Электромагнитный расходомер жидких металлов


 


Владельцы патента RU 2474791:

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

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для измерения расхода жидких металлов. Сущность: расходомер имеет цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, к внешней поверхности которой приварены два электрода. Причем указанные электроды находятся диаметрально противоположно на линии, проходящей через центр канала трубы. Кроме того, расходомер содержит индуктор, имеющий индукционную катушку и магнитопровод. Магнитопровод состоит из двух полюсных пластин, двух столбчатых цилиндров, соединенных с полюсными пластинами, скобы, связывающей оба столбчатых цилиндра. Полюсные пластины и столбчатые цилиндры установлены на одной стороне трубы таким образом, что оси каждой полюсной пластины и столбчатого цилиндра проходят через центр канала и образуют между собой угол менее 180°. Индукционная катушка расположена на скобе таким образом, что линия, соединяющая электроды, является осью симметрии катушки. Технический результат: упрощение конструкции расходомера. 1 з.п. ф-лы, 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 [1]. 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. В трубах с диаметром не более 100 мм индуктор имеет полюса, создающие магнитное поле во всем поперечном сечении канала. Если труба имеет большие размеры, то с целью уменьшения размеров индуктора ограничиваются магнитным полем, создаваемым индуктором в небольшой зоне потока жидкого металла вблизи стенки канала. В этом случае измерение расхода производится по напряженности электрического поля, образованного в локальной области канала, где возникает взаимодействие потока жидкого металла с магнитным полем индуктора.

Известен электромагнитный расходомер жидких металлов [2], предназначенный для измерения расхода в трубах большого диаметра. Этот расходомер является наиболее близким прототипом к предлагаемому расходомеру. Расходомер [2] имеет цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы, и индуктор. Индуктор имеет индукционные катушки и магнитопровод, который состоит из двух полюсов, выполненных в виде пластин, двух столбчатых цилиндров, каждый из которых соединен с соответствующим полюсом, и скобы, связывающей оба столбчатых цилиндра. Причем полюсы и столбчатые цилиндры установлены на одной стороне трубы таким образом, что оси каждого полюса и столбчатого цилиндра проходят через центр канала перпендикулярно оси канала и образуют между собой угол, меньший 180°,

Недостатками расходомера [2] являются: сложность конструкции индуктора и отсутствие устройства крепления индуктора к трубе.

Предлагаемый электромагнитный расходомер свободен от этих недостатков.

Предлагаемый электромагнитный расходомер также имеет цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы и индуктор. Индуктор имеет одну индукционную катушку и магнитопровод, который состоит из двух полюсов, выполненных в виде пластин, двух столбчатых цилиндров, каждый из которых соединен с соответствующей полюсной пластиной, и скобы, связывающей оба столбчатых цилиндра. Причем полюсные пластины и столбчатые цилиндры установлены на одной стороне трубы таким образом, что оси каждой полюсной пластины и столбчатого цилиндра проходят через центр канала перпендикулярно оси канала и образуют между собой угол, меньший 180°. Электроды находятся на внешней поверхности трубы диаметрально противоположно друг другу на линии, проходящей через центр канала трубы. Индукционная катушка расположена на скобе таким образом, что линия, соединяющая электроды, является осью симметрии индукционной катушки. Кроме того, имеется устройство для крепления индуктора к трубе, представляющее собой две стойки с резьбой, приваренные к трубе, а полюсные пластины и столбчатые цилиндры имеют отверстия, в которые вставлены стойки и закреплены гайками.

На фиг.1. приведена схема конструкции предлагаемого электромагнитного расходомера жидкого металла.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, двух электродов 8, расположенных диаметрально противоположно друг другу, индуктора, представляющего собой электромагнит, имеющий индукционную катушку 4 и магнитопровод. Магнитопровод состоит из двух полюсных пластин, каждая из которых соединена с со столбчатым цилиндром 3, и скобы 2, соединяющей оба столбчатых цилиндра между собой. На скобе 2 расположена индукционная катушка 4 таким образом, что одна из ее осей симметрии совпадает с линией, соединяющей электроды.

Для крепления индуктора к трубе у полюсных пластин и столбчатых цилиндров 3 имеются отверстия, а на трубе имеются стойки 6, оси отверстий совпадают с осями полюсов 5. Индуктор закреплен к трубе с помощью стоек 6, вставленных в вышеупомянутые отверстия полюсных пластин и столбчатых цилиндров. Стойки приварены к трубе 1 в местах пересечения образующей; трубы с осью 5 полюсных пластин и столбчатых цилиндров. С противоположной стороны стойки завинчены гайками 7. К внешней поверхности трубы по линии симметрии 9 индуктора приварены два электрода 8. Полюсные пластины и столбчатые цилиндры 3 установлены на одной стороне трубы 1 таким образом, что оси 5 каждой полюсной пластины и столбчатого цилиндра проходят через центр канала перпендикулярно оси канала и образуют между собой угол α, меньший 180°.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится электрический ток, в результате которого в канале трубы создается локальное магнитное поле между полюсами индуктора. При движении жидкого металла по каналу трубы, 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 оси 9 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 упрощении конструкции расходомера.

ИСТОЧНИКИ ИФОРМАЦИИ

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

2. Патент RU 2339005 С2, G01F 1/58, опубликован 20.11.2008.

1. Электромагнитный расходомер жидких металлов, имеющий цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы, индуктор, имеющий индукционную катушку и магнитопровод, состоящий из двух полюсных пластин, двух столбчатых цилиндров, соединенных с полюсными пластинами, скобы, связывающей оба столбчатых цилиндра, причем полюсные пластины и столбчатые цилиндры установлены на одной стороне трубы таким образом, что оси каждой полюсной пластины и столбчатого цилиндра проходят через центр канала перпендикулярно оси канала и образуют между собой угол, меньший 180°, отличающийся тем, что электроды находятся диаметрально противоположно на линии, проходящей через центр канала трубы, индукционная катушка расположена на скобе таким образом, что линия, соединяющая электроды, является осью симметрии катушки.

2. Электромагнитный расходомер по п.1, отличающийся тем, что имеется устройство для крепления индуктора к трубе, представляющее собой две стойки с резьбой, приваренные к трубе, а полюсные пластины и столбчатые цилиндры имеют отверстия, в которые вставлены стойки, и закреплены гайками.



 

Похожие патенты:

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

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

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 приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем.

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 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.

Электромагнитный расходомер имеет трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, магнитопровод с полюсными наконечниками и кожух, внутри которого располагаются индукционная катушка и клеммная колодка. Остальная часть магнитопровода с полюсными наконечниками и труба с электродами расположена вне кожуха, причем кожух имеет отверстие для подвода электродов к клеммной колодке, а труба обмотана теполизоляционной лентой. Технический результат - повышение надежности расходомера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тепло- и расходометрии, и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах. В электромагнитном расходомере, содержащем корпус 1, клеммную коробку 2, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля с сердечниками 5, 6, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода 7, 8, при этом электрические провода 9 от катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля и электродов 7, 8 выведены в клеммную коробку 2, измерительная труба состоит из пяти участков: среднего 10, двух промежуточных 11, 12 и двух крайних 13, 14. При этом средний участок 10 измерительной трубы имеет плоские внутренние поверхности 15 в местах установки сердечников 5, 6 катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля и цилиндрические внутренние боковые поверхности 16, промежуточные участки 11, 12 измерительной трубы расширяются в стороны от ее среднего участка 10 и плавно переходят в крайние участки 13, 14, имеющие цилиндрическую форму. Сердечники 5, 6 катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля имеют поперечное сечение прямоугольной или Т-образной формы. Технический результат - независимость показаний расходомера от характеристик течения жидкости в измерительной трубе. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое 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 электрическое поле, являющееся мерой объемного расхода. Техническим результатом от применения изобретения является повышение чувствительности расходомера за счет снижения полей рассеяния магнитного поля. Электромагнитный расходомер жидких металлов имеет трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, приваренные к внешней поверхности трубы, магнитопровод выполнен из стальной полосы толщиной не менее 5 мм, шириной не менее диаметра канала трубы, изогнутой по замкнутому периметру прямоугольника. Индукционная катушка имеет стальной цилиндрический сердечник, который с одной стороны прикреплен к магнитопроводу, а с другой касается внешней поверхности трубы, причем ось сердечника совпадает с осью индукционной катушки, перпендикулярна оси трубы и линии, соединяющей электроды. 1 ил.

Способ измерения расхода многофазного потока основан на том, что в поток транспортируемой среды движителем вносят дозированное количество механической энергии, компенсирующее потери энергии потока на участке измерения, при этом поступательная, вращательная или любая другая скорость движителя, синхронизированная с объемным расходом транспортируемой среды, является первичным сигналом при измерении расхода. Устройство измерения расхода многофазного потока состоит из одновинтовой машины, винт которой является движителем для равномерного подвода дозированного количества механической энергии в многофазный поток и одновременно чувствительным элементом устройства измерения, причем первичный контур регулирования скорости вращения винта для синхронизации с объемным расходом транспортируемой среды состоит из тахометра, частотного преобразователя и контроллера, а вторичный задающий контур управления в составе датчика дифференциального давления, датчиков температуры, блока математического моделирования и регистратора расхода используют для управления скоростью вращения винта, а также расчета и фиксации объемного и массового расхода транспортируемой среды и ее плотности. Технический результат - уменьшение погрешности измерения, увеличение метрологически обоснованного интервала измерения расхода транспортируемой среды, повышение надежности и достоверности результатов измерения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Электромагнитный способ измерения расхода электропроводной жидкости, протекающей в магнитном поле через немагнитную трубу, в которой установлены два электрода, магнитное поле создается с помощью электромагнита, имеющего индукционную катушку, через которую пропускается электрический ток, причем расход жидкости определяется в результате измерения тока, протекающего через индукционную катушку, и разности потенциалов между электродами, отличающийся тем, что дополнительно измеряют напряжение на клеммах индукционной катушки, а величину расхода вычисляют по формуле Q = k U I [ 1 − λ ρ k ( U k I − R k ) ] где Q - расход измеряемой среды, k - градуировочный коэффициент, U - разность потенциалов между электродами, I - ток, протекающий через индукционную катушку, Uk - напряжение на клеммах индукционной катушки, Rk - электрическое сопротивление индукционной катушки при градуировочной температуре измеряемой среды, λ - температурная погрешность расходомера [1/°С], ρk - изменение электрического сопротивления индукционной катушки при изменении температуры измеряемой среды на градус Цельсия. Технический результат - повышение точности измерения расхода в широком изменении температуры измеряемой среды. 1 з.п. ф-лы.
Наверх