Электромагнитный расходомер

Электромагнитный расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Сощиапистичесиии

Респубпии («) 901826 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 25.04.80 (2l) 2916570/18-10 с присоединениеет заявки М (23) Приоритет (5l}N. Кд.

G 01 F 1/58 (аоударстмниьй комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53}УДК 681.12:

: 538.52: (088. 8) Опубликовано 30.01 ° 82 Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30.01. 82 (72) Авторы изобретения

P.Ã.Ãàçèçoâ, А.К.Кивиев и В.В.Екатеринин

1: (7I) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерениям расхода электропроводящих жидкостей электромагнитным методом.

Известны электромагнитные расходомеры, содержащие магнитную систему, канал, футерованный изнутри изоляционным материалом, два электрода, установленных заподлицо с внутренней поверхност ью канала и контактирующих с измеряемой средой, и измерительную систему 513

Недостатками таких расходомеров я вля ются чу вст ви тель иост ь к профилю скорости потока в канале и низкая

"точность измерения нестационарных процессов.

Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие магнитную систему с постоянным магнитом, канал прямоугольного поперечного сечения и измерительную систему. Стенки канала таких расходомеров, перпендикулярные магнитному полю, выполняются из диэлектрика, а стенки, параллельные магнитному полю, изготавли ваются из электропроводящего материала и выполняют роль электродов.

Разность потенциалов между электродами равна

Ep + Ea (E + E ) + E„> где Е - сигнал расхода, Е„ — напряжение помех, вызванных электродными процессами, Š— постоянная составляющая сигнала расхода, Е - переменная составляющая сигнала расхода.

Электродные процессы изменяются

1% сравнительно медленно, и поэтому изза их влияния постоянная составляющая Е и низкочастотные составляющие не могут быть измерены с необходимой

20 степенью точности. На,>eзyльтaты же измерения переменной составляющей (с частотой выше некоторого значения) Е„ электродные процессы существенного влияния не оказывают (2) .

Eг — э з» где

3 90182

Таким образом, электромагнитный расходомер с постоянным магнитным полем измеряет переменную составляющую расхода и не может измерять с приемлемой точностью постоянную составляющую и низкочастотные составляющие расхода, а следовательно, и полный расход среды.

Цель изобретения - повышение точности измерения расхода нестационар- 10 ных потоков в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном расходомере, содержащем магнитную систему с постоянным магнитом, канал прямоугольного поперечного сечения и измерительную систему, магнитная система снабжена электрически изолированными пластинами, размещенными в кана- щ ле перпендикулярно боковым стенкам; в промежутках между которыми на боко вых стенках и параллельно им размещены электропроводящие пластины, причем каждая соседняя пара электропро- 25 водящих пластин, размещенных в одном промежутке между электрически изолированными пластинами, подключена к усилителю, а выходы всех усилителей подключены к сумматору. 30

На чертеже представлен предлагаемый расходомер.

Расходомер состоит из преобразователя расхода и измерительной схемы.

Преобразователь расхода содержит магнитную систему, образованную пластинами 1 и ярмом 2, и канал (участок трубопровода), по которому протекает измеряемая жидкость. На боковых стенках канала расположены электроды 3 40

В канале между пластинами 1 параллельно боковым стенкам размещены электроды 4. Верхняя и нижняя стенки канала образованы верхней и нижней пластинами 1. Таким образом образуются элементарные каналы прямоугольного сечения. Поверхности пластин 1„ соприкасающиеся с измеряемой средой, покрыты изоляционной футеровкой.

Электроды каждого "элементарного" ка50 нала подключены к соответствующему усилителю 5. Выходы всех усилителей подключены к сумматору 6, выход которого подключен к измерительной сис) теме 7.

При протекании измеряемой среды по каналу преобразователя расхода на каждой паре электродов наводятся ЭДС в результате взаимодействия движущейся среды и магнитного поля, создаваемого магнитной системой. Эти ЗДС усиливаются усилителями 5, суммируются сумматором 6 и измеряются измерительной системой 7. Таким образом, результирующий выходной сигнал расходомера представляет собой сумму сигналов параллельных "элементарных" каналов, т.е. соответствует расходу измеряемой среды, протекающей через полное сечение канала преобразователя расхода, где Е - ЗДС на электродах i ro

3i

"элементарного канала, Е. = Е. +Е„. где Е - сигнал расхода, Р(, Е . — ЗДС помех, обусловленных

01. электродными процессами.

Тогда результирующий выходной сигнал расходомера и и

Е = Е. +, Еп

Первое слагаемое представляет собой сумму сигналов, определяемых расходом измеряемой среды, протекающей по каждому "элементарному" каналу. Суммирование их производится алгебраически, т.е.

И

РЕР. =Е +Е + ... +Е

Второе слагаемое представляет собой сумму ЭДС помех, имеющих случайный характер, так как они зависят от многих независимых случайных причин: состояния поверхности электродов, флуктуации электродных потенциалов, изменений в двойном приэлектродном слое, вызванных движением измеряемой среды относительно электрода, тепловых шумов сопротивления измеряемой среды и пр. Закон распределения значений помех от электродных процессов близок к нормальному с математическим ожиданием, равным нулю, Дисперсия оценки математического ожидания Е„ равна и de

CP

- дисперсия оценки матема4 тического ожидания слагаемого и

Ев а Ь1 е„- дисперсия составляющих E„,„

1, п - число "элементарных"каналов.

5 90 182

Таким образом, в предлагаемом расходомере существенно уменьшены помехи от электродных процессов, и тем больше, чем больше число параллельных "элементарных" каналов.

5, Включание усилителя в измерительную цепь каждого канала устраняет взаимное влияние импедансов "элементарных" каналов. Без согласующих усилителей измерительные цепи каналов 10 нагружали бы друг друга. Усилители должны иметь симметричный высокоомный вход.

Ярмо 2, замыкающее магнитную цепь, является также электромагнитным эк-

Из чертежа видно, что магнитные поля пластин 1 складываются, а в магнитной цепи нет зазоров, обуславливаеьых толщиной стенок трубопровода g0

Такая конструкция магнитной системы обеспечивает высокие значение и однородность магнитного поля. Пластины 1 могут быть изготовлены из оксидных магнитов, обладающих большой и коэрцитивной силой и имеющих очень высокое удельное электрическое сопротивление. Последнее позволяет отказаться от изоляционного покрытия нижних и верхних стенок "элементарных" Z0 каналов.

Предлагаемый электромагнитный расходомер с постоянным полем, создаваемым постоянным магнитом, имеет высокую точность в широком диапазоне час-з тот, достигаемую повышением отношения сигнал/помеха.

Кроме того, при больших диаметрах трубопровода в известных расходомерах возникают трудности с созданием магнитного поля с необходимой однородностью. Постоянные магниты больших размеров сложно изготовить из-за технологических трудностей. В предлагаемом расходомере магнит изготовлен из плоских пластин, число которых определяется необходимой величиной маг" нитного поля.

Формула изобретения

Электромагнитный расходомер, содержащий магнитную систему с постоян" ным магнитом, канал прямоугольного поперечного сечения и измерительную систему, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения расхода нестационарных потоков, магнитная система снабжена электрически изолированными пластинами, размещенными в канале перпендикулярно боковым стенкам, в промежутках между которыми на боковых стен" ках и параллельно им размещены электропроводящие пластины, причем каждая соседняя пара электропроводящих пластин, размещенных в одном промежутке между электрически изолированными пластинами, подключена к усилителю, а выходы всех усилителей подключены к сумматору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корсунский Л.М. Электромагнит" ные гидрометрические приборы. М

Стандартгиз, 1964, с.7.

2. Там же, с. 39-46, 115- 118 (про" тотип).

9018 6

Составитель С.Лебедев

Техред С. Мигунова Корректор М Демник

Редактор Е.Дичинская

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

Заказ 12356/49 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д ° 4/5