Индуктивный датчик

Индуктивный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04. 80 (21) 2910626/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (53)lVL. Кл.

G 01 R 33/00

Риуаарстшный «оиатвт

СССР ао авлаи азабретевий и втхрытнй

Опубликовано 15 . 01, 82. Бюллетень № 2 .

Дата опубликования описания 15.01. 82 (53) УДК 621. 317. . 44 (088. 8} (72) Авторы изобретения

Н. Г. Барсукова, И. A. Бражников и Ф. И, Кукоз:-Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, Артема (7I ) Заявитель

1,54} ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к устройст; вам для измерения электромагнитных свойств материалов бесконтактным методом, а точнее, к индуктивным датчикам для измерения содержания ферромагнитного компонента в движущемся потоке материала, и может быть применено в измерительной технике для решения задач технологического контроля.

Наиболее.близким к предложенному

1Î является индуктивный датчик для бесконтактного измерения электромагнитных свойств материалов, в котором, с целью локализации электромагнитного поля, использована катушка индуктивIS ности, навитая на ферритовый сердечник, выполненный в виде цилиндра, завершающегося конусом. При этом конусная часть сердечника служит фокусирующей линзой, а цилиндрическая часть -"коллиматором, Датчик располагается в непосредственной близости от контролируемого материала и за счет сильной локализации поля обеспе1 чивает высокую разрешающую способность при малой зависимости от зазора (1), Однако применение такого датчика для контроля электромагнитных характеристик движущегося материала приводит к существенным динамическим ошибкам измерений, связанным с влиянием на показания колебаний расхода и скорости движения материала. Последние являются неизбежным следствием аэродинамических пульсаций потока, изменения режима работы основных агрегатов, вспомогательных дозирующих устройств, питателей линий пневмотранспорта и достигают 10-157. от номинала даже в относительно стабильных тех- нологических потоках.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается теМ, что в индуктивном датчике, содержащем катушку индуктивности, навитую на немагнитном участке трубопровода, 898349 внутри катушки коаксиально, с зазором относительно стенок трубопровода, установлена полая вставка из ферромагнитного материала, выступающая за пределы навитой части катушки, с верх; ней и нижней насадками, сужающимися навстречу потоку и выполненными из материала с низким коэффициентом трения, Вставка выступает по обе стороны 10 от краев навитой части катушки на расстояние, составляющее не менее 1,2 от диаметра обмотки.

При дозвуковых скоростях потока насадки имеют форму усеченного конуеа 1S а при сверхзвуковых — аэродинамически обтекаемую форму, например, тела вращения с параболической образующей.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый индуктивный датчик; на Zp фиг. 2 — графики распределения индукции магнитного поля.

Индуктивный датчик содержит обмотку 1, внутреннюю полую вставку 2 из ферромагнитного материала с верхней 25

3 и нижней 4 насадками, Конструкция верхней и нижней насадок 3 и 4 позволяет обеспечить постоянное заполнение кольцевого зазора контролируемым материалом в ус- до ловиях возможных колебаний расхода, поскльку эти насадки фактически реализую", своеобразную кольцевую воронку с некоторым самоуплотнением (за счет нижней насадки) материала в коль цевом зазоре, Для предотвращения залипания контрслир„-емого материала насадки 3 и 4 выполнены из материала с малым коэффициентом трения,. например тефлона, Наиболее простым в конструктивном

H,;хнологическом отношении является выполнение насадок 3 и 4 в виде усеченных конусов что целесообразно при относ.ительно небольших скоростях потока, в частности для дозвуковых течений., описываемых уравнениями гидроа.-.-.:::одинами-.-.è эллиптического типа.

3.1я сверхзвуковых течений, описываемых у;равнениями гиперболического типа, оптимальный профиль насадок может быть рассчитан в зависимости от конкретных физико-химических характеристик потока методами аэродинамики оптимальных форм. SS

При этом определенные преимущества в рассматриваемом варианте датчика имеют насадки с затупленным профилем, выполненные, например, в виде тела вращения с параболической образующей.

Параболическое затупление профиля по отношению к исходной конической поверхности позволяет несколько снизить аэродинамическое сопротивление.

Однако главный эффект проявляется в этом случае в существенном уменьшении теплопередачи, что является средством тепловой защиты ферромагнитной вставки и основной Измерительной части датчика, Соотношение диаметров насадок подбирают в зависимости от расхода материала и нестабильности потока таким образом, чтобы при минимальной производительности было обеспечено заполнение кольцевого зазора, а при ее повышении избыток материала продвигался бы по оси датчика в полой ферромагнитной вставке. При этом поток разделяется на две части: со стабильной производительностью (в кольцевом зазоре) и с пульсациями (по оси датчика), вызванными нестабильностью основного потока.

Коаксиальное расположение вставки из ферромагнитного материала внутри трубопровода, охваченного обмоткой, приводит к такой фокусировке магнитного поля в системе, при которой магнитное поле внутри трубопровода ослабевает за счет ее экранирующего действия, а поле в кольцевом зазоре между трубой и внутренней стенкой усиливается.

На фиг, 2 представлены результаты измерений распределения индукции магнитного поля вдоль оси (Y ) и вдоль трубопровода (Y< ) датчика, полученные до и после введения в него .вставки 2 на основе карбонильного железа марки Р-20.

Как видно из фиг. 2, введение ферромагнитной вставки уменьшает индукцию магнитного поля по оси трубопровода в среднем на 507. (а, в) и настолько же повышает ее вблизи стенок трубопровода (б, r).

Таким образом, чувствительность датчика к электромагнитным свойствам материала, расположенного внутри вставки, ослабевает.

Материал, находящийся в кольцевом зазоре, является фактически измерительным объемом датчика.

Пульсации потока, проявляющиеся в колебаниях массы материала, движуще5 8983 гося вдоль оси трубопровода, слабо сказываются на показаниях ввиду ослабления поля в этой области.

Для того, чтобы пульсации потока ие воспринимались обмоткой 1 датчика до разделения его на две части, полая вставка 2 должна выступать за пределы намотанной части катушки на расстояние, составляющее около I, 2 диаметра обмотки 1 (фиг. 2,г). На таком расстоянии индукция поля ослабляется на порядок и, следовательно, пульсации в неразветвленной части потока практически не сказываются на показаниях датчика. !5

Формула изобретения

1. Индуктивный датчик, содержащий катушку индуктивности, навитую на не- щ магнитном участке трубопровода, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, внутри катушки коаксиально, с зазором 1

49 4 относительно стенок трубопровода, ус тановлена полая вставка из ферромагнитного материала, выступающая за пределы навитой части катушки, с верхней и нижней насадками, сужающимися навст.— речу потоку и выполненными иэ матери. ала с низким коэффициентом трения.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а—

1о шийся тем, что вставка выступает по обе стороны от краев навитой яасти катушки на расстояние, составляющее не менее 1, 2 от диаметра обмот ки.

3, Датчик по п. 1 о т л и ч а ю шийся тем, .что при дозвуковых скоростях потока, насадки имеют форму усеченного конуса, а при сверхзвуковых — аэродинамически обтекаемую форму например, тела вращения с параболической образующей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 431469, кл. G Ol R 33/00, 1974.

ВНИИПИ Заказ 11942/62 Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4