Датчик электромагнитного расходомера

Датчик электромагнитного расходомера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ческий институт им. ф. Э. Дзержинского (54) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

РАСХОДОМЕРА!

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для, измерения расхода жидкостей с ионной проводимостью электромагнитным методом.

Известен датчик электромагнитного расходомера, имеющий отрезок трубопровода, футерованный изнутри изоляцией, электроды, расположенные на диаметрально противоположных стенках трубопровода и изолированные от них(1). о

Недостатком известного датчика электромагнитного расходомера является сложность обеспечения герметичности соединения электрод-футеровка35 трУбопровод, способног8 одновременно выдерживать температуру и давление.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик электромагнитного расходомера, содержащий магнитную систему, электроды, участок трубопровода с футеровкой, выполненной из двух слоев, причем соприкасающийся с измеряемой средой слой футеровки в месте выхода электродов выполнен из пористого материала )2).

Однако в известном устройстве при изменении удельной электрической проввдимости среды возникают значительные погрешности измерения, что ограничивает область применения этого устройства.

Цель изобретения †. расширение функциональных возможностей за счет измерения сред. с изменяющейся электропроводностью.

Эта цель достигается тем, что в датчике электромагнитного расходомера, содержащем участок трубопровода с футеровкой, два электрода, окруженные изоляцией, и магнитную систему на диаметрально противоположных сторонах трубопровода, выполнены каме;ры с токопроводящими стенками, внутренние полости камер сообщаются с полсстью трубопровода, при этом электооды установлены во внутренней

3 Ч2251 полости камер, а токопроводящие стенки камер, контактирующие с измеряемой средой, удалены от контактной поверхности электродов на расстояние не менее половины диаметра трубопро5 вода.

На фиг. 1 представлена схема датчика электромагнитного расходомера; на фиг. 2 — упрощенная эквивалентная схема расходомера.

Датчик электромагнитного расходомера содержит отрезок трубопровода 1, электроды 2, приэлектропные камеры

3 с токопроводящими стенками. Трубопровод, имеет футеровку 4 из изоля-. ционного материала. Камера 3 не изолирована от трубопровода 1 и заполняется протекающей по трубопроводу средой. Контактная поверхность 5 электродов 2 удалена от стенок каме20 ры на расстояние 8, составляющем не менее половины диаметра трубопровода.

Принцип работы датчика электромагнитного расходомера осыован на измерении ЭДС, индуктируемой в потоке электропроводной жидкости, которая при своем движении пересекает магнитное поле.

В соответствии с законом электромагнитной индукции ток, возникающий в жидкости, перпендикулярен направлению движения последней и направлению магнитного поля. Индуктируемая ЭДС пропорциональна расходу электропроводящей жидкости и снимается с помощью электродов.

Особенностью датчика является наличие в нем камер 3, стенки которых не изолированы от среды. Камеры представляют собой цилиндры с радиусами

R, составляющими не менее половины

40 диаметра трубопровода 1. Внутри камер расположены изолированные от стенок трубопровода электроды 2. Стенки камер 3 заземлены. Неизолированные стенки камер и трубопровода, контактирующие с измеряемой средой, удалены от контактных поверхностей электродов на расстояние, соизмеримое с расстоянием между контактными поверхностями электродов.

В связи с этим ослабление сигнала за счет шунтирующего эффекта происходит не более, чем в 2-3 раза.

Шунтирующий эффект не зависит от изменения удельной электрической прово- >> димости среды, так как сопротивление между электродами в области, где индуктируется сигнал, и сопротивление

2 4 шунтирования сигнала определяется электропроводностью одной и той же среды, и отношение этих сопротивлений остается постоянным, не зависит от электропроводности и температуры среды.

Рассмотрим эквивалентную схему расходомера, приведенную на фиг. 2, где Е 1 и Е - средние индуцируемые

ЭДС на электродах;

R< и К, — внутренние сопротивления электродов относительно средней заземленной точки;

R щ „ и R z,< - шунтирующие сопротивления камер;

Z р„ и Zgg - эквивалентные входные сопротивления измерительного устройства.

При изменении удельной электрической проводимости измеряемой среды изменяются R „ R . В той же мере изменяются и сопротивления R Ä и Rù,, так как камеры заполнены измеряемой средой.

Таким образом, исходя из эквивалентной схемы, выходное сопротивление датчика изменяется незначительно в широких пределах изменения удельной электрической проводимости среды и остается на уровне 0,13 от эквивалентного входного сопротивления измерительного устройства.

Одним из достоинств конструкции датчика электромагнитного расходомера является упрощение изготовления изоляционного покрытия, не требуется его герметизация, в связи с чем для высокотемпературных сред возможно применение в качестве изоляционного покрытия втулок, изготовленных из материалов, выдерживающих высокие температуры и сильно агрессивные среды.

Как показали расчеты и экспериментальные исследования, предлагаемый датчик электромагнитного расходомера позволяет измерять расход сред с высокими температурами и давлением с достаточно высокой степенью точности (1 5 - 24).

Формула изобретения

Датчик электромагнитного расходомера, содержащий участок трубопровода с футеровкой, два электрода, окруженные изоляцией, и магнитную систему, отличающийся тем, что, ® 1

Фий.2

ВНИИПИ Заказ 2556/52 Тираж 671 Подписное

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

5 9225 с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения сред с изменяющейся электропроводностью, на диаметрально противоположных сторонах трубопровода выполнены камеры с токо- проводящими стенками, внутренние полости камер сообщаются с полостью трубопровода, при этом электроды установлены на внутренней полости камер, а токопроводящие стенки камер, кон- 10 тактирующие с измеряемой средой, уда12 6 лены от контактной поверхности электродов на расстояние не менее половины диаметра трубопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л., "Машиностроение", 1975, с. 505.

2. Авторское свидетельство СССР

1 4 1911, кл. G 01 F 1/00; 12.02.73.