Электромагнитный расходомер
Союз Советских
Социвлистииесюа
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («>673851 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.08.73 (21) 1955349/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл
G01 F 1/58
Гооударстввииый комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.12:
:538.52 (088.8) Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 25.07.79 (72) Автор изобретения
Н. И. Логинов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР
Изобретение относится к измерительноинформационной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкого металла.
Известен электромагнитный расходомер, содержащий размещенный в зазоре магнитной системы мерный канал с установленными по его диаметру двумя электродами (I).
Недостатками такого расходомера являются сравнительная сложность в эксплуатации из-за неудобного расположения электродов, а также недостаточно стабильный контакт измеряемой среды с электродами, что приводит к погрешностям измерения.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и по достигаемому результату является электромагнитны" расходомер для жидких металлов, содержащий рабочий участок трубопровода, размещенный в зазоре системы, и электроды в виде трубок, соединенных одними концами с трубопроводом и заглушенных с другого конца металлическими пробками (2).
Однако в этом расходомере влияние контактного сопротивления, уменьшенное за счет выполнения электродов трубчатыми, остается достаточно сильным, и связанные с этим погрешности измерения расхода жидких металлов, плохо смачивающих стенку рабочего участка, составляют более десяти процентов.
С целью уменьшения погрешности путем устранения влияния контактного электрического сопротивления между жидким металлом и стенкой трубопровода, в предлагаемом расходомере внутренний и наружный радиусы электродных трубок выбраны в соответствии с соотношением:
Гмд га» Рс йга /r и где гgy гт, — наружный и внутренний радиусы электродной трубки; гк, г„— внутренний и наружный радиусы рабочего участка трубопровода;
Ртэ, Р» — удельные сопротивления электродной трубки и стенки трубопровода.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого расходомера; на фиг. 2-эквивалентная электрическая схема устройства; на фиг 3 — зависимость на673851
20
2S зз
Формула изобретения
Sa
„+ (т- — 6уе Г»Э
1 тэ+ Зэ+ R»s пряжения, снимаемого с наружной поверхности рабочего участка, и напряжения, снимаемого с потока измеряемой среды, от контактного электпического сопротивления между измеряемой средой и стенкой рабочего участка. Зависимость представлена в безразмерных координатах.
Устройство содержит рабочий участок трубопровода 1 с электродами 2 в виде трубок, заглушенных пробками 3. Участок трубопровода помещен в зазоре магнитной системы 4. При движении жидкого металла по рабочему участку трубопровода 1 со средней скоростью по сечению W в магнитном поле, создаваемом в зазоре магнитной системой 4, магнитная индукция которого В в жидком металле индуцируется ЭДС.
При этом на наружной поверхности расходомерного участка создается разность потенциалов, определяемая выражением:
V = 2ВЮг с= гь „9
А г гэ P г6 Р Л гэ) м
I а разность потенциалов, снимаемая с контактируемого потока:
r6 + R» (1 Ч ) V =aaWr<
1+ — +(+ — )(1- —,,) г4э R» Рж i Г6"
Р r6 Ре б Ги где ро Р— удельное сопротивление жид кого металла и стенки трубопровода, R „— контактное сопротивление между жидким металлом и стенкой рабочего участка.
Зависимость Uq и U от контактного сопротивления показана на фиг. 3:
Из анализа эквивалентной схемы расходомера (фиг. 2) следует, что напряжение на концах трубчатых электродов можно определить выражением:
Я ээ + U RK9+ R Фэ
R»y+ R y+ йтэ 1 »э+й сэ+Ргэ где Rq> — контактное сопротивление меж™ду жидким металлом и пробкой электрода;
К:6 э — сопротивление жидкого металла в электроде;
R z, — сопротивление трубки электрода.
Отсюда следует, что влияние контактного сопротивления на выходной сигнал V 3 расходомера с трубчатыми электродами можно регулировать, изменяя величины сопротивлений R», К4аэ и К»э. В случае, если выходное напряжение не зависит от R, Uùs,ö
Жк = 0) = 1- изм (Rr ). Это требование удовлетворяется, если:
Если определить сопротивления R э,и
R эб э по известным геометрическим размерам электродов и удельным электросопротивлениЯм Рэ и Ргэ, à К»э сделать пРенебрежимо малым по сравнению с ними, то условие (1) све етс гюн 1 Pw 1- Г /гй с
r6ý Рс L r6 gr„
Тогда
Rr6/r„
V изб = 2ВЮгЬ Г6 p„° r4
2 — + " (1- — э.) гн Ра
Таким образом, для того, чтобы показания расходомера с трубчатыми электродами ие зависили от контактного сопротивления между жидким металлом и стенкой рабочего участка расходомера, необходимо выбирать диаметр трубчатых электродов в соответствии с соотношением (2) .
Что касается. Кхэ, которое принято пренебрежимо малым, то его можно свести практически к нулю, по крайней мере, двумя способами. Первый из этих способов заключается в том, что поверхность пробки 3 облуживается, например, серебряным припоем. Этот припой растворяется практически во всех используемых жидко-металлических теплоносителях, и поэтому между измеряемой средой и пробко" 3 образуется надежный электрический контакт. Концы трубчатых электродов 2 с пробками 3 охлаждают естественным или принудительным путем так, чтобы измеряемая среда в районе пробок была заморожена. Благодаря этому предотвращается смывание слоя полуды и сохраняется надежный электрический контакт между измеряемой средой и пробкой 3 в течение неограниченного времени.
Второй способ устранения контактного сопротивления R yq основан на том, что с повышением температуры смачиваемость нержавеющей стали жидкими металлами улучшается. Так, например, для натрия и натрий-калиевого сплава надежная смачиваемость достигается при температуре около 300 С. Поэтому устранение R», может быть достигнуто путем разогрева электродов 2 или хотя бы их концов вблизи пробок 3 до такой температуры, при которой устанавливается надежная смачиваемость материала электрода измеряемой средой.
Электромагнитный расходомер для жидких металлов, содержащий рабочий участок трубопровода, размещенный в зазоре магнитной системы, и электроды в виде трубок, соединенных одними концами с трубопроводом и заглушенных с другого конца металлическими пробками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрещности путем устранения влияния контактного электрического сопротивления между жидким
673851 фиг.2 фиг. 1
1,0
0,8 д,Б
10 10
101 1
Составитель Н Надеждина
Редактор Л. Бибер Техред О. Луговая Корректор Ю. Макаренко
Заказ 4058 36 Тираж 865 Подписное
ЦH И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
133035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал П П П к Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4 металлом и стенкой рабочего участка трубопровода, внутренний и наружный радиусы электродных трубок выбраны в соответствии с соот
Г и» Ртэ 1-l 5 lità к — — и—
Гбэ å 3 Ю /1и где гн»,геэ — наружный и внутренний радиусы электроднои трубки; га, г„— внутренний и наружный радиусы рабочего участка трубопровода;
p „ð — удельные сопротивления электродной трубки и стенки трубопровода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 488986, кл. G 01 f 1 58 1974.
2. Отчет ФЭИ организации-заявителя (Обнинск). Испытания магнитных расходомеров МР— 1, исх. ЗЗ/2909, 01.07.58.
