает следующим образом.

kIa помещенный в исследуемую среду первичный измерительный преобразователь воздействует поток электропроводной жидкости.

В электропроводной жидкости, движущейся в магнитном поле, созданном в зазорах магнитной системой преобразователя, индуцируется ЭДС, значение которой пропорционально скорости потока инапряженности магнитногополя.

При условии ламинарного обтекания преобразователя потоком жидкости

V расположение векторов скорости

35 . потока относительно векторов напряженности магнитного поля в точках расположения измерительных электродов показано на фиг.3.

Хаким образом, на выходах электронного блока (блоков сложения 31—

33) одновременно присутствуют три напряжения, значения которых пропорциональны значениям проекций вектора скорости. потока электропроводной жидкости на оси координат первичного измерительного преобразователя (проведенные через точки пересечения осевых линий трех ортогональных кольцевых зазоров) по которым определя 50 ются направление и модуль вектора скорости потока, направление которого произвольно в системе координат преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости

55 потока электропроводной жидкости, содержащее первичный измерительный преобразователь с магнитной системой в виде тела вращения с чередующимися полюсами и симметричными зазорами, в которых расположены измерительные электроды, подключенные к промежуточному измерительному преобразователю, состоящему из блока сложения и двух блоков вычитания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений вектора скорости потока и повьппения чувствительности, магнитная система первичного измерительного преобразователя выполнена в виде четырех перекрещивающихся в средней части стержневых магнитопроводов с четырьмя двухсекционными катушками возбуждения и восемью полюсными наконечниками, имеющими форму равносторонних сферических равных треугольников, измерительные электроды установлены напротив середин сторон полюсных наконечников в середине кольцевого зазора, а в промежуточный измерительный преобразователь дополнительно введены двенадцать вычитающих усилителей, пять блоков сложения и блок вычитания, при этом четыре вычитающих усилителя, два блока сложения и блок вычитания образуют один из трех измерительных каналов промежуточного преобразователя, а в каждом измерительном канале к каждому вычитающему усилителю подключены пары электродов, соседствующих с полюсными наконечниками одной полярности и находящихся вне плоскости, перпендикулярной к соответствующей измерительной оси, причем электроды, расположенные в кольцевом зазоре с одной стороны указанной плоскости, подключены к инвертирующ ы входам первого и второго вычитающих усилителей, а электроды, установленные в том же кольцевом зазоре с цругой стороны указанной плоскости, подключены к неинвертирующим входам третьего и четвертого вычитаюших усилителей, выходы первого и второго вычитающих усилителей подключены к входам пЕрвого из каждых двух блоков сложения, выходы третьего и четвертого вычитающих усилителей — к входам второго из каждых двух блоков сложения, выходы которых соединены с входом блока вычитания.!

296945

1 29б945

1296945 .Составитель Ю.Мручко

Редактор Н.Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заказ 772/47 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4