Электромагнитный расходомер жидких металлов


 


Владельцы патента RU 2431118:

Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" (RU)

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Сущность: электромагнитный расходомер жидких металлов имеет трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренных к внешней поверхности трубы, магнитопровод с двумя полюсами, индукционную катушку и устройство для крепления магнитопровода к трубе. Полюсы имеют отверстия, а устройство имеет стойки, расположенные в отверстиях полюсов и соединенные с трубой на образующей трубы, пересекающейся с осью полюсов. Техническим результатом от применения изобретения является повышение точности измерения расхода жидких металлов. 1 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидких металлов.

Известны электромагнитные расходомеры жидких металлов, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции. Электромагнитный расходомер имеет трубу из нержавеющей стали без изоляционного покрытия внутренней поверхности, два электрода, приваренных к наружной поверхности стенки трубы и индуктора, создающего магнитное поле в рабочей зоне канала трубы. Индуктор может состоять из магнитопровода и постоянных магнитов либо быть электромагнитом, т.е. состоящим из магнитопровода и расположенной на нем индукционной катушки, питаемой электрическим током [1]. Крепление трубы и индуктора между собой обычно осуществляется с помощью устройства, которое имеет кронштейны, приваренные к трубе и закрепленные к магнитопроводу. В [2] приведена конструкция электромагнитного расходомера с индуктором в виде постоянного магнита. У описанного расходомера имеются два кронштейна, скрепляющих магнитопровод индуктора и трубу расходомера. Кронштейны, выполненные из немагнитной стали, приварены к трубе по периметру трубы, смещенному вдоль оси трубы по обе стороны относительно центрального сечения приблизительно на половину ширины полюса магнита. Сварной шов соединения кронштейна с трубой занимает дугу по периметру трубы, составляющую приблизительно 40-60°.

Недостаток известной конструкции электромагнитного расходомера, описанного в [2], состоит в том, что устройство, соединяющее трубу с индуктором, шунтирует часть сигнала и нарушает симметрию распределения индуцированного электромагнитного поля в канале. Сварные швы, соединяющие кронштейн с трубой, расположены в местах относительно высокого потенциала электрического поля, индуцированного взаимодействием магнитного поля индуктора с потоком жидкого металла. Кронштейн и магнитопровод изготовлены из высоко электропроводного материала (сталь) и образуют электрическую цепь с малым электрическим сопротивлением, замыкающую часть электрического поля, образованного на стенках трубы, кроме того, создают асимметрию распределения потенциалов по центральному поперечному сечению трубы, что снижает чувствительность и точность расходомера.

Целью изобретения является создание электромагнитного расходомера жидких металлов с улучшенными метрологическими характеристиками.

Для достижения этой цели элементы устройства, соединяющего трубу с магнитопроводом, предлагается крепить к трубе только в местах на поверхности трубы, в которых электрический потенциал индуцированного магнитного поля всегда равен нулю вне зависимости от скорости потока жидкого металла, протекающего по каналу. Места вдоль образующей трубы, пересекающейся с осью полюсов индуктора, имеют нулевой потенциал при любых скоростях потока жидкого металла. Если крепежный элемент конструкции устройства расположен на указанной образующей трубы, то устройство не создает шунтирования сигнала расходомера, не нарушает распределение токов в стенках трубы и не изменяет их величину.

Предлагаемый расходомер жидких металлов имеет две металлические стойки цилиндрической формы с резьбой, приваренные к внешней поверхности трубы в центральном сечении по оси полюсов, совпадающей с линией, перпендикулярной линии, соединяющей электроды. В полюсах индуктора имеются отверстия, причем стойки вставлены в эти отверстия и закреплены гайками. На трубе стойки расположены в местах пересечения образующей трубы с осью полюсов. Поэтому стойки не нарушают симметричного распределения электрического поля, индуцированного потоком жидкого металла в магнитном поле, не нарушает распределение токов в стенках трубы и не изменяет их величину.

На чертеже приведена схема конструкции предлагаемого электромагнитного расходомера жидкого металла.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, и индуктора, представляющего собой электромагнит, состоящий из магнитопровода 2 с полюсами 3 и индукционной катушки 4. Для крепления индуктора к трубе у полюсов вдоль их оси имеются отверстия, т.е. оси отверстий совпадают с осями полюсов 5. Индуктор закреплен к трубе с помощью стоек 6, вставленных в вышеупомянутые отверстия полюсов. Стойки приварены к трубе 1 в местах пересечения образующей трубы с осью полюсов 5. С противоположной стороны стойки завинчены гайками 7. К внешней поверхности трубы по линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсов, приварены два электрода 8.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится электрический ток, в результате которого в канале трубы создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через линию, соединяющую электроды и ось трубы. При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, которое образует циркуляционные токи в жидком металле и контактирующей с ним стенке трубы, причем электрическое поле симметрично распределено относительно осей центрального поперечного сечения трубы. В результате протекания токов в стенке трубы между электродами возникает разность потенциалов, которая служит мерой объемного расхода жидкого металла.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении чувствительности и точности измерения расхода жидкого металла.

ИСТОЧНИКИ ИФОРМАЦИИ

1. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Ленинград: Машиностроение, 1982 г., 214 с., ил.

2. Логинов Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов, Москва: Энергоиздат, 1981 г., 104 с.

Электромагнитный расходомер жидких металлов, имеющий трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы, магнитопровод с двумя полюсами, индукционную катушку и устройство для крепления магнитопровода к трубе, отличающийся тем, что полюсы имеют отверстия, а устройство имеет стойки, расположенные в отверстиях полюсов и соединенные с трубой на образующей трубы, пересекающейся с осью полюсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к встраиваемому измерительному устройству, в особенности к расходомеру текучей среды, протекающей в трубопроводе, которое содержит измерительный преобразователь или датчик, в особенности магнитоиндукционный измерительный датчик, имеющий измерительную трубку, вставленную в корпус трубопровода для транспортировки измеряемой текучей среды и футерованную изнутри полиуретаном, полученным при использовании катализатора, содержащего металлоорганические соединения.

Изобретение относится к магнитоиндуктивному расходомеру, таким образом к устройству для измерения объемного или массового расхода среды, протекающей через измерительную трубу в направлении оси измерительной трубы, содержащему систему магнитов, генерирующую проходящее через измерительную трубу магнитное поле, в основном поперек оси измерительной трубы, с, по меньшей мере, одним измерительным электродом, который определенным участком поверхности контактирует со средой, и с блоком регулирования/обработки, который информирует об объемном или массовом расходе среды посредством измеряемого напряжения, наведенного в, по меньшей мере, одном измерительном электроде.

Изобретение относится к магнитно-индуктивному измерительному преобразователю с измерительной трубой, по которой протекает электропроводящая текучая среда. .

Изобретение относится к измерительному прибору, встроенному в трубопровод, в частности расходомеру, предназначенному для измерения потока текучей среды в трубопроводе, при этом установленный в трубе измерительный прибор содержит, в частности, магнитоиндукционный измерительный датчик с расположенной по ходу трубопровода, снабженной внутри футеровкой измерительной трубой для направления измеряемой текучей среды, при этом футеровка состоит из полиуретана, изготовленного с применением катализатора, содержащего металлоорганические соединения.

Изобретение относится к магнитно-индуктивному расходомеру с измерительной трубой. .

Изобретение относится к датчику расходомера и соединительному элементу. .

Изобретение относится к магнитно-индуктивному расходомеру, предназначенному для измерения потока среды (11), протекающей через измерительную трубку (2) с магнитной системой в виде катушек (6, 7), измерительными электродами (4, 5) и опорным электродом (17), находящимся под определенным потенциалом.

Изобретение относится к устройству для измерения объемного или массового потока среды в трубопроводе с измерительной трубой, в которой проходит поток среды в направлении оси измерительной трубы, и которая с помощью двух закрепленных на трубопроводе фланцев трубопровода установлена в трубопроводе, причем измерительная труба окантована на своих концевых областях или измерительная труба на обеих своих концевых областях имеет соответственно фланец измерительной трубы, причем между окантованной концевой областью или фланцем измерительной трубы и соответствующим фланцем трубопровода предусмотрен заземляющий диск, с помощью которого среда подключена к опорному потенциалу, с магнитной системой, которая создает магнитное поле, пронизывающее измерительную трубу, проходящее в основном поперек к оси измерительной трубы, с, по меньшей мере, одним соединенным со средой измерительным электродом, который расположен в лежащей в основном перпендикулярно к магнитному полю области измерительной трубы, и с блоком регулирования/обработки, который с помощью измеряемого напряжения, индуцированного в, по меньшей мере, одном измерительном электроде, поставляет информацию об объемном или массовом потоке среды в измерительной трубе.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к направлению тепло- и расходометрии, и позволяет измерять расходы воды и теплоносителя в напорных трубопроводах водоснабжения и отопления

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, их поверки имитационным способом

Изобретение относится к монтажному пакету для изготовления магнитно-индуктивного датчика расхода, в частности устройства магнитного поля для системы магнитного поля

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для измерения расхода жидких металлов

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным устройствам для измерения расхода (расходомерам), и может быть использовано в счетчиках воды, кислот, щелочей, молока, пива

Изобретение предназначено для измерения расхода электропроводящей жидкости. Расходомер состоит из измерительной трубы с жестким сечением канала, изготовленной из диэлектрического материала. На наружной поверхности трубы смонтирован магнитопровод в виде двух катушек индуктивности и установлены четыре электрода, два в горизонтальной и два в вертикальной плоскости по отношению к оси измерительной трубы. Электроды, установленные в вертикальной плоскости, служат для измерения электрической проводимости жидкости в трубопроводе. На наружной поверхности измерительной трубы установлен датчик для измерения уровня магнитного поля внутри канала трубы. Измерительную трубу располагают в стальном корпусе, на котором на стойке крепят электронный блок. Провода от катушек, электродов и датчика через полость в стойке выводят в электронный блок и распаивают на печатной плате. Внешнее подключение изделия происходит к разъемам, установленным на корпусе электронного блока. На электроды и катушки индуктивности устанавливают экраны из немагнитного металла, выполненные с воздушным зазором. Экраны заземляются. Торцевое уплотнение измерительной трубы обеспечивают резиновым кольцом. Технический результат - высокая точность и стабильность работы изделия и надежная эксплуатация в широком диапазоне температур и давлений. 2 ил.

Магнитно-индуктивный расходомер с устойчивым против давления корпусом из полимерного материала, содержащий входной патрубок (10), выходной патрубок (20) и расположенный между ними измерительный блок (30). Измерительный блок (30) имеет протекаемый измеряемой текучей средой измерительный канал (31) со стенкой (32) канала, два противолежащих магнитных полюса (2) на измерительном канале (31) и два противолежащих, ориентированных перпендикулярно к магнитным полюсам (2) измерительных электрода (1) в стенке (32) канала. Стенка (32) канала - учитывая максимально допустимое для выбранного полимерного материала внутреннее давление - уменьшена в области магнитных полюсов (2) до еще допустимой величины. Внутренняя усиливающая обойма, состоящая из, по меньшей мере, двух внутренних поперечных переборок (37) и, по меньшей мере, двух внутренних продольных ребер (38), стабилизирует стенку (32) канала. Внешняя усиливающая обойма, состоящая из, по меньшей мере, двух первых внешних продольных ребер (40), удерживает и стабилизирует внутреннюю усиливающую обойму и прочно на растяжение соединяет измерительный блок (30) с входным патрубком (10) и выходным патрубком (20). Технический результат - обеспечение однородного магнитного поля оптимальной силы в области магнитных силовых линий, а также устойчивого как против исходящего от измеряемой текучей среды внутреннего давления, так и относительно растягивающих напряжений, а также против других термических и механических нагрузок полимерного корпуса. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Магнитно-индуктивный расходомер с устойчивым против давления корпусом из полимерного материала, содержащий измерительный блок, который имеет протекаемый измеряемой текучей средой измерительный канал (31) с прямоугольным поперечным сечением, стенку (32) канала, два противолежащих магнитных полюса (10) на стенке (32) канала, электромагнит с катушкой (26) возбуждения и магнитным сердечником (27) для создания магнитного переменного поля и два противолежащих измерительных электрода (34) в стенке (32) канала. Магнитные полюса (10) представляют собой полученные штамповкой-гибкой-складыванием части из электротехнической листовой стали в форме продольно протяженной планки (11′) с отформованными, взаимно дистанцированными друг от друга поверхностными элементами (10.1, 10.2). Продольно протяженная планка (11′) после складывания образует двойное ребро (11). Поверхностные элементы (10.1, 10.2) после изгибания образуют рабочие поверхности магнитного полюса. Двойное ребро (11) и рабочие поверхности магнитного полюса образуют магнитный полюс (10). Двойное ребро (11) находится на задней стороне магнитного полюса (10). Технический результат - обеспечение равномерного распределения магнитных силовых линий по всей рабочей поверхности полюса. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Электромагнитный расходомер жидких металлов имеет трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы, магнитопровод С-образной формы с двумя полюсными наконечниками и индукционную катушку. У каждого полюсного наконечника предусмотрена сквозная поперечная прорезь, пролегающая от края полюсного наконечника до места его соединения с магнитопроводом. Поперечная прорезь в полюсном наконечнике разрывает контуры токов Фуко и устраняет их влияние на результат измерения расхода. Технический результат - повышение точности измерения расхода жидких металлов. 1 ил.
Наверх