Погружной датчик локальной скорости

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электромагнитным устройствам для измерения расхода трубопроводах больших диаметров, и может быть использовано в счетчиках воды и теплосчетчиках. Чувствительным элементом является электродный узел, содержащий два точечных электрода, смонтированных заподлицо с поверхностью обтекателя. Конструкция погружного датчика локальной скорости (ПДЛС) позволяет измерять локальную скорость и расход контролируемой электропроводящей жидкости в полностью заполненных трубопроводах больших диаметров Ду>300 мм. При работе ПДЛС в составе расходомера или теплосчетчика глубина погружения датчика внутрь трубопровода может изменяться в широких пределах (Y/R=0,08…0,36, где Y - расстояние от внутренней стенки до точки измерения локальной скорости, R - внутренний радиус трубопровода). В ходе проведения экспериментов по определению метрологических характеристик ПДЛС было получено, что относительная погрешность измерения расхода не превышает 2% при изменении средней скорости потока измеряемой жидкости в диапазоне от 0.4 до 3…5 м/с, что соответствует требованиям «Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя». Для реализации изобретения использованы известные отечественные материалы в области электротехнической промышленности, применены алгоритмы и программное обеспечение, разработанные в ООО «ТБН энергосервис», для определения расхода в электропроводящей жидкости с высокой точностью (относительная погрешность не более 1-2% в зависимости от диапазона измерения расхода) в трубопроводах больших диаметров. 5 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электромагнитным устройствам для измерения расхода контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров.

Известен электромагнитный расходомер, который содержит полнопроходный первичный преобразователь (датчик) расхода, предварительный усилитель, формирователь тока, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер, индикатор и источник опорного напряжения. Электромагнитные расходомеры (ЭМР) базируются на измерении разности электрических потенциалов, образующихся на электродах, контактирующих с потоком контролируемой движущейся жидкости, расположенных перпендикулярно как линиям магнитного поля, так и направлению движения потока жидкости. Величина потенциалов определяется выражением E=B⋅D⋅v, где B - индукция магнитного поля; D - расстояние между электродами; v - локальная скорость движения контролируемой жидкости. Параметры электромагнитного поля, создаваемого катушками, определяются током, поступающим на них от формирователя тока. Характеристики этого тока зависит от сигнала, поступающего на вход формирователя тока от источника опорного напряжения через модулятор опорного напряжения. Параметры модуляции этого сигнала определяются формирователем модулирующего сигнала. ЭДС, возникающая на электродах, поступает на входы предварительного усилителя, с выхода которого сигнал поступает на первый вход АЦП. На второй вход АЦП поступает сигнал с выхода модулятора опорного напряжения, одновременно с поступлением этого сигнала на вход формирователя тока. В АЦП происходит преобразование сигналов в цифровой код. Сигнал в цифровой форме на выходе АЦП соответствует амплитуде модулированного аналогового сигнала на его входе. Этот сигнал поступает в микроконтроллер, где происходит обработка - фильтрация помех и выделение полезного сигнала, а также вычисление расхода жидкости, протекающей через трубопровод.

Такое техническое решение применяют в ЭМР с полнопроходным первичным преобразователя расхода и используются в основном для измерения расхода электропроводящих жидкостей в трубопроводах с диаметром не более 300-400 мм для измерения объемного расхода электропроводящих жидкостей (патент РФ 2489684 Электромагнитный расходомер 2011», авторы: В.К. Недзецкий, В.Б. Рогзин).

Недостатки этого устройства заключаются в том, что магнитная система полнопроходного первичного преобразователя расхода (ПППР) имеет конструкцию, полностью охватывающую измерительное сечение. При увеличении диаметра проточной части первичного преобразователя расхода (датчика) масса и расход материалов, в частности меди для катушек индуктивности, нелинейно возрастают. Например, масса ПППР электромагнитных расходомеров РМ-5 (ТБН энергосервис, Россия) и AQUAFLUX ("Krohne", Германия) возрастают от 3-5 кг при Ду=20 мм до 95-97 кг при Ду=300 мм и до 520 кг при Ду=1000 мм. В связи с этим стоимость ПППР также возрастает пропорционально при увеличении диаметра проточной части ПППР. Кроме этого, при проливном способе калибровки полнопроходных ЭМР необходимо задавать на входе в ПППР ряд значений эталонного расхода Gэ. Максимальный эталонный расход Gmax должен соответствовать максимальной средней скорости через проточную часть ПППР umax=5-10 м/с. При росте внутреннего диаметра D проточной части ПППР требуемый максимальный эталонный расход Gmax возрастает пропорционально квадрату внутреннего диаметра: Gmax=umaxπD2/4.

Известна конструкция ПДЛС, содержащая датчик расхода в виде корпуса из изоляционного материала, внутри которого размещена катушка с сердечником; на внешней цилиндрической поверхности корпуса размещены два диаметрально расположенных электрода. Преобразователь расхода жестко закреплен на нижнем конце полой штанги соосно с ней. Жгут проводов катушки и электродов пропущен в полости полой штанги и поступает в электронный блок, жестко закрепленный на верхнем конце этой полой штанги. Электронный блок обеспечивает формирование тока питания катушки и обработку полезного сигнала, снимаемого с электродов и ПДЛС. Полая штанга расположена внутри корпуса-лубрикатора, уплотнена при помощи сальникового узла и имеет возможность возвратно-поступательного движения посредством сопряжения в виде четырехзаходной упорной резьбы на верхней части полой штанги и на гайке, расположенной в гнезде на верхнем конце корпуса-лубрикатора. Ползун имеет риску-указатель, а на корпусе-лубрикаторе возле паза нанесена мерная шкала, и в паре они представляют собой измеритель величины осевого перемещения полой штанги в ту или иную сторону. Корпус-лубрикатор прикреплен к запорному поворотному устройству, которое установлено на монтажном патрубке, посредством быстроразъемного соединения.

ПДЛС с таким исполнением предназначен для использования на трубопроводах с диаметром от 400 до 1000 мм. Глубина погружения электродов ПДЛС в контролируемый трубопровод устанавливается равной 0,242⋅R (где R - внутренний радиус трубопровода) по шкале на корпусе-лубрикаторе и по риске-указателю ползуна на полой штанге. Это устройство позволяет измерить локальную скорость и расход контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров с Ду более 300 мм (свидетельство на полезную модель 14783. «Электромагнитный расходомер» 2000 г., авторы: Абрамов Г.С., Вашурин B.C., Зимин М.И., Шастунов В. В.).

Недостатком известного ПДЛС является необходимость погружения электродов ПДЛС точно на глубину 0,242⋅R. Отклонение глубины погружения от этого значения вызывает появление дополнительной систематической погрешности измерения расхода. Необходимость обеспечения точной регулировки глубины погружения обусловливает сложность и громоздкость конструкции ПДЛС. В зоне электродов распределения электромагнитного пола не симметрично, с краевым эффектом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению относится электромагнитный локальный счетчик-расходомер жидкости, содержащий датчик (первичный преобразователь) локальной скорости, и представляет собой герметичный цилиндр, выполненный из немагнитного материала, например из бронзы, внутри которого помещена катушка электромагнита с магнитопроводом, ввернутым в донную часть цилиндра датчика локальной скорости. На внешней торцовой части, которого размещены два точечных электрода. При этом рабочая поверхность в зоне расположения электродов закрыта электроизоляционной шайбой, исключающей шунтирование на корпус цилиндра электрического потенциала, образующегося при движении контролируемой жидкости в магнитном поле датчика локальной скорости. Электроизоляционная шайба, как правило, выполняется из фторопласта. В случае наличия в жидкости взвешенных абразивных частиц шайба выполняется из износостойкого полиуретана. Электромагнит закрыт крышкой, на которой размещены два электрических контакта, предназначенных для подачи напряжения питания на обмотку электромагнита. Передача импульсов напряжения от электродов в блок преобразования и электропитание электромагнита осуществляется по кабелю, ввод которого в крышку герметизирован резиновой заглушкой с помощью штуцера. При этом крышка удерживается на корпусе ПДЛС. ПДЛС помещается в патрубок, приваренный к контролируемому трубопроводу, и заглубляется в трубопровод на толщину стенки, то есть не выступает внутрь трубопровода.

Такой ПДЛС в составе электромагнитных локальных счетчиков позволяет измерить локальную скорость и расход контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводах средних и больших диаметров от Ду 50 мм до Ду 500 мм (свидетельство на полезную модель 23497 «Электромагнитный локальный счетчик-расходомер жидкости», авторы: Бобов А.А., Мотовилов Н.И., Никифоров М.А. и другие).

Недостатками известного ПДЛС для измерения расхода контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров являются: очень узкий диапазон измерения расхода Gmin/Gmax=1/25, где Gmax - максимальный измеряемый расход, соответствующий средней скорости контролируемой жидкости 10 м/с, Gmin - минимальный измеряемый расход. Это обусловлено тем, что ПДЛС измеряет локальную скорость в пристеночной области, где профиль скорости существенно изменяется при скоростях потока не соответствующих развитому турбулентному режиму течения. Это приводит к неприемлемым значениям относительной погрешности (более 2%) измерения средней скорости и расхода контролируемой жидкости. В зоне электродов распределения электромагнитного пола не симметрично, с краевым эффектом.

Задачей настоящего изобретения является снижение себестоимости, повышение надежности и точности измерения средней скорости и расхода электропроводящей жидкости ПДЛС, в трубопроводах диаметром ≤300 мм за счет упрощения конструкции ПДЛС.

Технический результат достигается тем, что в погружном датчике локальной скорости, содержащем соединительный узел, включающий в себя наконечник и разъем; штангу; жгут проводов; магнитную систему, включающую в себя катушку, сердечник, шайбу упорную; электродный узел, содержащий экран, два точечных электрода и два уплотнительных кольца электродов; корпусной узел, содержащий втулку, винт крепежный, винт катушки и два корпусных уплотнительных кольца, в нем дополнительно в магнитной системе введена обойма электромагнита и лакоткань; в корпусной узел введены обтекатель и фиксирующее кольцо; в состав электродного узла введены две площадки под точечные электроды, две обкладки экрана; причем на сердечник намотана лакоткань, электрически изолирующая катушку от сердечника, а на лакоткань намотана катушка; точечные электроды симметрично расположены на экране с его внешней стороны; при этом внешний диаметр обоймы сердечника совпадает с внешним диаметром нижнего конца втулки и диаметром экрана; кроме того, в обойме электромагнита вырезана канавка и соосно закреплен сердечник; кроме этого, на площадки под электроды напаяны два точечных электрода, а обкладки экрана расположены соосно-симметрично относительно оси погружного датчика локальной скорости; верхний и нижний концы катушки зажаты упорной шайбой и экраном.

На фиг. 1а показана конструкция ПДЛС в сборе.

На фиг. 1б показана конструкция соединительный узел.

На фиг. 1в показана конструкция корпусного узла.

На фиг. 1г показана конструкция магнитной системы.

На фиг 1д. показана конструкция электродного узла.

На фиг. 1а показаны трубопровод 1 и ПДЛС, содержащий соединительный узел 2 (крышка см. прототип), штангу 3 (герметичный цилиндр), жгут проводов 4, корпусной узел 5, магнитную систему 6 и электродный узел 7.

На фиг. 1б показан соединительный узел 2, содержащий наконечник 8, разъем 9, крепежные винты 10.

На фиг. 1в показан корпусной узел 5, содержащий втулку 11, винт крепежный 12, винт 13, неэкранированный провод 13', два корпусных уплотнительных кольца 14, обтекатель 15 и фиксирующее кольцо 16.

На фиг. 1г показаны провода 4 от катушки 18, проходящие через канавку 17', и магнитная система 6, содержащая обойму электромагнита 17, катушку 18, сердечник 19 с отверстием 19' и шайбу упорную 20.

На фигуре 1д показаны обтекатель 15 и электродный узел 7, содержащий экран 21, две обкладки экрана 22, два точечных электрода 23 (чувствительный элемент), два уплотнительных кольца электродов 24, две площадки под электроды 25. В конструкции ПДЛС все перечисленные детали симметрично расположены относительно своей оси.

Установка ПДЛС на трубопроводе 1 показана условно (фиг. 1а). Крепление ПДЛС на трубопровод является отдельным техническим решением.

Электродный узел 7 герметично соединен с фторопластовым обтекателем 15 при помощи двух уплотнительных колец электродов 24, причем внешняя поверхность электродов 23 находится заподлицо с донной поверхностью обтекателя 15. Герметичность между обтекателем 15 и втулкой 11 обеспечена при помощи двух уплотнительных корпусных колец 14. Обтекатель 15, фиксирующее кольцо 16, втулка 11 соединены между собой винтом 12. Внешняя поверхность фиксирующего кольца 16 расположена заподлицо с поверхностью обтекателя. Конец втулки 11 приварен к нижнему концу штанги 3, верхний конец штанги 3 приварен к наконечнику 8 (фиг. 1а).

Винт 13 вкручивается во втулку 11. К винту 13 прикрепляется неэкранированный провод 13', проходящий внутри штанги 3 и присоединенный к одному из контактов разъема 9.

Провода жгута 4 от двух точечных электродов 23 проходят сквозь отверстие 19' в сердечнике электромагнита 19, затем через центральное отверстие втулки 11, далее внутри штанги 3 и присоединяются к контактам разъема 9. Провода катушки 18 проходят через канавку 17' в обойме электромагнита 17, затем через центральное отверстие втулки 11, объединяются внутри штанги 3 в жгут проводов 4 и присоединяются к контактам разъема 9.

На контактных площадках электродов 25 расположены и напаяны два точечных электрода 23. Две обкладки экрана 22 расположены соосно и симметрично относительно катушки 18 напротив нижнего торца обоймы электромагнита 17 и нижнего торца сердечника 19. Ширины сердечника электромагнита 19 и обоймы электромагнита 17 совпадают с шириной двух обкладок экрана 22 (фиг. 1а, д. сеч. А-А, вид Б). Это обеспечивает хороший электрический контакт между обоймой электромагнита 17, сердечником 19, контактирующей втулкой 11, винтом 13 и неэкранированным проводом 13'. Верхнее и нижнее концы катушки 18 зажаты упорной шайбой 20 и экраном 21. Обойма электромагнита 17 совместно с сердечником 19 образуют магнитопровод, формирующий необходимую конфигурацию магнитного поля с минимальным рассеянием. Точечные электроды 23 максимально приближены к зоне магнитного поля с максимальной индукцией. Этот результат получен путем введения обоймы 17 электромагнита, двух обкладок 22, двух площадок под электроды 25 на экране 21. Защита точечных электродов и неэкранированных проводов катушки от проникновения внешних электромагнитных помех обеспечена соединением обкладки экрана, магнитной и корпусной систем. При этом экран проводов 4' от точечных электродов 23 соединен с одним из контактов разъема 9 (фиг. 1а). Фиксирующее кольцо 16 обеспечивает надежное механическое соединение между обтекателем 15 и втулкой 11. Плотное соединение обоймы 17 с обтекателем 15, защищает магнитную систему 6 и электродный узел 7 от проникновения влаги. Позиционирование точечных электродов 23 заподлицо с дном обтекателя 15 повышает чувствительность ПДЛС.

Таким образом, конструкция заявляемого ПДЛС состоит из соединительного узла 2, который содержит наконечник 8, разъем 9 и крепежные винты электрического разъема 10; штанги 3, жгута проводов 4; магнитной системы 6, включающей в себя катушку 18, сердечник 19, шайбу упорную 20; электродного узла 7, включающего в себя экран 21, содержащий два точечных электрода 23, два уплотнительных кольца электродов 24; корпусного узла 5, включающего в себя втулку 11, винт крепежный 12, винт 13, два корпусных уплотнительных кольца 14, в конструкцию ПДЛС дополнительно введены:

- в состав магнитной системы - обойма электромагнита 17 и лакоткань, которая намотана на сердечник и изолирует сердечник от катушки, намотанной поверх лакоткани;

- в состав корпусного узла - обтекатель 15 из изоляционного немагнитного материала и фиксирующее кольцо 16;

- в состав электродного узла - две обкладки экрана 22 и две площадки под точечные электроды 25;

причем внешний диаметр обоймы электромагнита 17 совпадает с внешним диаметром втулки 11 и диаметрами обкладок экрана 22; кроме этого, в обойме электромагнита 17 соосно закреплен сердечник 19. Две обкладки экрана 22 закреплены на одной поверхности экрана 21 (фиг. 1д сеч. А-А), а на другой поверхности закреплены две площадки 25 под точечные электроды (фиг. 1д вид Б). Верхний и нижний концы катушки 18 зажаты между упорной шайбой 20 и экраном 21, что формирует каркас для защиты катушки.

ПДЛС является первичным преобразователем для работы в электропроводящих и в том числе агрессивных средах при температуре до 150°C с избыточным давлением до 16 кгс/см2. Поэтому электроды 23, втулка 11, штанга 3, фиксирующие кольцо 16, наконечник 11 изготовлены из нержавеющей стали (фиг. 1, а). Обойма электромагнита 17 и сердечник 19 изготовлены из электротехнической стали (фиг. 1г). Экран 21 (фиг. 1д) изготовлен из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм, марки СТК. Обкладки экрана 22, площадки под электроды 25 для крепления двух электродов сформированы из проводящего слоя стеклотекстолита по технологии изготовления печатных плат. Соосно-симметричное расположение обкладок экрана относительно катушки обеспечивает хороший электрический контакт между обоймой электромагнита, контактирующей со втулкой, причем все эти детали соединены с винтом 13 и проводом 13'. Это создает защиту электродов 23 и катушки 18 от проникновения внешних электромагнитных помех (фиг. 1а). Неэкранированные провода от катушки, от винта катушки и экранированные провода от электродов защищены от проникновения внешних электромагнитных помех монолитной конструкцией ПДЛС. Монолитная конструкция ПДЛС представляет собой конструктивно соединенные между собой обойму электромагнита 17, втулку 11, фиксирующее кольцо 16, штангу 3 и наконечник 8. Обойма электромагнита и штанга с двух концов соединены между собой сваркой.

Втулка 11 соединена с обоймой электромагнита 17 резьбовым соединением (фиг. 1а, в, г).

Сердечник 19 с намотанной на нем лакотканью и катушкой 18 (катушка цилиндрической формы) соединены с обоймой электромагнита 17 прессованием (фиг. 1г).

Точечные электроды 23 соединены способом пайки с площадками 25 под точечные электроды, экран 21 соединен с обоймой электромагнита 17 способом пайки.

Обтекатель 15 надевается на электродный узел 7, обойму электромагнита 17 и прикрепляется к втулке 11 фиксирующим кольцом 16 и крепежным винтом 12.

Втулка 11 и штанга 3 соединены между собой сваркой.

Все вышеуказанные в конструкции ПДЛС детали, в том числе крепежный винт 12, изготовлены заявителем, т.е. ООО «ТБН энергосервис». К стандартным покупным деталями относятся: винт 13; уплотнительные кольца 14 и уплотнительные кольца электродов 24. Провода жгута 4, провод обмоточный для катушки 18, лакоткань, разъем. Материалы, из которых изготовлены уплотнительные кольца, покрытия проводов жгута и провода обмоточного, марка лакоткани, выбраны в соответствии с условиями эксплуатации.

После изготовления ПДЛС производят его калибровку на специализированном стенде, определяют основные метрологические характеристики, составляют паспорт для каждого образца ПДЛС.

Основные характеристики погружного датчика локальной скорости.

Длина L, мм - 283.4; 333.4; 383.4

Диаметр D, мм - 37.

Скорость контролируемой жидкости, м/с - 0.2…10.

Напряжение питании U, В - 12

Ток катушки I, А - 0.3.

Рабочий диапазон температуры контролируемой жидкости Θ, °C - 0…150.

Срок службы ч., 12 лет

Функционирование ПДЛС (фиг. 1а) в процессе определения расхода электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров происходит при полностью заполненном трубопроводе 1 контролируемой жидкостью, катушку 18 из магнитной системы 6 питают знакопеременным импульсным напряжением U=12B. Внешнее напряжение на катушку поступает из соединителя 2, через разъем 9 и жгут проводов 4 (фиг. 1а, б). Напряжение питания в цепи катушки создает знакопеременный ток намагничивания I, индуцирующий знакопеременное магнитное поле B, которое под воздействием движущейся электропроводящей жидкости наводит в электродном узле 7 на точечных электродах 23 знакопеременный сигнал (напряжение) U±v, пропорциональный локальной скорости v контролируемой жидкости в трубопроводе. Питание катушки 18 во времени может изменяться в широком диапазоне значения параметров. Например, параметры могут быть следующими: период следования импульсов T=2с, длительности каждого импульса T1=360 мс, передний фронт импульса сдвинут относительно заднего фронта на время паузы T0=640 мс, в этот интервал времени ток через катушку не течет, то есть из промышленной сети устройство не употребляет электроэнергию. Такое импульсное питание катушки позволяют получать экономию потребляемой электроэнергии 64% по сравнению непрерывным питанием. Затем по значениям аналоговых или цифровых сигналов, пропорциональным локальной скорости потока v, вычисляют среднюю по сечению скорость и u объемный расход G контролируемой жидкости.

Принцип работы ПДЛС основан на взаимодействии движущейся контролируемой электропроводящей жидкости с магнитным полем магнитной системы 6 катушки 18 (фиг. 1а, г) при заполненном трубопроводе 1 движущейся электропроводящей жидкостью. Магнитная система 6 создает магнитное поле в локальной области вблизи точечных электродов 23. При движении контролируемой жидкости в магнитном поле индуцируется ЭДС, наводящая на электродах 23 сигнал U±v, пропорциональный величине локальной скорости v в измерительных точках и объемному расходу жидкости G.

Таким образом, совокупные действия известных и неизвестных отличительных признаков в формуле изобретения дают новые технические решения, что выгодно снижает погрешность измерения расхода жидкости, значительно сокращает потребление электроэнергии из промышленной сети (на 64%) и благодаря этим полезным свойствам расширяется область применения предложенного изобретения. Себестоимость ПДЛС снижается за счет намотки катушки без каркаса на сердечник. Надежность повышается за счет применения в конструкции ПДЛС нержавеющей стали, введения обкладок, площадок под точечные электроды на экране. Точность измерения повышается благодаря уменьшению рассеяния магнитного поля, увеличению чувствительности ПДЛС, защите ЧЭ от влияния внешних промышленных электромагнитных помех, что увеличивает соотношение сигнал/шум. Указанные новые свойства изобретения выгодно отличаются от выбранного аналога и прототипа, обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «изобретательский уровень». Для реализации изобретения использованы известные отечественные материалы в области электротехнической промышленности и с применением алгоритмов и программным обеспечением, разработанные в ООО «ТБН энергосервис», для определения расхода в электропроводящей жидкости с высокой точностью (относительная погрешность не более 1-2% в зависимости от диапазона измерения расхода) в трубопроводах больших диаметров. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

В ООО «ТБН энергосервис» для повышения точности измерения погружных датчиков локальной скорости и расхода электропроводящей жидкости было проведено экспериментальное исследование на проливной установке УРОКС-400.

Эксперимент был проведен на макетных образцах модернизированного расходомера РМ-5-Б3, предназначенного для измерения и коммерческого учета объемного и массового расхода, объема и массы электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров, а также для использования в автоматизированных системах учета, контроля и регулирования количества тепла. В ходе проведения экспериментов получен следующий результат: относительная погрешность измерения расхода не превышает 2% при изменении средней скорости потока измеряемой жидкости в диапазоне 0.4-3…5 м/с, что соответствует требованиям «Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя», утвержденной приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 17 марта 2014 г. №99/ПР, согласно которой расходомеры, в том числе расходомеры с электромагнитными погружными датчиками локальной скорости, должны обеспечивать измерение массы (объема) с относительной погрешностью (Eƒ):

класс 2: Eƒ=±(2+0,02Gmax/G), но не более ±5%; (12.7)

класс 1: Eƒ=±(1+0,01Gmax/G), но не более ±3,5%, (12.8)

где Eƒ - относительная погрешность расходомеров, Gmax - максимальный измеряемый расход, G - текущее значение измеряемого расхода.

ПДЛС позволяет выводить на алфавитно-цифровой индикатор:

- текущее значение объемного расхода по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости, м3/ч;

- текущее значение массового расхода по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости и температуры, т/ч;

- объем нарастающим итогом по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости, м3;

- масса нарастающим итогом, по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости и температуры, т;

- текущее значение температуры среды по каждому трубопроводу, где установлены датчики температуры, °C;

- текущее значение давления среды в трубопроводах по каждому трубопроводу, где установлены датчики давления, кгс/см2 и МПа;

- текущие значения температуры окружающего воздуха (при комплектовании устройства соответствующими датчиками), °C;

- время наработки, ч;

- текущие значения даты и времени;

- информация о модификации устройства, его параметрах настройки и состояния.

Информация, указанная выше, может передаваться в цифровом виде по интерфейсу RS-485 (а совместно с периферийными устройствами и по интерфейсу RS-232) на персональный компьютер и/или в автоматизированные системы учета, контроля и регулирования количества тепла.

Расходомер РМ-5-Б3 обеспечивает архивирование в энергонезависимой памяти почасового, посуточного, помесячного, погодового значений массы и объема контролируемой жидкости, значений измеренных параметров жидкости (расхода, температуры), времени наработки, и т.д.

Глубина архива составляет не менее:

- почасового - 45 дней;

- посуточного - 12 мес;

- помесячного - 5 лет;

- погодового - 32 года;

- событий - 16 тыс. записей.

Питание РМ-5-Б3 осуществляется от сети переменного тока напряжением от 187 до 242 В, частотой от 49 до 51 Гц.

Погружной датчик локальной скорости, содержащий соединительный узел, включающий в себя наконечник и разъем; штангу; жгут проводов; магнитную систему, включающую в себя катушку, сердечник, шайбу упорную; электродный узел, содержащий, экран, два точечных электрода и два уплотнительных кольца электродов; корпусной узел, содержащий втулку, винт крепежный, винт катушки и два корпусных уплотнительных кольца, отличающийся тем, что в нем дополнительно введена обойма электромагнита и лакоткань; в корпусной узел введены обтекатель и фиксирующее кольцо; в состав электродного узла введены две площадки под точечные электроды, две обкладки экрана; причем на сердечник намотана лакоткань, электрически изолирующая катушку от сердечника, а на лакоткань намотана катушка; точечные электроды симметрично расположены на экране с его внешней стороны; при этом внешний диаметр обоймы сердечника совпадает с внешним диаметром нижнего конца втулки и диаметром экрана; кроме того, в обойме электромагнита вырезана канавка и соосно закреплен сердечник; кроме этого, на площадки под электроды напаяны два точечных электрода, а обкладки экрана расположены соосно-симметрично относительно оси погружного датчика локальной скорости; верхний и нижний концы катушки зажаты упорной шайбой и экраном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромагнитным расходомерам. Электромагнитный расходомер (12) для измерения потока технологической текучей среды включает в себя корпус (40) измерителя, имеющий сформированное в нем отверстие.

Изобретение относится к электромагнитным расходомерам. Электромагнитный расходомер (12) для измерения потока технологической текучей среды включает в себя корпус (40) измерителя, имеющий сформированное в нем отверстие.

Предлагается узел (10) расходомерной трубы для магнитного расходомера. Узел (10) расходомерной трубы содержит трубу (12), проходящую от первого монтажного фланца (14) до второго монтажного фланца (16).

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения расхода электропроводящих жидких сред с помощью электромагнитного расходомера с погружными датчиками локальной скорости.

Индукционный расходомер относится к электромагнитным устройствам для измерения жидких металлов по степени деформации магнитного поля в канале трубы. Индукционный расходомер жидкого металла, основанный на измерении степени деформации магнитного поля в канале, обусловленной движением жидкого металла, содержит первичный преобразователь и измерительное устройство, причем первичный преобразователь имеет трубу, индуктор, создающий магнитное поле в канале трубы, две встречно включенные индикаторные катушки, воспринимающие деформацию эпюры магнитного поля, и, по крайней мере, две силовые катушки, производящие обратную деформацию эпюры магнитного поля.

Изобретение относится к способам и устройствам для определения расхода потока и/или фазного элемента различных компонентов в потоке многофазного флюида. Датчик многофазного расходомера задействуется для определения физической характеристики, относящейся к потоку многофазного флюида в канале многофазного расходомера.

Способ контроля измерения расхода текучих сред электромагнитным расходомером относится к области измерительной техники и может быть использован, в частности, для измерения электропроводящих текучих сред в трубопроводах, а также в счетчиках воды и других жидкостей.

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.

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.

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.

Изобретение относится к ядерно-магнитный расходомеру (1) для определения расхода текущей через измерительную трубу (2) среды, с устройством (4) создания магнитного поля, измерительным устройством (5) и антенным устройством (6) с антенной (7). Устройство (4) создания магнитного поля на протяженности направленного параллельно продольной оси (8) измерительной трубы участка (9) магнитного поля пронизывает текущую среду (3) имеющим по меньшей мере один перпендикулярный продольной оси (8) измерительной трубы компонент магнитным полем для намагничивания среды (3), причем измерительное устройство (5) выполнено для формирования возбуждающих намагниченную среду (3) сигналов возбуждения и для измерения вызванных сигналами возбуждения в намагниченной среде (3) измерительных сигналов, и причем антенна (7) выполнена катушкообразной и выполнена на протяженности направленного параллельно продольной оси (8) измерительной трубы и находящегося на участке (9) магнитного поля измерительного участка (10) для передачи сигналов возбуждения в намагниченную среду (3) и для детектирования измерительных сигналов. Антенное устройство (6) имеет по меньшей мере одну другую антенну (11, 12), что другая антенна (11, 12) выполнена катушкообразной и выполнена на протяженности другого, направленного параллельно продольной оси (8) измерительной трубы и находящегося на участке (9) магнитного поля измерительного участка (13, 14) для передачи сигналов возбуждения в намагниченную среду (3) и для детектирования измерительных сигналов, и что измерительный участок (10) и другой измерительный участок (13, 14) являются разными. Технический результат - создание ядерно-магнитного расходомера, который имеет улучшенную надежность. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

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 способ измерения расхода жидких металлов в трубе заключается в создании низкочастотного импульсного биполярного магнитного поля в канале трубы; в преобразовании движущимся потоком жидкости на основе закона Фарадея этого магнитного поля в электрический сигнал между двумя электродами, приваренными к внешней поверхности трубы, и вычислении величины расхода, при этом на трубе имеются две встречно включенные индуктивные катушки, воспринимающие деформацию эпюры магнитного поля, вызванную МГД-эффектом, характеризуемым магнитным числом Рейнольдса, производится измерение деформации магнитного поля и внесение поправки, устраняющей влияние деформации магнитного поля на результат измерения расхода жидкого металла. Технический результат – повышение точности измерения расхода жидких металлов. 2 ил.

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 способ измерения расхода жидких металлов в трубе заключается в создании низкочастотного импульсного биполярного магнитного поля в канале трубы; в преобразовании движущимся потоком жидкости на основе закона Фарадея этого магнитного поля в электрический сигнал между двумя электродами, приваренными к внешней поверхности трубы, и вычислении величины расхода, при этом на трубе имеются две встречно включенные индуктивные катушки, воспринимающие деформацию эпюры магнитного поля, вызванную МГД-эффектом, характеризуемым магнитным числом Рейнольдса, производится измерение деформации магнитного поля и внесение поправки, устраняющей влияние деформации магнитного поля на результат измерения расхода жидкого металла. Технический результат – повышение точности измерения расхода жидких металлов. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электромагнитным устройствам для измерения расхода трубопроводах больших диаметров, и может быть использовано в счетчиках воды и теплосчетчиках. Чувствительным элементом является электродный узел, содержащий два точечных электрода, смонтированных заподлицо с поверхностью обтекателя. Конструкция погружного датчика локальной скорости позволяет измерять локальную скорость и расход контролируемой электропроводящей жидкости в полностью заполненных трубопроводах больших диаметров Ду>300 мм. При работе ПДЛС в составе расходомера или теплосчетчика глубина погружения датчика внутрь трубопровода может изменяться в широких пределах. В ходе проведения экспериментов по определению метрологических характеристик ПДЛС было получено, что относительная погрешность измерения расхода не превышает 2 при изменении средней скорости потока измеряемой жидкости в диапазоне от 0.4 до 3…5 мс, что соответствует требованиям «Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя». Для реализации изобретения использованы известные отечественные материалы в области электротехнической промышленности, применены алгоритмы и программное обеспечение, разработанные в ООО «ТБН энергосервис», для определения расхода в электропроводящей жидкости с высокой точностью в трубопроводах больших диаметров. 5 ил.

Наверх