Электромагнитный расходомер

Авторы патента:

Кузнецов Сергей Иванович (RU)

Михайлова Юлия Владимировна (RU)

Терехина Надежда Викторовна (RU)

Вельт Иван Дмитриевич (RU)

G01F1/58 - электромагнитными измерителями скорости потока

Владельцы патента RU 2502958:

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

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.

Устройство относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода жидких металлов.

Известен электромагнитный расходомер [1], содержащий трубу, выполненную из немагнитного материала, магнитопровод, две индукционные катушки, расположенные на внешней поверхности трубы диаметрально противоположно друг другу, два электрода, введенные в канал напротив друг друга по диаметру трубы, клеммную колодку, к которой подведены провода от индукционных катушек и от электродов, и металлический кожух, охватывающий всю конструкцию расходомера, т.е. трубу с электродами, магнитопровод, индукционные катушки и клеммную колодку.

Расходомер работает следующим образом. При протекании тока по виткам индукционных катушек в рабочем объеме канала возбуждается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через ось электродов и ось канала. При движении электропроводной жидкости по каналу трубы в его рабочем объеме, согласно закону Фарадея индуцируется электрическое поле, напряженность которого пропорциональна скорости потока измеряемой жидкости. Индуцируемое электрическое поле, используется в качестве меры объемного расхода измеряемой среды и измеряется с помощью двух электродов.

Такое техническое решение является типовым для общепромышленного электромагнитного расходомера и широко используется в приборостроении для измерения расхода электропроводных жидкостей с температурой не более 180-200°C.

Ограничения по температуре в частности объясняются тем, что у известного расходомера [1] индукционные катушки расположены внутри кожуха в тесном объеме вместе с трубой и при длительной эксплуатации нагреваются приблизительно до температуры, близкой температуре измеряемой среды.

Недостатком указанного расходомера является сложность измерения расхода жидких металлов, рабочая температура которых достигает 300-500°C и более.

Известен электромагнитный расходомер жидкого металла, обеспечивающий рабочий режим индукционной катушки с пониженными требованиями к температурной стойкости изоляции проводов [2]. Этот расходомер имеет трубу, из немагнитной стали, два электрода, приваренных к внешней поверхности трубы, и индуктор в виде электромагнита переменного тока. У указанного расходомера [2] магнитопровод имеет С-образную форму с полюсными наконечниками, выполненными в виде пластин, расположенных по обе стороны трубы в параллельных плоскостях. На средней части магнитопровода расположена индукционная катушка. У указанного расходомера отсутствует кожух, а индукционная катушка отнесена от трубы на значительное расстояние. Благодаря этому температура нагрева индукционной катушки при длительной эксплуатации прибора значительно ниже температуры измеряемой среды.

Недостатком рассматриваемого расходомера является низкая надежность и уязвимость от механических повреждений индукционной катушки при длительной эксплуатации расходомера.

Целью изобретения является создание электромагнитного расходомера жидких металлов повышенной надежности.

Эта цель достигается тем, что конструкция расходомера [2] дополняется металлическим кожухом, внутри которого помещается индукционная катушка, часть магнитопровода и клеммная колодка, а труба с электродами и часть магнитопровода с полюсными наконечниками располагается вне кожуха. Таким образом, кожух разделяет конструкцию расходомера на две зоны, высокотемпературную, в которой находится труба с жидким металлом, и низкотемпературную, в которой находится индукционная катушка, средняя часть магнитопровода и клеммная колодка. Для подвода электродов к клеммной колодке в кожухе имеется отверстие. Кроме того участок трубы, расположенный вблизи кожуха обматывается теплостойкой изоляционной лентой, например, из базальтовой ткани. Благодаря такой конструкции обеспечивается повышенная надежность прибора и защита индукционной катушки и клеемной колодки от механических повреждений и от тепловой радиации трубы с жидким металлом.

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, с электродами 2, приваренными к внешней поверхности трубы по линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсных наконечников. Кроме того расходомер имеет индуктор, состоящий из магнитопровода С-образной формы 3 с полюсными наконечниками 4, индукционной катушки 5, расположенной на средней части магнитопровода и кожуха 6. Кожух 6 вмещает в себя индукционную катушку 5, клеммную колодку 7 и среднюю часть магнитопровода. Труба с электродами находится за пределами кожуха. Для подвода электродов 2 к клеммной колодке 7 в кожухе имеется отверстие 8. Труба с электродами обмотана теплоизолирующей и термостойкой лентой 9, например, из базальтовой ткани.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. Через клеммную колодку 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 является мерой объемного расхода и измеряется с помощью электродов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого решения, состоит в повышении надежности расходомера.

ИСТОЧНИКИ ИФОРМАЦИИ

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Издательство «Машиностроение», Ленинград, 1989 г., 701 с., ил.

2. Патент RU 2431118, Бюллетень №28, 2011.

1. Электромагнитный расходомер, имеющий трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, магнитопровод с полюсными наконечниками, индукционную катушку, клеммную колодку и кожух, внутри которого размещена индукционная катушка, клеммная колодка, отличающийся тем, что труба с электродами и часть магнитопровода с полюсными наконечниками расположена вне кожуха, причем кожух имеет отверстие для подвода электродов внутрь кожуха к клеммной колодке.

2. Электромагнитный расходомер по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность трубы обмотана теплоизоляционным материалом, например базальтовой или асбестовой тканью.

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.

Магнитно-индуктивный расходомер // 2499228

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.

Магнитно-индуктивный расходомер // 2499227

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).

Электромагнитный расходомер жидкости // 2494349

Изобретение предназначено для измерения расхода электропроводящей жидкости. Расходомер состоит из измерительной трубы с жестким сечением канала, изготовленной из диэлектрического материала.

Электромагнитный расходомер // 2489684

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

Электромагнитный расходомер жидких металлов // 2474791

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

Способ измерения расхода электропроводной жидкости // 2474790

Монтажный пакет для изготовления магнитно-индуктивного расходомера // 2466358

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

Способ поверки электромагнитных расходомеров и имитатор расхода для его осуществления // 2442966

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

Способ и устройство очистки измерительных участков расходомеров жидкотекучих сред // 2437065

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.

Электромагнитный расходомер // 2504736

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.

Электромагнитный расходомер жидких металлов // 2516190

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 и устройство для его осуществления // 2517764

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 // 2518380

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.

Безэлектродный электромагнитный расходомер // 2520165

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода жидкого металла с помощью безэлектродных электромагнитных расходомеров. Безэлектродный электромагнитный расходомер, состоит из трубы, трех индукционных катушек и магнитопровода. Индукционные катушки выполнены в виде плоских многослойных печатных плат, магнитопровод представляет собой плоскую пластину, причем катушки и магнитопровод расположены на внешней поверхности трубы, образуя три параллельных слоя, из которых первый слой, расположенный непосредственно на трубе, занимают две катушки, торцами плат соприкасающиеся друг с другом по линии центрального периметра трубы, а второй и третий слои образуют, соответственно, третья катушка и магнитопровод, расположенные симметрично относительно центрального периметра трубы. Технический результат - повышение точности измерения расхода и упрощение изготовления расходомера. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Электромагнитный расходомер жидких металлов // 2523768

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Электромагнитный расходомер жидких металлов имеет цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, электроды и индуктор. При этом имеется защитный кожух, выполненный из нержавеющей немагнитной стали в виде полого цилиндра с диаметром, превышающим диаметр трубы, и установленный соосно с трубой, с которой закреплен с помощью двух металлических перемычек, касающихся наружной поверхности трубы и внутренней поверхности защитного кожуха по линии, пересекающий диаметр канала в центральной области поперечного сечения трубы перпендикулярно направлению магнитного поля, создаваемого индуктором, который расположен за пределами защитного кожуха, а электроды приварены к внешней поверхности защитного кожуха. Технический результат - упрощение монтажа расходомера на трубопроводе с защитным кожухом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Электромагнитный расходомер и способ контроля измерения расхода текучих сред // 2529598

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным устройствам для измерения расхода (расходомерам) электропроводящих сред. Способ контроля измерений расхода текучих сред заключается в том, что дополнительно к измерению величины расхода жидкости при преобразовании в микроконтроллере измеренной измерительным АЦП напряжения, пропорционального скорости измеряемой среды в измерительном канале, измеряют напряжения, пропорциональные току через индуктор, и напряжению на индукторе и определяют величину отклонения текущих значений активного и индуктивного сопротивлений, определенных в микроконтроллере программно-аппаратным образом по указанным значениям напряжений на индукторе от предустановленных в памяти их эталонных значений. Электромагнитный расходомер, содержит первичный преобразователь расхода, измерительную схему, содержащую, по меньшей мере, измерительный АЦП и схему управления, содержащую, по меньшей мере, микроконтроллер, соединенный с измерительным АЦП и снабженный дополнительным АЦП, выполненным с возможностью измерения напряжения, пропорционального току через индуктор, и напряжению на индукторе. Технический результат - повышение достоверности распознавания влияния внешних помех на точность измерений и, как следствие, повышение точности измерений, расширении диапазона измерений и спектра применения устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электромагнитный расходомер // 2535807

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, измерительную трубу, состоящую из пяти участков: среднего, двух промежуточных и двух крайних, магнитную систему, состоящую из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, а в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены электроды, измерительная труба снабжена наружной оболочкой из немагнитного металла, магнитная система размещена на наружной поверхности оболочки, при этом в оболочке выполнены отверстия под электроды. Технический результат - повышение максимально допустимого значения давления теплоносителя, проходящего через расходомер, а также уменьшение расхода высокотемпературной пластмассы. 2 ил.

Измерительное устройство и способ измерения скорости течения среды, протекающей через измерительную трубу // 2539839

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости течения среды. Измерительное устройство (1) имеет средства для создания ортогонального к направлению течения (v) среды (5) постоянного магнитного поля (B), а также, по меньшей мере, две области (7, 7') отбора, которые расположены в лежащей ортогонально к направлению течения (v) среды (5) плоскости (E) на стенках (9) измерительной трубы (3), при этом каждая область (7, 7') отбора имеет электрод (13, 13'), который на обращенной к среде (5) стороне имеет неметаллический пористый слой (11), и измерительный прибор (19) для регистрации сигнала измерения. Измерительное устройство (1) отличается тем, что пористый слой (11, 11') содержит оксидный и/или неоксидный керамический материал, который покрывает полностью обращенную к среде сторону упомянутого электрода и при этом электрически изолирует электрод от среды. Технический результат - уменьшение шума и дрейфа за счет придания пористому слою свойства фильтра нижних частот. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электромагнитный расходомер большого диаметра // 2555517

Электромагнитный расходомер жидких металлов, имеющий цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, два измерительных электрода, приваренных к внешней поверхности трубы, индуктор, имеющий индукционную катушку и магнитопровод, имеющий две полюсные пластины, соединенные скобой, причем полюсные пластины находятся на одной стороне трубы таким образом, что оси каждой полюсной пластины проходят через центр канала перпендикулярно оси канала и образуют между собой угол, меньший 180°, а измерительные электроды находятся диаметрально противоположно на линии, проходящей через центр канала трубы, индукционная катушка расположена на скобе таким образом, что линия, соединяющая измерительные электроды, является осью симметрии катушки. При этом вдоль образующей трубы, находящейся на равном расстоянии между полюсами индуктора внутри угла, меньшего 180°, относительно точки пересечения образующей с линией симметрии катушки расположены дополнительные четыре электрода со следующими координатами: ±0,538R и ±0,906R, где R - радиус канала. Технический результат - обеспечение независимости показаний расходомера от магнитного числа Рейнольдса. 1 ил.