Способ измерения расхода (скорости) электропроводящих сред

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

57271

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено27.10.75 (21) 2184661/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 05.773юллетень № 17 (45) Дата опубликования описания20.06.77

3. К;.. -

С 01 Г 1/58

Гасударственный квинтет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.121.8;

:538.52 (088 8| (72) Авторы изобретения

И, П, Квасневский, В. П. Ефимов и М. Н. Левин

Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики

Института физики AH Латвийской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА (СКОРОСТИ) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯШИХ СРЕД

20

Изобретение относится к области бесконтактного измерения расхода (скорости) электропроводяших сред с помощью индукционных расходомеров.

Известен cIIoc05 бесконтактного измерения скорости электропроводяших сред путем создания пульсирующего поля возбуждения в котором измеряют амплитуды электромагнитного поля в т-очках, соответствуюших узлам и пучностям поля возбуждения, и о контролируемой скорости судят по величине отношения этих амплитуд. Однако результаты измерения зависят от величины магнитного поля в зазоре, изменяющейся от взаимных сдвигов индукторов.

Так как практически невозможно обеспечить абсолютную идентичность обеих групп катушек, измеояюших амплитуды магнитного поля в точках узлов и лунностей поля возбуждения, указанный способ измерения расхода требует градуировки хотя бы одной точки его метрологической характеристики.

Известен способ измерения расхода, по которому с помошью индукторов с краткими полюсными делениями создают в пространстве одновременно два встречно-бет",,— ших магнитных поля с кратными скоростями движения. Разность величин вторичных магнитных полей токов от обеих первичных магнитных полей в неподвижной среде. помещенной в зазор между индукторами, пропорциональна разности скоростей движения этих полей. При движении проводящей среды разность величин вторичных полей токов обеих первичных полей пропорц:юнальна разности относительных скоростей движения этих полей и среды. По измерен— ной разности величин вторичных полей су— дят о скорости движения среды, Известный способ не требует проведения проливной градуировки, однако отмечается, во-первых, зависимость от скорости движения среды величины вторичных полей токов, созданных в среде первичными магнитными полями, возбужденными обмотками с кратными полюсными делениями, одинакова лишь для малых значений относительного зазорами/ Ъ

I (где Л вЂ” зазор между индукторами; Г полюсное деление обмотки) и безразмерной

557271

3 частоты ы = цо(рcdb (гд /Иод>4 соответственно магнитная проницаемость, проводимость и полутолшина среды; () — круговая частота тока питания), например, для такой электропроводящей

5 среды, как ртуть при небольших толшичах трубопровода. Для широкого диапазона указанных параметров, часто встречающихся на практике, например для щелочных метал10 лов, вышеприведенные зависимости различны для полей с различными длинами волн.

Это вносит дополнительные погрешности в измерение. Во-вторых, в случае измерения расхода высокотемпературных сред в инди15 цирующей катушке расходомера, реализующего известный способ, кроме сигнала от вторичных полей токов, наведенных в среде первичными магнитными полями, наводится также и паразитная э.д.с. Это проис!

Ю ходит вследствие того, что изменение линейных размеров индукторов при их нагревании в различной степени влияет на обмотки с различными полюсными делениями и, следовательно, на возбуждаемые ими поля. В результате наблюдается дополнительная погрешность измерения.

Цель изобретения — повышение точнос— ти измерения скорости движения электропроводящих сред. Это достигается тем, что при измерении расхода электропроводяших сред с использованием встречно-бегущих магнитных полей с кратными скоростями движения вначале поочередно создают каждое из бегущих магнитных полей и определяют сигналы от токов, наводимых в среде каждым из полей при неподвижной и движущейся с произвольной скоростью среде, затем создают оба встречно-бегущих поля и корректируют градуировочную точку характеристики соответственно отношению разностей сигналов при неподвижной и движущейся среде каждого из полей. При измерении расходов электропроводящих сред, находящихся при высокой температуре, сигнал от токоб, наводимых в неподвижной среде одновременно обоими встречно-бегущими полями, корректируют соответственно сигналам в неподвижной среде от каждого из бегущих полей.

В описываемом способе измеряются величины вторичных магнитных полей токов в неподвижной среде, наведенных каждым полем. Эти величины пропорциональны скоростям движения полей. Затем приводят среду в движение и устанавливают произвольную скорость. При этом вновь измеряют сигналы от токов, возникающих в движущейся среде для каждого из полей. Для каждого из полей определяют разность сиг- 60 налов от тока при неподвижнои и движушей -, ся среде. Отношение этих разностей определяет различие зависимостей от скорости движения среды величин вторичных магнитных полей токов, наведенных в среде каждым из первичных полей.

Способ обеспечивает учет неидентлчности зависимостей от скорости движения среды величины сигналов от токов в среде каждого из магнитных полей. При этом скорость среды определяется по формуле

Ч = 1о (й/ + y), rge Чо рость среды, при которой величины вторичных магнитных полей от обоих первичных встречно-бегущих полей равны "0" в слу— чае идентичности их зависимости от скорости движения среды.

При идентичности упомянутых зависимостей, т.е. при g = 1, получаем чо=V.

При измерении расхода высокотемпературных сред для исключения влияния на результаты измерения паразитной э.д.с., определяя сигналы от токов, наводимых в среде каждым из полей при неподвижной среде, проверяют пропорциональность каждо го из этих сигналов скорости движения соответствующего поля, Если пропорциональность нарушена, то при создании суперпозиции обеих полей сигнал от токов, наводимых в неподвижной среде одновременно обеими встречно — бегущими полями, корректируют соответственно сигналам в неподвижной среде от каждого из бегущих полей.

Способ может быть реализован в расходомере (фиг. 1 ), содержащем индуктор 1 с двумя группами 2 и 3 обмоток с кратными полюсными делениями. Между индукторами 1 помещена электропроводящая среда 4. Расходомер включает источник питания 5, к которому через трехпозиционный переключатель 6 подсоединены: в положении I переключателя 6 — группа 2 обмоток, в положении П вЂ” группа 3 обмоток, а в положении UI — обе группы 2 и

3, соединенные последовательно. Кроме того, расходомер содержит приемные ка— тушки 7, соединенные через усилитель 8 с фазовым детектором 9, Опорное напряжение на фазовый детектор 9 подается через фазовращатель 10 от источника питания 5. Выход детектора 9 соединен с индикатором 1 l, через регулятор чувствительности 12 . Детектор 9 детектирует сигнал в состветствии с фазой, поданной на него от фазоврашателя lO, который регулирует фазу напряжения, подаваемого на него с источника 5.

В случае измерения расхода высокотеглпературных электропроводящих сред выход

557271.детектора 9 соединяется с регулятором чувствительности 12 через блок компенсации 13, в качестве которого может быть использован дифференциальный усилитель, подсоединенный к источнику компенсации 14.

В качестве последне"î используют источник стабилизированного постоянного напряжения (фиг. 2 . Блок компенсации 13 вычитает сигналы, поданные на него с детектора 9 и источника 14. 50

На данном расходомере способ реализуется следующим образом.

При отсутствии в зазоре индукторов 1 контролируемой среды 4 переключатель 6 устанавливают в положение Iп, При этом д обе группы 2 и 3 обмоток соединены последовательно и подключены к источнику питания 5 и на индикаторе 1 1 устанавливается ноль. Затем в зазоре индукторов 1 размешают неподвижную контролируемую 29 среду 4. Устанавливая переключатель 6 поочередно в положение I, при котором к источнику питания подключена только группа 2 обмоток индукторов 1, а затем в положение П, при котором к источнику пита- 25 ния подключается только группа 3 обмоток, убеждаются в том, что наведенные в приемных катушках э.д.с, пропорциональны соответстьуюшим скоростям движения полей, созданных подключенными при этом группа- М ми обмоток. При установке переключателя 6 в положение III э.д.с. наведенная в при ) емных катушках, равна соответственно разности э.д.с. при положениях переключателя I u II . Зафиксировав показания выход- 35 ного прибора при неподвижной среде при положениях 1 и !1 переключателя 6, приводят среду в движение и при произвольной скорости движения среды вновь фиксируют показания индикатора 1 1 при положениях I и Ц 40 переключателя 6. Затем определяют разность показаний индикатора 11 при неподвижной среде и при ее движении для поло6 жения переключателя 1 и 11 . И находят отношение этих величин, определяющее различие зависимостей от скорости движения среды величин вторичных магнитных полей токов, наведенных в среде каждым из первичных полей. Затем вычисляют откорректированную точку грацуировочной характеристики, соответствующую нулевому выходнолгу сигналу 7= " (2/i y ) . .При идентичности упомянутых зависимостей: Х = 1 и V = Vo Затем при помоши регулятора чувствительности 12 в положении 1П переключателя 6 корректируют показания индикаторного прибора 1 1.

В случае измерения расходов высокотемпературных сред для исключения влияния на результаты измерений паразитной э.д.с,, при неподвижной среде фиксируют показания индикатора 1 1 при поочередном включении положений I u II переключателя 6. Если обнаружится, что сигналы, получаемые при этом, не пропорциональны полюсным делениям подключаемых облюток, то при установке переключателя 6 в положение Ш корректируют показания индикатора 11 путем подачи компенсируюшего сигнала от источника 14 на вход блока компенсации 13.

Ф ормула изобретения

Способ измерения расхода (скорости) электропроводя цих сред, основанный на использовании двух переменных магнитных полей, бегущих в противоположные стороны, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют отношение разности проникновения каждого из полей при неподвижной и движущейся среде и вводят это отношение в виде поправки в результат измерения.

557271

Составитель Ж, Теслер

Техред И. Лсталош

Корректор A. Гриценко

Редактор О. Филиппова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1027/55 Тираж 907 Подписное

Ш- .ИИПИ Государственно о комитета Совета Министров СССР по делам изобретений л открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5