Электромагнитный расходомер

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тепло- и расходометрии, и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах, преимущественно в квартирах или иных других личных или служебных помещениях. В электромагнитном расходомере, содержащем корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, в корпусе эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода укреплен трубчатый экран, выполненный из ферромагнитного материала; трубчатый экран может быть выполнен многослойным. Технический результат - исключение или сведение к минимуму возможности вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством воздействия магнитным полем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тепло- и расходометрии, и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах, преимущественно в квартирах или иных других личных или служебных помещениях.

Известен электромагнитный преобразователь расхода, содержащий трубу, магнитную систему и утопленные в стенку трубы электроды; с целью уменьшения дрейфа нуля, электроды окружены магнитными экранами, SU 606103, опубл. 05.05.1978.

Это устройство не обеспечивает требуемую точность измерений, поскольку магнитные экраны в недостаточной степени уменьшают магнитную индукцию в зоне электродов и, соответственно, дрейф нуля.

Большую точность измерений обеспечивает электромагнитный преобразователь расхода, содержащий корпус, клеммную коробку, керамическую измерительную трубу с фланцами по ее концам, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку, RU 2349880 С2, опубл. 20.03.2009.

Использованная в данном устройстве керамическая труба является неэлектропроводным и химически стойким элементом, однако ее механическая прочность весьма невелика из-за хрупкости керамики, что часто приводит к ее повреждению и выходу устройства из строя; кроме того, следует отметить, что в процессе эксплуатации на внутренней поверхности керамической трубы откладываются осадки в виде солей, содержащихся в протекающей жидкости; в результате этого уменьшается проходное сечение измерительной трубы и тем самым создается погрешность в измерениях.

Известен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, клеммную коробку, измерительную трубу с фланцами на ее концах, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с магнитными сердечниками, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку; измерительная труба выполнена из двух слоев, наружного и внутреннего, наружный слой выполнен из немагнитного материала, а внутренний слой - из химически стойкого неэлектропроводного полимерного материала, RU 107859 U1, опубл. 27.08.2011.

Данное техническое решение обеспечивает повышение прочности измерительной трубы и долговечности устройства в целом, а также уменьшение погрешности измерений в ходе эксплуатации устройства.

Однако недостатком этого расходомера является зависимость его показаний от режима течения жидкости в измерительной трубе, в связи с чем необходимо использование дополнительных элементов для стабилизации режима течения жидкости после прохождения криволинейных участков трубопровода, являющихся возмутителями потока. Для выравнивания (устранения турбулентности) потока перед расходомером должен находиться прямой отрезок трубопровода необходимой длины. Это ограничивает возможность применения данного устройства или даже делает невозможным его использование в ограниченном пространстве или в случае трубопроводов с множеством возмутителей потока.

Известен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, RU 2504736 С1, опубл. 20.01.2014.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа является отсутствие защиты от несанкционированного вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством постороннего магнитного воздействия. Как известно, установка постоянного магнита на корпус расходомера является самым доступным и наиболее распространенным видом вмешательства.

Задачей настоящего изобретения является исключение или сведение к минимуму возможности вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством воздействия магнитным полем.

Согласно изобретению в электромагнитном расходомере, содержащем корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, в корпусе эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода укреплен трубчатый экран, выполненный из ферромагнитного материала; трубчатый экран может быть выполнен многослойным.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - продольный разрез устройства;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Электромагнитный расходомер содержит корпус 1, выполненный из пластмассы, и измерительную трубу 2, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля. Катушки 3, 4 имеют сердечники 5, 6, соответственно. Магнитная система размещена в трубчатом магнитопроводе 7. В поперечном сечении измерительной трубы 2 по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода 8 и 9. В корпусе 1 эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода 7 укреплен трубчатый экран 10, выполненный из ферромагнитного материала, в частности «черной» стали, толщина 1 мм. Трубчатый экран 10 может быть многослойным. Воздушный зазор между наружной поверхностью магнитопровода 7 и внутренней поверхностью экрана 10 составляет не менее 3 мм. Ширина экрана 10 должна быть на 20-50% больше ширины магнитопровода 7.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства основан на явлении индуцирования электродвижущей силы (ЭДС) в движущемся в магнитном поле, создаваемом катушками, проводнике, которым является измеряемая жидкая электропроводящая среда, в частности вода. Электромагнитный расходомер имеет внешнее электропитание.

Устройство монтируется в трубопровод (не показан) и является в этом случае его участком. Вода, протекающая по трубопроводу, протекает также через измерительную трубу 2 расходомера. ЭДС, индуцируемая в движущейся в измерительной трубе 2 воде, пропорциональна скорости и, соответственно, объемному расходу воды. ЭДС воспринимается электродами 8, 9 и поступает на электронный блок преобразования и обработки сигналов (на чертежах не показан).

В случае попытки несанкционированного вмешательства в показания расходомера путем установки постоянного магнита трубчатый экран 10 экранирует поле, создаваемое постоянным магнитом, и практически исключает его воздействие на метрологические параметры электромагнитного расходомера.

В конкретном примере был испытан заявленный электромагнитный расходомер, диаметр условного прохода - 15 мм.

Источник внешнего постоянного магнитного поля - два дисковых постоянных магнита Д37×5А из сплава Nd-Fe-B и диск из черной стали диаметром 37 мм, толщиной 2 мм. Суммарная магнитная индукция составила ≥300 мТл.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таким образом, проведенные испытания (в сопоставлении с прототипом) подтвердили достижение технического результата, состоящего в предотвращении воздействия внешнего вмешательства с использованием постоянного магнитного поля на метрологические параметры электромагнитного расходомера.

1. Электромагнитный расходомер, содержащий корпус 1, измерительную трубу 2, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля с сердечниками 5, 6, размещенная в трубчатом магнитопроводе 7, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода 8, 9, отличающийся тем, что в корпусе 1 эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода 7 укреплен трубчатый экран 10, выполненный из ферромагнитного материала.

2. Электромагнитный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что трубчатый экран выполнен многослойным.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения расхода электромагнитным методом. Предлагается электромагнитный расходомер с прямоугольным поперечным сечением канала, у которого на каждой стенке, параллельно расположенной магнитному полю, устанавливается не менее трех электродов, контактные поверхности которых имеют круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала, причем все электроды расположены на равном расстоянии между собой по линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала.

Изобретение относится к электромагнитным расходомерам для измерения расхода высокотемпературных, коррозийных, проводящих текучих сред, протекающих в канале, таком как труба или желоб.

Представлен и описан магнитоиндуктивный расходомер (1) по меньшей мере с одной измерительной трубкой (2), по меньшей мере с одним имеющим магнитную цепь устройством (3a, 3b) для реализации магнитной цепи и по меньшей мере с двумя электродами (4) для регистрации измеряемого напряжения, причем измерительная трубка (2) имеет впускной участок (2a), примыкающий к впускному участку (2a) измерительный участок (2b) и примыкающий к измерительному участку (2b) выпускной участок (2c), причем поперечное сечение (AM) потока измерительного участка (2b) меньше как обращенного к входному отверстию поперечного сечения (AE) потока впускного участка (2а), так и меньше обращенного к выходному отверстию поперечного сечения (AA) потока выпускного участка (2c), и причем электроды (4) расположены на противоположных электродных участках (5a, 5b) или внутри них на измерительном участке (2b) измерительной трубки (2).

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

Предлагаемое 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 способу изготовления магнитно-индуктивного расходомера, содержащего по меньшей мере одну измерительную трубу для протекания электрически проводящей среды, по меньшей мере одно устройство для создания магнитного поля, проходящего, по меньшей мере, также перпендикулярно продольной оси измерительной трубы, и по меньшей мере два измерительных электрода.

Изобретение относится к технике измерения уровня потока жидкости, протекающего по открытому каналу. Техническим результатом является повышение надежности измерения уровня.

Изобретение относится к измерениям расхода реверсируемого многофазного потока. Устройство измерения расхода многофазного потока состоит из одновинтовой машины, винт которой является движителем для равномерного подвода дозированного количества механической энергии в реверсируемый многофазный поток и одновременно чувствительным элементом устройства измерения.

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.

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.

Изобретение относится к расходомерам такого типа, которые используются для регистрации и измерения расхода технологического флюида на предприятиях производственного процесса. Магнитный расходомер (102) для измерения расхода технологического флюида включает в себя магнитную катушку (222), установленную для приложения магнитного поля к технологическому флюиду. Пара электродов (224) электронным образом связана с технологическим флюидом и установлена для регистрации напряжения, индуцированного в технологическом флюиде и обусловленного приложенным магнитным полем и расходом технологического флюида. Литой расходомерный трубопровод (108) из непроводящего материала установлен для приема потока технологического флюида. Расходомерный трубопровод (108) формуется для образования трубопровода, заполненного непроводящим материалом так, чтобы непроводящий материал был сформован вокруг магнитной катушки и пары электродов и сконфигурирован для поддержания магнитной катушки и пары электродов (224). Электронная схема расходомера (240) сконфигурирована для подачи тока на магнитную катушку (222) и приема образующегося напряжения, регистрируемого парой электродов (224). Технический результат - отсутствие необходимости в применении болтов или винтов и дополнительного поддерживающего кольца. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к магнитному расходомеру (300) для измерения потока технологической текучей среды. Расходомер включает в себя трубку (200, 319), выполненную с возможностью пропускать через себя поток технологической текучей среды. Множество электродов (216) расположено в контакте с технологической текучей средой. По меньшей мере, одна электромагнитная катушка (210, 212) расположена рядом с трубкой (200, 319). Электроника (130, 148) расходомера выполнена с возможностью управлять током, по меньшей мере, через одну электромагнитную катушку и измерять сигнал, выработанный множеством электродов (216), расположенных в контакте с технологической текучей средой. Модуль (220) гибкой печатной платы расположен рядом с трубкой и имеет, по меньшей мере, одну гибкую печатную плату, содержащую множество электрических дорожек, электрически соединенных с электроникой расходомера. По меньшей мере, одна электромагнитная катушка (210, 212) включает в себя первую катушку в модуле (220) гибкой печатной платы, которая соединена с электрическими дорожками. Расходомер является коаксиальным магнитным расходомером вставного типа. Технический результат - устранение необходимости приваривания основных компонентов вместе, т.е. необходимости сварного узла. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к магнитно-индуктивному расходомеру, в частности, для использования в условиях высокого давления при давлении среды свыше 51 бар, также к способу монтажа системы крепления электрода. Особенностью настоящего изобретения является то, что многоэлементная система (1) крепления электрода имеет следующие конструктивные элементы: a) соединительную насадку (2), которая с геометрическим замыканием соединена с измерительной трубой (4), причем соединительная насадка (2) имеет паз или совместно с измерительной трубой (4) образует паз (29), b) соединительную вставку (3) для проведения и/или для закрепления измерительного электрода (7), соединенного с соединительной насадкой (2) посредством соединения, причем соединительная вставка (3) имеет крепежные плоскости (19), которые за счет частичного вращения входят с зацеплением в паз (29), и тем самым создает соединение. Технический результат – создание магнитно-индуктивного расходомера с системой крепления электрода с высокой стабильностью давления и небольшой конструктивной высотой. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к измерению расхода с помощью магнитных расходомеров. Магнитный расходомер (102) для измерения расхода рабочей текучей среды включает в себя расходомерную трубу (108), выполненную с возможностью принимать поток рабочей текучей среды. Катушки (222) размещаются рядом с расходомерной трубой. Первый и второй электроды (224) выполняются с возможностью обнаруживать электрический потенциал рабочей текучей среды, связанный с приложенным магнитным полем и величиной расхода рабочей текучей среды. Обнаруженный электрический потенциал используется, чтобы вычислять величину расхода рабочей текучей среды через расходомерную трубу (108). Технический результат – обеспечение индикации изменения профиля потока рабочей текучей среды и компенсации этого изменения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах учета количества теплоты, переносимой электропроводящими жидкостями, их объема и массы, а также контроля и регулирования объемного и массового расхода. Электромагнитный преобразователь расхода содержит первичный преобразователь 1, включающий индуктор 2 и трубопровод 3 с электродами 4, соединенными через первый ключ 5 и второй ключ 6 с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя 7, информационный выход 1 которого соединен со входом микроконтроллера 8. Схема содержит также мостовой коммутатор тока 9, выходы которого соединены с индуктором 2, а входы управления с первым и вторым выходами микроконтроллера 8. Мостовой коммутатор тока 9 питается от источника тока 10, одним из выходов соединенным с мостовым коммутатором тока 9, а другим выходом с одним из концов датчика тока 11, другой конец которого соединен с общей точкой схемы. Сигнальные входы аналого-цифрового преобразователя 7 соединены также через третий ключ 12 с концом датчика тока 11, соединенным с выходом источника тока 10, и через четвертый ключ 13 с общей точкой схемы. Входы управления первого 5 и второго 6 ключей соединены с четвертым выходом микроконтроллера 8, а третьего 12 и четвертого 13 ключей с пятым выходом микроконтроллера 8. Вход управления источника тока 10 соединен с выходом цифро-аналогового преобразователя 14, информационный вход которого соединен с третьим выходом микроконтроллера 8, а вход опорного напряжения с выходом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 7. Технический результат - устранение зависимости результатов измерения расхода от изменения параметров индуктора и сопротивления датчика тока под воздействием внешних факторов за счет того, что напряжение с датчика тока подключается к сигнальному входу АЦП, проводится преобразование напряжения с датчика тока в код, который сравнивается с контрольным кодом, записанным в памяти микроконтроллера. В случае отклонения полученного кода от контрольного проводится корректировка кода, загружаемого в ЦАП. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах учета количества теплоты, переносимой электропроводящими жидкостями, их объема и массы, а также контроля и регулирования объемного и массового расхода. Электромагнитный преобразователь расхода содержит первичный преобразователь 1, включающий индуктор 2 и трубопровод 3 с электродами 4, соединенными с сигнальными входами аналого-цифрового преобразователя 5, выход которого соединен с входом микроконтроллера 6. Схема содержит также мостовой коммутатор тока 7, выходы которого соединены с индуктором 2, а входы управления с выходами микроконтроллера 6. Мостовой коммутатор тока 7 питается от источника тока 8, одним из выходов соединенного с мостовым коммутатором 7, а другим выходом с одним из концов датчика тока 9 и входом усилителя 10, выход которого соединен с входом внешнего опорного сигнала аналого-цифрового преобразователя 5, причем другой конец датчика тока 9 соединен с общей точкой схемы. Технический результат – обеспечение независимости погрешности измерения расхода от нестабильности тока питания индуктора за счет того, что на вход внешнего опорного сигнала АЦП подается усиленное до нормированного значения напряжение с датчика тока, относительно которого происходит преобразование в АЦП, при этом происходит автоматическое деление зависящих от тока питания индуктора входного сигнала и сигнала с датчика тока, включенного в цепь питания индуктора; при этом результат деления не зависит от тока питания индуктора, а за счет деления входного сигнала на опорный сигнал в одном измерительном цикле не снижается быстродействие и выход источника тока питания индуктора из режима стабилизации не ухудшает точность и динамический диапазон измерения. 2 ил.

Описана сборка расходомерного трубопровода для магнитного расходомера (150). Сборка расходомерного трубопровода включает в себя расходомерный трубопровод (156), выполненный с возможностью приема потока технологической текучей среды через него. Магнитный сердечник (152) устанавливается относительно расходомерного трубопровода (156) и включает в себя стержень (157), проходящий от расходомерного трубопровода (156) до пары ответвлений. Каждое из ответвлений (153, 155) проходит в сторону от стержня (157). Бобина (182), имеющая множество магнитных обмоток (164), располагается вокруг стержня (157) и отделяет множество обмоток (164) от расходомерного трубопровода (156). Технический результат – сокращение количество деталей конструкции расходомерного трубопровода с упрощением тестирования и диагностики устройства. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерению расхода жидкости электромагнитным расходомером. Устройство относится к измерительным устройствам электромагнитных расходомеров и содержит электрически соединенные между собой блок питания, коммутатор питания катушек первичного преобразователя расхода, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер и интерфейс внешней связи и выдачи результатов измерений, и может быть использовано для измерения расхода токопроводящей жидкости. Согласно изобретению устройство включает в себя электронные аналоговые ключи подключения электродов первичного преобразователя расхода, установленные на входе измерительного устройства, входы управления которыми подключены к выходу микроконтроллера, который выполнен с возможностью управления электронными аналоговыми ключами. Технический результат – повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых расходов при одновременном повышении достоверности результатов измерений и надежности работы устройства. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода воды в больших водоводах прямоугольной формы, применяемых на ГЭС. Водовод выполнен из железобетона, он имеет канал прямоугольного поперечного сечения размерами до 20/6 м. Номинальный расход воды составляет порядка 500 м3/с. Предлагаемый электромагнитный расходомер имеет прямоугольный канал, размеры которого равны размерам канала турбинного водовода. В канале водовода имеется ниша прямоугольного поперечного сечения, она выполнена по всему периметру прямоугольного канала водовода глубиной не менее 100-200 мм, в нее помещен индуктор и электроды. Для того чтобы не создавались дополнительные препятствия потоку, внешняя поверхность электроизоляционной футеровки выполнена заподлицо с поверхностью канала водовода. Мерой расхода жидкости является сумма разностей потенциалов всех пар электродов. Технический результат – создание расходомера с повышенной точностью измерения расхода с изменяющейся структурой потока, обеспечение высокой точности измерения и независимости показаний от структуры потока. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 измеряют время переходного процесса при включении или выключении тока в индукторе и по этому времени судят о исправности расходомера и об отсутствии внешних помех, влияющих на точность измерений. Предлагается несколько вариантов способов осуществления контроля исправности электромагнитного расходомера и несколько вариантов электромагнитного расходомера, осуществляющие предлагаемые способы. Технический результат - повышение достоверности распознавания отказов компонентов расходомера и влияния внешних помех на точность измерений и, как следствие, повышение точности измерений, расширение диапазона измерений и спектра применения устройства. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к тепло- и расходометрии, и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах, преимущественно в квартирах или иных других личных или служебных помещениях. В электромагнитном расходомере, содержащем корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, в корпусе эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода укреплен трубчатый экран, выполненный из ферромагнитного материала; трубчатый экран может быть выполнен многослойным. Технический результат - исключение или сведение к минимуму возможности вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством воздействия магнитным полем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Наверх