Устройство для измерения расхода
Патент 447560
Авторы
Классы МПК
Устройство для измерения расхода
Иллюстрации
Реферат
р% МВэмчю ЛИФ к зюВЮ ФФ (ц 3фффа
ЕО"ъ<м иятва1т 7
СПИCA ЯЙ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 447566
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25.12.72 (21) 1861957/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.10.74. Бюллетень № 39
Дата опубликования описания 16.06.75
1) М. Кл. G 011 1/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
) УДК 681.121.08 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. Э. Буцениекс и Э. В, Щербинин
Институт физики АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения расхода токопроводящих сред, протекающих в трубопроводах.
Известны расходомеры, в которых о расходе среды судят по перепаду давления, возникающему перед и за сужающим элементом.
При этом разность давлений ЬР пропорциональна квадрату расхода Q
ЛР = К, (в) Q, (1) где К1 — коэффициент пропорциональности, зависящии от 0) = 1/ 2)
S< — площадь живого сечения сужающего элемента, например диафрагмы;
S2 — площадь поперечного сечения трубопровода.
Такие расходомеры имеют ограниченный диазапон измерения, так как расход может быть измерен лишь до некоторого минимального значения, определяемого заданной точностью измерения давления.
Цель изобретения — расширение диапазона измерения расхода токопроводящих сред.
Эта цель достигается тем, что измерительный трубопровод снабжен охватывающей его магнитной системой, а отверстия отбора давления в сужающем элементе выполнены в плоскости, проходящей через ось трубопровода, параллельно силовым линиям магнитного поля.
На фиг. 1, 2 и 3 представлена схема предлагаемого устройства.
5 Устройство содержит измерительный трубопровод 1, диафрагму 2 с выполненными в ней отверстиями 3 и 4 отбора давления, магнитную систему, выполненную в виде постоянных магнитов или электромагнитов постоянногс
10 тока.
Устройство работает следующим образом.
При протекании токопроводящей среды через измерительный трубопровод 1 перед и за сужающим элементом, например диафрагмой
15 2, возникает перепад давления, пропорциональный квадрату расхода Q.
При наложении магнитного поля В перепад давления определяется не только инерционными силами, пропорциональными квадрату рас20 хода Q, но и силой Лоренца, пропорциональной первой степени скорости или расхода потока токопроводящей жидкости и квадрату индукции магнитного поля аВЮв
25 а—
Si где о — электропроводность жидкости;
 — величина индукции магнитого поля;
D — диаметр трубопровода;
30 S — плотность жидкости;
v — кинетическая вязкость.
447560
Таким образом, перепад давления ДР, возникающий при наложении магнитного поля, будет отличаться наличием по крайней мере одного дополнительного слагаемого, линейно связанного с расходом дРК qà К 82q (2) что позволяет повысить точность измерения расхода, так как при малых величинах Q второе слагаемое этого выражения становится даже при К1 — — К Н, на порядок выше и больше первого слагаемого.
Кроме того, величину коэффициента К можно сделать сколь угодно большой, так как она зависит от величины индукции магнитного поля, в то время как величина коэффициента К1 для заданного а остается постоянной.
Таким образом, точность измерения расхода можно плавно регулировать величиной индукции магнитного поля, что позволяет существенно расширить диапазон измерения расхода, не прибегая к использованию набора диафрагм с различными а.
При наличии магнитного поля лучшим вариантом размещения отверстий 3 и 4 для отбора давления является выполнение их в диафрагме 2 в плоскости, проходящей через ось трубопровода 1, параллельно силовым линиям магнитного поля.
Вблизи торцовой плоскости А — А (см. фиг. 3 а) при указанных на чертеже направлениях скорости v и индукции магнитного поля В направление индуцированного тока 1 соответствует направлению, обозначенному линиями. При этом электромагнитная сила Лоренца F = /)(В (см. фиг. 3 б) направлена в отрицательном направлении оси Х в точках плоскости 1 — I, перпендикулярной к вектору индукции магнитного поля В, и совпадает с положительным направлением оси Х в точках плоскости II — II, параллельной индукции поля В. Таким образом, в точке С электромагнитная сила понижает давление относительно некоторого среднего по сечению давления, а в точке Е повышает его. По тем же причинам в торцовой плоскости  — В (см. фиг. 3 в) давб ление в точке О, лежащей в плоскости, параллельной полю В, ниже, чем в точке К Отсюда максимальный перепад давления будет между точками Е и И, лежащими в плоскости, параллельной полю В. При этом в правой части уравнения (2) появится еще одно слагаемое, пропорциональное д =КД +К,Б,Ц+ К,Н" q"
15 Измеренный коэффициент давления
P=—
Яъ2
20 и определяется соотношением
Н О2 2/3
P = 0,125а + 0,155о> — + 0,45 со
Re Re
eD где Re =, v u D — среднерасходная скорость и диаметр трубопровода, соответственно.
Предмет изобретения
Устройство для измерения расхода, содержащее измерительный трубопровод с помещенным внутри него сужающим элементом, в котором выполнены отверстия отбора давления, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения расхода токопроводящих сред, измерительный трубопро40 вод снабжен охватывающей его магнитной системой, а отверстия отбора давления в сужающем элементе выполнены в плоскости, проходящей через ось трубопровода параллельно силовым линиям магнитного поля.
447560
Puz 3
Составитель Б. Розовская
Корректор Н. Аук
Техред Е. Борисова
Редактор Т. Иванова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1575/7 Изд. № 525 Тираж 782 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5