Электромагнитный преобразователь скорости потока

 

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

rF ПУЬЛИК

ПАТЕНТУ

I C0

)Ю Q0 4

О !

С

УДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ДОМСТВО СССР

СПАТЕНТ СССР) (1) 5044696/10 (2) 29.05.92 (6) 30.08.93. Бюл. )к33 32 (6) В. ц. Таранин (6) Патент США N. 3572117, НКИ. 73 — 194, 1 71.

Авторское свндвтелвстао СССР

798486, xn. G 01 F 1/32, 1981. (4) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВ ТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКИ () Использование: измерительная техник а именно измерение скорости электрои оводящих жидкостей. Сущность и обретения: преобразователь содержит д а измерительных электрода, один из котоИзобретение относится к измерительн и технике и может быть использовано для и мерения скорости электропроводящих ж )дкостей.

Цель изобретения — повышение его чувствительности и надежности. а также упрощ ние конструкции.

На фиг. 1 показан электромагнитный изм ритель скорости потока. продольный разр з; на фиг, 2 и 3 — конструкции электрода в в де шарового сегмента при различных фс рмах выполнения обтекателя;

Измеритель скорости потока содержит трубопровод 1, внутри которого перпендикулярно его продольной оси установлен обте катель 2 со встроенным в него ст ржневым постоянным магнитом 3, Полюса магнита 3 расположены в плоскостях, пара()лельных продольной оси трубопровода

1. )бтекатель 2 может быть выполнен в виде кругового цилиндра 4 или в виде равнобед„„5U, „1838790 А3

Обтекатель может быть выполнен как цилиндрическим, так и в виде равнобедренной трапеции. При цилиндрическом QGTBKBTpëå угол раскрыва О шарового сегмента лежит в диапазоне 28 < О<32О, а при трапецеидальном - диаметр d его плоского сечения лежит в диапазоне 0,75H

Н вЂ” ширина меньшего основания обтекатеAA. 2 3. Il, ф-tlb), 3 ил. ренной трапецеидальной призмы 5. Первый измерительный электрод 6 выполнен в виде шарового сегмента, установленного на тыльной стороне обтекателя 2 (4, 5) на расстоянии от оси трубопровода, не превышающем 1/3 h, где h — длина постоянного магнита 3. имеющего нейтраль, совпадающую с продольной осью трубопровода 1.

Размеры шарового сегмента определяются либо углом его раскрыва О, лежащем в диапазоне 28О< 8<32, либо диамет".ú". d его плоского сечения, лежащем в диапазоне

0,75Н<й<0,85н, где Н вЂ” ширина меньшего основания обтекателя 2, выполненно о в виде призмы 5, Электрод 6 установлен на электроизолирующей прокладке 7, а электрод 8 электрически соединен с трубопроводом 5. Соединение электродов со вторичной аппаратурой (усилителем, частотомером или анализатором спектра, которые на чертеже не показаны) осуществляется через гермоввод 9.

1838790

Электромагнитный измеритель скорости потока работает следующим образом.

Набегающий со стороны входа поток жидкости создает за обтекателем 2 вихревой след(дорожку Кармана), вызывающий в трубопроводе 1 детерминированные по частоте возмущения скорости жидкости, которые магнитным полем магнита 3 преобразуются в колебания напряжения между электродами 6 и 8. Частота отрыва вихрей Кармана от поверхности обтекателя 2 (4, 5) пропорциональна скорости (расходу) жидкости, протекающей через трубопровод 1. Статическая характеристика преобразователя описывается линейной функцией вида

1=fo+KW, где f — частота электрических сигналов, выделяемая измерительным преобразователем;

fo — начальная ордината (получается экстраполяцией характеристики преобразования в область нулевой скорости);

К вЂ” коэффициент преобразования;

NJ — скорость жидкости.

Поскольку стержневой магнит 3 создает поле тороидальной формы, часть длины era магнитных силовых линий параллельна вектору,,корасти жидкости (e концевых зонах магнита) и, следовательно, э.д,с, индукции в этих зонах не возникает. Экспериментально установлено, что э.д.с, индуцируется в прилегаю дей к тыльной стороне окрестно:.ти, име огцей размер 2/3 от длины магнита

L ",ап равлении оси намагничивания. На этой длине магнитные силовые линии пересека,отся потоком жидкости под углом, близким к 90, поэтому место установки электрода 6 на тыльной стороне обтекателя 2 определено приведенным выше соотношением I и h, Благодаря тому, что электроизолированный электрод 6 выведен на тыльную сторону, он улавливает главным образом те колебания индуцированной в жидкости э.д.с., которые обусловлены вихрями Кармана. Другие составляющие колебаний, вызванные локальными возмущениями на других местах гидравлических сопротивлениях контура, существненно ослабляются обтекателем 2 на передней кромке призмы происходит активная диссипация их энергии). Учитывая, что потенциал второго электрода 8 равен нулю.(он заземлен), такая схема сьема сигнала обеспечивает оптимальное соотноше5 ние сигнал — шум, что повышает чувствительность измерений. Необходимо отметить, что при такой схеме включения в .поток жидкости выводится только один . электрод, а число герметизируемых прохо"0 док сокращается вдвое, что увеличивает эксплуатационную надежность прибора. Это особенно важно в случае использования прибора на энергетических установках при высоких давлениях и температурах и для радиоактивных жидкостях, Формула изобретения

1. Электромагнитный преобразователь скорости потока, содержащий трубопровод, 20 внутри которого перпендикулярно его продольной оси установлен обтекатель со встроенным в него стержневым постоянным магнитом, полюса которого лежат в плоскостях, перендикулярных,продольной оси об25 текатейя, и два измери.ельных электрода, первый из которых установлен на электроизолирующей прокладке, о т л и ч а юшийся тем, что второй измерительный электрод электрически соединен с трубоп30 роводом, при этом первый измерительный электрод выполнен в виде шарового сегмен35

45 та, установленного на тыльной стороне обтекателя на расстоянии 1от продольной оси трубопровода, не превышающем 1/3 h, где

h — длина постоянного магнита, нейтраль которого совпадает с продольной осью трубопровода.

2. Преобразователь п.î и. 1. о тл и ч а юшийся тем, что угол раскрыва О шарового сегмента лежит в диапазоне 28О< О < 32О, при этом обтекатель выполнен в виде круговаго цилиндра.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а юшийся тем, что диаметр d плоского сечения шарового сегмента лежит в диапазоне

0;75H

7838790

1838790. Составитель В. Таранин

Техред M.Moðãåíòàë Корректор A. Мотыль

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2924 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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