Устройство для бесконтактного измерения расхода (скорости) течения электропроводящей жидкости
(ii) 901825
Союз Советскик
Социапистическик
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)ЗаЯвлено 11.07.77 (21) 2508456/18-10 с присоединением заявки М (5! )М. Кл.
G 01 F 1/58 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР ло денем изаоретений и открытий (53) УДК 681,2;
:538.52 (088 ° 8) Опубликовано 30. 01. 82 Бюллетень .% 4
Дата опубликования описания 30.01. 82
В.Э.Циркунов, М,Я, Гаммерман, А. К. Паспарне, Б.Д.Жейгур
Б.А.Хайтин и Х.Я.Сандер (72) Авторы изобретения ч
Латвийский государственный университет им.П Стучки и Таллинский приборостроительн и завод (7I) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ
РАСХОДА (СКОРОСТИ) ТЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРО ВОДНОЙ
,ЖИДКОСТИ
10 где
Изобретение относится к измерениям расхода электропроводящих сред, пр еи мущест вен но жидких мет аллое.
Из вест ны устройства 1 Ц, испол ьзующие преобразователи расхода с пульсирующим магнитным полем возбуждения, в которых расход определяется по отношению скоростной и вихревой компоненты индуцированной ЭДС. При
" равенстве этих ЭДС скорость среды определяется выражением
Ч "- 2T в
Т - полюсное деление индуктоIS ра, создающего пульсирую- ще е ма гни т ное поле; частота магнитного поля.
Недостатком прибора является наличие устройства деления двух сигналов, существенно усложняющее весь прибор в целом.
Известны также устройства, содер жащи е преобразователь расхода, выполненный в виде приемного и возбуждающего линейных индукторов, полюс" ные деления которых равны 7 и соответственно, электронного блока, содержащего двухканальный измерительный усилитель, компенсаторы, фазовый детектор и генератор тока возбуждения переменной частоты(2) .
Устройство позволяет определить синхронную скорость по квадратурному фазовому сдвигу сигналов в приемных обмотках преобразователя расхода, однако не обеспечивает необходимой точности измерений во-первых, из-за трудности полной и стабильной компенсации трансформаторной ЭДС во всем рабочем диапазоне частот, вовторых, измерение малых скоростей (менее 1 м/с) приводит к существенному снижению частоты, а тем самым и чувствительности преобразова-, теля ра схода.
Цель изобретения - повышение точности и надежности измерения.
901825
Ti8
Ес - K 5 ll f Т Ь cos
V RTt tg
Поставленная цель достигается тем, что индикаторная катушка выполнена в виде двух секций, оси которых смещены относительно плоскости с нулевым значением магнитной индукции поля возбуждения, на расстояние 0, определяемое из соотношения
Ь чн
3= arctic
Гюнт
4м где 1 - полюсное деление индуктора возбуждения, Vö - номиналыный расход (скорост ь) среды, оптимальная для данных ои конкретных условий частота магнитного поля возбуждения °
Индукционный расходомер (фиг.1) содержит источни к 1 тока возбуждения, последовательно соединенный с резистором шунта 2, преобразователь расхода с возбуждающим индуктором 3, калиброванным участком канала 4, при- 2 емным индуктором 5, схему 6 ком-, мутации, калибратор 7, измеритель ный усилитель 8, фазовращатель 9, фазовый детектор 10, фазовращатель
11, индикатор и источник питания зо электронных схем 12.
Преобразователь (Фиг. 2) содержит возбуждающий индуктор 3 с полюсным делением, равным Т с размещенными на нем обмотками, создающими пуль35 сирующее магнитное поле возбуждения, приемный индуктор 5 с измерительной обмоткой, выполненной в виде двух секций 13 и 14 и компенсационной обмоткой 15. Расстояние между осями секций и плоскостью с нуле вым значением (индукции поля возбуждения) 5 7/4, Обмотки 16 возбуждения соединены последовательно с компенсационной обмоткой 15 и
45 подключены через резистор шунта 2 к источнику 1 тока возбуждения, а секции 13 и 14 измерительной обмотки через блок 6 коммутации подключены к измерительному блоку.
При измерении секции 13 и 14 соеди" нены согласно и суммарный сигнал подается на вход фазового детектора 10. Сигнал, снимаемый. с резистора шунта 2(R ) через фазовраща" тель 11, поступает на вход опорного напряжения детектора.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии электропроводящей среды в канале, когда преобразователь расхода подключен к источнику 1 тока возбуждения, благодаря наличию компенсационной обмотки 15 ЭДС в секциях 13 и 14 измерительной обмотки равны нулю.
Когда контролируемая среда в канале неподвижна в измерительных обмотках наводятся проти вофазные ЭДС пропорциональные вихревой составляющей индуцированного магнитного поля. При движении электропроводящей среды по каналу в измерительных обмотках наводятся синфаэные ЭДС пропорциональные скорости контролируемой среды.
Величины вихревой 8в и скоростной ЭДС в секциях приемной обмотки датчика могут быть записаны следующим образом:
78 где Во - амплитудное значение индукции, 8 - расстояние между плоскостью с нулевым значением магнитного поля возбуждения и осями секций приемной обмоткии К - коэффициент, зависящий от конструкции преобразователя, проводи мост ь среды, Ч - скорость среды, частота тока возбуждения. Квадратурный фазовый сдвиг между сигналами,. снимаемыми с секций приемной обмотки датчика б 4а В1 81„* Е.- 46в будет иметь место при скорости контролируемой среды равной Когда коммутатор находится в положении "Измерение" сигналы, снимаеь1ЫЕ с секций приемной обмотки, суммируются и поступают на вход измерительного усилителя 8 (фаза опорного напряжения устанавливается по максимуму показаний индикатора расхода при фиксированном значении последнего) . 901825 6 Таким образом, существенно уменьшается погрешность, обусловленная фазовым сдвигом сигнала за счет разброса параметров элементов усилите% пя 8. Как первичная настройка, так и настройка у потребителя в условиях отсутст вия метрологических стендов проводится в следующем порядке. Когда коммутатор находится в положении "Калибровка", изменением скорости (расхода) жидкого металла устанавливают нулевое положение стрелки индикатора расхода. Это указывает на квадратурный фазовый сдвиг tO между сигналами, снимаемыми с измерительных обмоток датчика, что соответствует номинальной скорости ь8 контролируемой среды V= Xffg а Переводя коммутатор в положение "Измерение", калибратором 7 устанавливают индикатор расхода в положение, соответствующее номинальному расходу. Геометрические параметры датчи- В ка расхода и частоту тока возбуждения выбирают таким образом, чтобы последняя соответствовала при номинальном расходе оптимальной работе. Таким образом, при известных номинальной скорости и оптимальной частоте смещение секций приемной обмотки может быть определено из соот ношения Формула изобретения "н л 4У Ф(где 30 ч„L Vg 8 arctic — т 1оьт Предусмотрен контроль измерительного блока, осуществляеиий путем подачи опорного напряжения с шунта 2 на вход усилителя 8 и на вход опорного напряжения фазового детектора. Изменением величины сдвига фазы усилителя (коммутатор в положении "Контроль" ) при помощи фазовращателя 9, добиваются максимального показания стрелочного индикатора. Устройство для бесконтактного измерения расхода (скорости) течения электропроводной жидкости, содержащее индуктор, создающий пульсирующее магнитное поле возбуждения, индикаторную катушку и измерительное устройство, о т л и ч ающееся тем, что, сцельюповышения точности и надежности измерения, индикаторная катушка выполнена в виде двух секций, оси которых смещены относительно плоскости с нулевым значением магнитной индукции поля возбуждения на расстояние определяемое из соотношения полосное деление индуктора возбуждения, номинальный расход (cKopocTb) среды 1 оптимальная для данных конкретных условий частота магнитного поля возбуждения . Источники информации принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР И 286266, кл. G 01 F 1/58, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР Ф 169816, кл. G 01 F 1/58, 1963 (прототи и) . 901825 Н1 Составитель Ж.Теслер Редактор E.Äè÷èíñêàÿ Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Шаро и я 4 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна М Заказ 12356/49 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР -по д о елам изобретений и открытий 113035, Москва, >К-35, Рауаская наб., д ° /5
