Электромагнитный преобразователь расхода

 

Использование: в приборостроении для измерения расхода жидкости электромагнитным способом в трубопроводах больших диаметров. Сущность изобретения: электромагнитный преобразователь расхода содержит металлический трубопровод 1, преобразователь 2 скорости, магнитопровод 3, катушку 4 возбуждения, два электрода 5, немагнитную металлическую пластину 6, электроизоляционный материал 7 и измерительное устройство 8. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электропроводной жидкости электромагнитным способом, и может быть использовано для измерения расхода, например, воды в трубопроводах больших диаметров.

Известны электромагнитные расходомеры, имеющие трубопровод из немагнитного материала, внешнюю электромагнитную систему и два электрода, контактирующие с измеряемой жидкостью [1] Недостатком таких расходомеров является сложность их применения для измерения расходов в трубопроводах больших диаметров из-за громоздкости магнитной системы.

Для трубопроводов больших диаметров известны расходомеры с электромагнитными преобразователями скорости, вводимыми на штанге в трубопровод на определенном расстоянии от его стенок (Средства измерения расхода. Каталог. М. ЦНИИТЭИ приборостроения, вып. 8, N 12, т. 2) и расходомеры [2] с несколькими парами электродов, у которых индуктор создает локальное магнитное поле вблизи электродов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электромагнитный преобразователь расхода с двумя электромагнитными преобразователями скорости потока [3] В этом преобразователе используется магнитопровод П-образной формы, на центральную часть которого наматывается катушка возбуждения. Под катушкой возбуждения расположен один электрод, функции другого выполняет корпус преобразователя.

Недостатком таких преобразователей расхода является низкая чувствительность из-за неэффективного использования магнитного поля в рабочей области. При используемых конфигурациях магнитопровода и расположении катушки возбуждения происходит заметное рассеяние магнитных силовых линий в пространстве.

Целью изобретения является создание электромагнитного преобразователя расхода, обладающего высокой чувствительностью при измерении расходов в трубопроводах больших диаметров.

Для этого в электромагнитном преобразователе расхода, содержащем отрезок трубопровода с закрепленным на нем преобразователем скорости, включающем в себя магнитопровод, катушку возбуждения и два измерительных электрода, подключенных к измерительному устройству, магнитопровод преобразователя скорости выполнен в виде чашеобразной формы с постоянной толщиной стенки и кольцевой вогнутостью в донной части соосно с ней, катушка возбуждения размещена в вогнутости донной части магнитопровода, измерительные электроды изолированы от магнитопроводов, расположены симметрично по осевой вогнутости со стороны катушки возбуждения и дополнительно введен третий электрод, расположенный в центре донной части магнитопровода и замкнутый на нее.

Преобразователь скорость может содержать вторую пару измерительных электродов, расположенных симметрично по осевой вогнутости со стороны катушки возбуждения в плоскости, перпендикулярной плоскости размещения первой пары измерительных электродов, и подключенных к измерительному электроду.

Электромагнитный преобразователь может содержать несколько преобразователей скорости, расположенных по окружности средней скорости на равном расстоянии друг от друга.

На фиг. 1 изображен электромагнитный преобразователь расхода; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 схема преобразователя расхода с тремя преобразователями скорости.

Преобразователь расхода содержит металлический трубопровод 1, преобразователь 2 скорости, состоящий из магнитопровода 3, катушки 4 возбуждения и электродов 5. Магнитопровод постоянной толщины имеет с внешней стороны кольцевое углубление. В кольцевом углублении размещается катушка возбуждения, на торцовой части которой расположена немагнитная металлическая пластина 6, служащая электростатическим экраном.

Внешние поверхности магнитопровода и металлической пластины покрыты электроизоляционным материалом 7. Магнитопровод электрически соединен с металлической стенкой трубопровода. По окружности торцовой части преобразователя расположены электроды в количестве не менее трех: два измерительных электрода под углом 180^о друг к другу, третий в центре донной части магнитопровода и замкнут на него. Выход преобразователя скорости соединен с измерительным устройством 8.

Электромагнитный преобразователь расхода работает следующим образом.

К катушке возбуждения подводится ток, при котором возникает магнитное поле. При движении жидкости по каналу в жидкости, пересекающей магнитное поле, возбуждается электрическое поле, напряженность которого является мерой расхода. Величина напряженности электрического поля измеряется с помощью не менее двух электродов и измерительного устройства. В случае нескольких (трех) преобразователей скорости на измерительное устройство поступают измерительные сигналы от этих преобразователей скорости. Мерой расхода является среднее арифметическое значение сигналов всех преобразователей скорости.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА, содержащий отрезок трубопровода с закрепленным на нем преобразователем скорости, включающим в себя магнитопровод, катушку возбуждения и два измерительных электрода, подключенных к измерительному устройству, отличающийся тем, что магнитопровод преобразователя скорости выполнен в виде чашеобразной формы с постоянной толщиной стенки и кольцевой вогнутостью в донной части соосно с ней, катушка возбуждения размещена в вогнутости донной части магнитопровода, измерительные электроды изолированы от магнитопровода, расположены симметрично по осевой вогнутости со стороны катушки возбуждения и дополнительно введен третий электрод, расположенный в центре донной части магнитопровода и замкнутый на нее.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что преобразователь скорости снабжен второй парой измерительных электродов, расположенных симметрично по осевой вогнутости со стороны катушки возбуждения в плоскости, перпендикулярной плоскости размещения первой пары измерительных электродов, и подключенных к измерительному устройству.

3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что он содержит несколько преобразователей скорости, расположенных по окружности средней скорости на равном расстоянии друг от друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3