Устройство для бесконтактного измерения расхода (скорости) течения электропроводящей жидкости

Устройство для бесконтактного измерения расхода (скорости) течения электропроводящей жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(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