Электромагнитный расходомер

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«Ф .; „, ф, «jf) ф;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву I (22) Заявлено 18 06.79 (21) 2781355/18-10

Р1)м. кл. (3 01 Г 1/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытн и (23) Приоритет (53) ДК б 81. 121: 538. .52 (088.8) Опубликовано 150481 Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 15. 04. 81,. з,, (, j

И. Д. Вельт и Ю. В. Михайлов,, *--.,5

« .

Государственный научно-исследовательский инстйт «т" теплоэнергетического приборостроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель— (54) ЭЛЕКТРОМЛГНИТНЫИ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к электро магнитным измерителям расхода электропроводных сред, и может найти применение в теплоэнергетике и металлургии.

Из вестен электромагнитный расход омер для жидкого металла, в котором обеспечивается независимость показаний от магнитного числа Рейнольдса. .В этом расходомере применено и элект— родов, расположенных на мерном участ ке трубопровода.С помощью специального измерительного устройства потенци- 1з алы электрического поля, снимаемые с каждого электрода, умножаются на соответствующие весовые коэффициенты и суммируются. Суммарный сигнал пропорционален объемному расходу жидкого 20 металла и не зависит от магнитного числа Рейнольдса (1) .

Недостатком данного расходомера является сложность схемы измерения и конструкции расходомера. В расходомере также применен двухполюсный индуктор с явно выраженными полюсам ., имеющий громоздкие и нетехнологические полюсные наконечники и магнитопровод. 30

Наиболее близкими к предложенному являются электромагнитные расходомеры для электропроводных сред, содержащие цилиндрический немагнитный участок трубопровода с диаметрально закрепленными на нем в одном сечении электродами и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде эамкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод. В статоре индуктора поля возбуждения данного расходомера выполнены пазы, в которых уложены витки двух обмоток возбуждения, формирующих два разноименных полюса возбуждающего поля. Это обеспечивает компактность расходомера и повышение индукции возбуждающего поля.(2J.

Недостатком данного расходомера с двухполюсным индуктором является нелинейность характеристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы. Причиной этого являются большие контуры циркуляционных токов, поле которых искажает первичное поле воз буждени я.

Цель изобретения — повышение линейности характеристики расходомер»

821922 при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном расходомере, содержащем цилиндрический немагнит.— ный участок токопроводящего трубо провода с диаметрально закрепленными на нем в одном сечении электродами съема сигнала и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде замкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод, индуктор имеет

2 в + 1 пару разноименных полюсов, равномерно и с чередованием полярности рассредоточенных по периметру трупровода, где m — любое целое число.

На фиг.1 представлена конструктив— ная схема расходомера; на фиг.2 контуры циркуляционных токов в жидком металле и стенках трубопровода.

Трубопровод 1 выполнен из немагнитного материала, например нержавеющей стали. К наружным стенкам трубопровода диаметрально друг к другу приварены два электрода 2.

Индуктор имеет цилиндрический, выполненный в виде статора магнитопровод 3 с полюсами 4, равномерно и с чередующейся полярностью рассредоточенными по периметру трубопровода. Полюсы имеют наконечники 5, позволяющие удалить магнитные массы полюсов от нагретого жидким металлом трубопровода. Электроды соединены с измерительным устройством

6, преобразующим снимаемое с электродов напряжение в унифицированный выходной сигнал . Между полюсами индуктора показаны силовые линии магнитной индукции 7 (фиг.1).

Расходомер работает следующим образом.

При движении потока жидкого металла по каналу, в результате взаимодействия потока с магнитным. полем возбуждения, в жидком металле и стенках трубопровода иидуцируется электрическое поле и возникают циркуля ционные токи (фиг.2), которые образуют вторичные магнитные поля, деформирующие магнитное поле возбуждения. Размер контура токов у расходомера с многополюсным индуктором можно охарактеризовать линейным размером в 2 m + 1 Раз меньшим диаметра канала. Следовательно, нелинейность зависимости напряжения между электродами от расхода, пропорциональнаяЯ „) щ 1), также снижается в (2а + 1P раз. (Rem — магнитное число Рейнольдса).

Таким образом, выбором числа пар полюсов достигается снижение нелинейности характеристики расходомера до допускаемого значения практически при любом диаметре канала расходомера и для любых чисел. Нужно заметить, что сигнал между электродами от движения потока жидкого металла (при осесимметричном профиле скорости) образуется только при нечетном числе пар полюсов индуктора. При четном числе пар полюсов индуктор оказывается симметричным в центральном поперечном сечении относительно ли-. нии, соединяющей электроды и, если поток осесимметричен, то разность потенциалов .между электродами оказывается равной нулю. За счет существен15 ного уменьшения полюсного расстояния у многополюсного индуктора весьма просто обеспечивается более значительная индукция, чем у двухполюсного индуктора. Поэтому при измерении

7() больших расходов в трубах больших диаметров обеспечивается сигнал достаточного уровня для его надежного измерения или преобразования.

Применение многополюсного индуктора позволяет строить малогабаритные и компактные расходомеры больших диаметров для жидкого металла,обладающие линейной характеристикой и простой схемой измерения. Пропорционально величине (2m + 1) уменьшается и протяженность, индуктора вдоль оси канала.

Формула изобретения

Электромагнит ный расходомер, содержащий цилиндрический немагнитный участок токопроводящего трубопровода с диаметрально закрепленными на нем

4р в одном сечении электродами съема сигнала и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля .возбуждения, выполненный в виде замкнутого статора

45 с полюсами, охватывающего Трубопровод, отличающийсятем, что, с целью повышения линейности характеристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы, индуктор имеет (2m + 1) пар разноименных полюсов, 50 равномерно и с чередованием полярности рассредоточенных по периметру трубопровода, где m — любое целое число.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 168483, кл. G 01 F 1/64, 1964.

Щ 2. Патент США Р 3,690,172, кл. 73-194, 1972 (прототип) .

821922 авиа 2.

Составитель И. Попов

Редактор М. Хома Техред М.Голинка Корректор H Степ

Заказ 1797/61 Тираж 702 Подпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4