Датчик электромагнитного расходомера
Патент 845010
Авторы
Классы МПК
Датчик электромагнитного расходомера
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскид
Сациааистичесиик
Республик
ОПИСАНИЕ ,. я < 18450
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 270379 (21) 2743499/18-10 (я)м. кл.з
G 01 F 1/58 с присоединением заявки ¹ —(23) Приоритет
Государствениый комитет
СССР
IIo делам изобретений и открытий
Опубликовано 070781 Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 100781 (53) УДК б81. 538. 52 (088 .8) (72) Авторы изобретения
В. Б. Канторович и И. Д.
Азербайджанский институт нефти н, имей, им. N; Аф
"4
:а: (71) Заявитель и4ф ова (54 ) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСХОДОМЕРА
Изобретение относится к области измерительной техники, к измерению расхода жидкости в напорных трубопроводах электромагнитным методом.
Известны датчики электромагнитных расходомеров, содержащие магнитную систему, непроводящий участок трубопровода и точечные электроды на концах диаметра (1)
При неосесимметричном распределении скоростей потока в трубопроводе погрешность измерения такими расходомерами резко возрастает. Эта погрешность связана с различным вкладом точек рабочего сечения датчика в суммарный сигнал на электродах, т. е. с неоднородностью весовой функции в рабочем сечении канала расходомера.
Известны также датчики электромагнитных расходомеров, содержащие магнитную систему возбуждения однородного магнитного поля, немагнитный непроводящий участок трубопровода и поверхностные электроды на противоположных стенках трубопровода, снабженные покрытием с удельной электропроводностью, отличающейся oi удельной электропроводности измеряемой среды, причем толщина покрытия имеет переменную величину (23. 30
Распределение поля весовой функции в канале таких датчиков однородно только при определенном соотношении удельных электропроводностей покрытия и измеряемой среды.
В связи с этим, при отклонении отношения удельных злектропроводностей возникает перераспределение поля весовой функции и соответственно снижается точность измерения от неосесимметричности эпюры скоростей потока.
Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешности от неосесимметричности эпюры скоростей путем получения однородной весовой функции по всему рабочему сечению канала расходомера и в широком диапазоне удельных электропроводностей измеряемой среды.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что в датчике электромагнитного расходомера, содержащем немагнитный неэлектропроводный участок трубопровода, магнитную систему возбуждения однородного магнитного поля,поверхностные электроды на противоположных стенках трубопровода и покрытие на электродах, покрытие на эйектро845010 г(1 -- Cos д) + d о где К = - — плотность распределения отверстий,S — площадь участка покрытия; площадь отверстий на этом участке; — толщина покрытия;
r — внутренний диаметр трубопровода
15 с(— центральный угол в поперечном сечении трубопровода, отсчитываемый от диаметра, проходящего через середины электро- 20 дов.
На чертеже изображен датчик расходомера, поперечное сечение.
Изоляционное покрытие 1 с отверстиями 2 нанесено на электроды 3, рас-g$ положенные на внутренней поверхности немагнитного неэлектропроводного участка 4 трубопровода. На внешней сторо. не участка 4 трубопровода размещена магнитная система 5, соэдакщая равно- ЗО мерное магнитное поле (пунктирсм изображены линии весовой функции, распределение которых совпадает с распределением силовых линий электрического поля между электродами., 35
Эти линии пересекают три участка с различной электропроводностью: покрыт ие, сред а, покрытие . .В среде с большим удельным сопротивлением силовые линии поля расположены гуще, чем в среде с меньшим удельным сопротивлением. На поверхности раздела сред имеет место преломление силовых линий поля. (4) Формула изобретения
Датчик электромагнитного расходомера, содержащий элементный непроводящий участок трубспрсвсда, магнитную систему, возбуждения сднсродн-дах выполнено из изоляционного материала с отверстиями, причем плотность распределения отверстий па покрытию переменна и описывается формулой
Для получения равномерного поля весовой функции по всему рабочему сечению датчика расхсдомера, считая сами электроды эквипотенциальными поверхностями, условие для любой си.ловой линии поля между электродами формулируется как
Е PP„ = СопвЕ, 3 ()
1=1 ь где 0„— геометрическая длина учасrка силовой линии в слое;
g — удельное сопротивление ма1 териала i-го слоя, номер слоя удельная электропроводность участка покрытия, пронизанного отверстиями 60 (электрспроводного только в направлении перпендикулярно поверхности радиально), определяется отношением суммарной площади отверстий S0 ко всей поверхности участка 5, т. е. 65 плотностью распределения отверстий
Sî .
К= - .. При заполнении отверстий жидкостью с удельным сопротивлением р удельное сопротивление участка покрытия Рп определяется как
P рп к (2)
Иэ условия 1)
rgCosd-+ — = (r + d)P, (3) дР где r — в нутренний радиус трубопровода;
Я вЂ” удельное сопротивление жидкости;
d — толщина покрытия;
Й. — центральный угол в поперечном сечении трубопровода, отсчитываемый от диаметра, проходящего через середины электродов.
Отсюда
Радиальное расположение отверстий в изолирующем материале покрытия исклЫчает перераспределение потенциала в объеме самого покрытия — обеспечивается требуемая анизотропия проводимости. Диаметр самих отверстий пренебрежимо мал по сравнению с радиусом трубопровода.
При протекании жидкости через немагнитный, неэлектропроводный участок трубопровода 4 жидкость попадает в рабочую зону датчика расходомера, пересекает силовые линии магнитного поля, созданного системой возбуждения, и генерирует элементарные ЭДС в объеме жидкости. Эти ЭДС суммируются на электродах 3 с одинаковыми весами, так как наличие изоляционного покрытия 1 с отверстиями 2, располсженного на электродах 3, обеспечивает однородность весовой функции во всей рабочей зоне, и при однородном магнитном поле перераспределение эпюры скоростей потока жидкости не сказывается на результатах измерения расхода.
Исключение погрешности от перераспределения потока. увеличивает точность измерения расхода. Облегчается монтаж датЧика на трубопроводе, так как ввиду полной нечувствительности к перераспределению потока датчик можно монтировать без длинного успокоительного участка непосредственно за вентилями, изгибами трубопроводов, задвижками и т. п. При изменении электропроводности измеряемой жидкости не требуется изменения градуировки расходомера.
845010 где К
Se
5 плотность распределения отверстий; площадь участка покры-.. тия;
15 площадь отверстий на этом участке;
О
Составитель С. Лебедев
Редактор О. Филиппова Техред Т.Маточка Корректор А. Гриценко
Тираж 702 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 4132/1
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го магнитного поля, поверхностные электроды на противоположных стенках трубопровода н покрытие на электродах, отличающийся тем, что, с целью повьзаения точности измерения, покрытие на электродах выполнено из изоляционного материала с отверстиями, причем плотность распределения отверстиЯ по покрытию переменна и описывается формулой
d - — т—
d — толщина пЬкрытия;
r — внутренний диаметр трубаг провода; — центральный угол в попе-. речном сечении трубопрово. да, отсчитываеьый от диаметра, проходящего через середины электродов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л., "Машиностроение", 1975, с. 483.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2743902/10, кл. G 01 F 1/58, 1979.