Измеритель скорости (расхода) потока жидкого металла
ОПИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
Союз Соеетских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 42е, 23/05
Заявлено 28.V,1969 (№ 1333681/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10,Õ1.1970. Бюллетень ¹ 34
Дата опубликования описания 8.1.1971
Комитет по делам изобретений и открытий ири Соеете Министрое
СССР
Xm< С 0111/00
УДК 681.121(088,8) Авторы изобретения
Э. К. Рыбаков, В. Э. Циркунов и P. К. Калнинь
Институт физики АН Латвийской ССР
3 аявитель
ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (РАСХОДА) ПОТОКА
ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
Изобретение относится к области измерения расхода (скорости) электропроводящих сред бесконтактным способом.
Известные устройства для измерения скорости движения электропроводящих сред, использующие датчики пульсирующего магнитного поля, имеют существенные недостатки: во-первых, наличие двухканального компенсирующего устройства, во-вторых, в процессе измерения необходимо менять чистоту тока возбуждения таким образом, чтобы скорость движения одной из компонент пульсирующего поля совпала со скоростью движения проводящей среды. Такой процесс измерения исключает применение указанного устройства для измерения нестационарных потоков.
Известные устройства не применимы также для измерения малых скоростей (расходов), так как в этом случае требуется малая скорость компонент поля, а следовательно, и низкая частота тока возбуждения. В этом случае индуктируемые токи в металле малы и, следовательно, чувствительность устройства низка. Переменная частота питания практически не позволяет применять избирательные устройства в усилителях, что значительно снижает помехоустойчивость расходомера, Предлагаемый измеритель скорости (расхода) потока не имеет указанных недостатков, обладает более простой схемой измерения, не требует дополнительного генератора тока возбуждния, так как можно использовать промышленные источники питания частотой 50 ат1.
Для этого измерительная система предлагаемого измерителя снабжена двумя группами приемных катушек, одна из которых, измеряюц,ая вихревую составляющую вторичного поля, расположена в максимуме поля возбуждения, а другая, измеряющая скоростную составляю10 щую вторичного поля, расположена в плоскостях с нулевым значением поля возбуждения, причем мерой скорости служит отношение индуцированных э.д.с. в обеих группах катушек.
На чертеже изображена блок-схема предла15 гаемого измерителя.
Датчик измерителя расхода представляет собой два линейных индуктора 1, на зубцах которых размещены намагничивающие 2 и приемные 8 и 4 катушки. Намагничиваюшие
20 катушки расположены через зубец и соединены так, что при прохождении переменного тока они создают в рабочем зазоре пульсирующее магнитное поле, меняющееся по закону.
25 В =Вссозь| созах, где Вс — амплитуда магнитной индукции поля возбуждения; о — круговая частота поля (тока) возбуждения;
30 а=л/т, т — полюсный шаг.
286266
Распределение поля в зазоре вдоль оси х показано на чертеже.
Приемные катушки 8 и 4 соединены таким образом, что образуют две группы. Группа катушек 4 находится в максимуме поля возбуждения, а группа катушек 8 — в нулевом значении этого поля.
Применение двух идентичных индукторов, расположенных один над другим, исключает влияние взаимного смещения индукторов в процессе эксплуатации прибора на его показания.
Э.д.с„наводимая в группе катушек 8, в силу геометрического расположения обусловлена только движением проводящей среды в канале 5. Она пропорциональна частоте тока возбуждения, проводимости среды, скорости движения и для линейного участка частотной характеристики может быть записана следующим образом: я., = kQo ev, где k, — коэффициент, зависящий от числа витков и геометрических размеров катушки;
 — индукция поля возбуждения;
v — скорость движения контролируемой среды;
a — электропроводность среды.
Э.д.с., наведенная в другой группе катушек, обусловлена, во-первых, прямым полем катушек возбуждения и, во-вторых, вихревой составляющей вторичного поля. Если среда в зазоре отсутствует, то отсутствует вихревая составляющая вторичного поля. В этом случае э.д.с., наведенная в группе катушек 4, обусловлена только прямым полем катушек возбуждения. Эта э.д.с. компенсируется при помощи устройства 5, питаемого от шунта 7, включенного в цепь катушек возбуждения. Таким образом, при наличии проводящей среды сигнал в группе приемных катушек 4 пропорционален электропроводности среды и квадрату частоты я =AВд (2) В силу гармонической структуры поля и одинаковых геометрических размеров и числа витков катушек 3 и 4 коэффициенты k, и индукция В в соотношениях (1) и (2) равны.
Отношение этих напряжений дает отношение скорости проводящей среды к скорости движения бегущих компонент поля я nV V
V со 2
Величина скорости определится как
v=2 j
Е
<О
Э.д.с. двух групп катушек подается на схему измерения отношения (логометр). Шкала прибора при известных величинах полюсного шага и частоты питания градуируется непосредственно в единицах скорости (расхода)
25 Предмет изобретения
Измеритель скорости (расхода) потока жидкого металла, содержащий линейный индуктор пульсирующего магнитного поля и измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью
30 исключения зависимости результатов имерения от изменения электропроводности среды и изменения геометрических параметров датчика, измерительная система снабжена двумя группами приемных катушек, одна из которых, 35 измеряющая вихревую составляющую вторичного поля, расположена в максимуме поля возбуждения, а другая, измеряющая скоростную составляющую вторичного поля, расположена в плоскостях с нулевым значением поля
40 возбуждения, причем мерой скорости служит отношение индуцированных э.д.с. в обеих группах катушек.
286266
Составитель Т, Ю. Звенигородская
Редактор А. В. Корнеев Техред Т. П. Курилко Корректор Л. Л. Евдонов
Заказ 3851/4 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2
