УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СКОРОСТИ Российский патент 2001 года по МПК G01P21/00 G01F25/00 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике градуировки и поверки электромагнитных преобразователей скорости.

Известно устройство для градуировки и поверки электромагнитных преобразователей скорости, содержащее преобразователь магнитного поля в виде индукционной катушки, витки которой расположены по уровням поверхностной весовой функции [1]. Применительно к преобразователям скорости потока жидкости преобразователь магнитного поля должен в значительной мере повторять всю рабочую поверхность преобразователя скорости, контактирующую с измеряемой средой, которая имеет обычно сложную форму цилиндра с торцевой поверхностью.

Недостатком известного устройства является нетехнологичность изготовления и сложность размещения витков катушки в соответствии с непростой рабочей поверхностью преобразователя скорости; отсутствует возможность изготовления автоматизированным и печатным способом такой сложной конфигурации поверхности индукционной катушки, следовательно, отсутствует возможность многократного тиражирования ее с высокой точностью и низкой стоимостью.

Известно устройство для градуировки и поверки электромагнитных преобразователей скорости, содержащее индукционную катушку, витки которой выполнены в виде последовательно соединенных под прямым углом отрезков прямых линий, расположенных по линиям уровня линейной весовой функции [2].

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность к магнитному полю и нетехнологичность изготовления при применении устройства к электромагнитному преобразователю скорости с магнитопроводом чашеобразной формы [3] и, следовательно, низкая точность его градуировки и поверки.

Целью изобретения является уменьшение сложности изготовления устройства и повышение точности градуировки и поверки преобразователей скорости, магнитопровод которых выполнен в виде чашеобразной формы с кольцевой вогнутостью в донной части, в которой размещена катушка возбуждения, причем электроды расположены по осевой вогнутости со стороны катушки возбуждения.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для градуировки и поверки электромагнитных преобразователей скорости, содержащем индукционную катушку, выполненную автоматизированным и печатным способом, в виде плоской многовитковой спирали с общей осью, имеются отверстия, в которых оказываются электроды преобразователя скорости, когда катушка располагается на торцевой части поверхности преобразователя скорости, витки катушки расположены по концентрическим окружностям за исключением областей, в которых расположены отверстия под электроды, в этих областях каждый виток катушки огибает отверстия по дуге.

Устройство состоит из многовитковой индукционной катушки и преобразователя напряжения отличается тем, что в катушке имеются отверстия, в которых оказываются электроды преобразователя скорости, когда катушка располагается на торцевой части поверхности преобразователя скорости, витки катушки расположены по концентрическим окружностям, за исключением областей, в которых расположены отверстия под электроды, в этих областях каждый виток катушки огибает отверстия по дуге. При этом витки катушки располагаются на плоскости, проходящей через три электрода параллельно виткам катушки возбуждения, за исключением области расположения электродов. Электроды оказываются в отверстиях катушки, причем плоскость катушки плотно прилегает к торцевой поверхности преобразователя скорости, а каждый проводник витка катушки огибает электрод по окружности с центром, расположенным в центре соответствующего электрода.

Сущность изобретения поясняется чертежами (см. фиг. 1 и 2).

На фиг. 1 схематически изображены электромагнитный преобразователь скорости 1 с магнитопроводом чашеобразной формы и тремя электродами 2, расположенными торцевой частью вверх, и индукционная катушка 3, выполненная по данному изобретению. Преобразователь скорости 1 имеет внутри корпуса обмотку возбуждения 4, показанную в разрезе. Штрих-пунктирная линия окружности 5 обозначает положение среднего витка обмотки возбуждения 4. Индукционная катушка 3 представляет собой многослойную печатную плату в виде диска, на которой расположены витки 6 катушки в виде многовитковой спирали с общей осью 7, совпадающей на фиг. 1 с центральной осью преобразователя скорости. В индукционной катушке 3 имеются отверстия 8, в которые попадают электроды 2 преобразователя скорости, когда преобразователь магнитного поля совмещается с торцевой частью преобразователя скорости.

На фиг. 2 изображены витки 6 индукционной катушки 3, выполненной по данному изобретению.

Устройство работает следующим образом.

Индукционную катушку устанавливают на торцевой части преобразователя скорости таким образом, чтобы электроды преобразователя скорости располагались в соответствующих отверстиях катушки и плоскость катушки плотно прилегала бы к торцевой поверхности преобразователя скорости. Включают ток питания в обмотку возбуждения магнитного поля преобразователя скорости. За счет потокосцепления катушки с магнитным полем возбуждения в ней наводится электродвижущая сила (ЭДС). Величина ЭДС находится в расчетном соотношении с сигналами между электродами преобразователя скорости, соответствующими определенному направлению и величине скорости потока жидкости, обтекающего преобразователь скорости. Например, произведя интегрирование сигнала катушки и уменьшение его в m раз, получим сигнал, эквивалентный сигналу на рассматриваемой паре электродов при скорости потока жидкости, определяемой формулой

где C_ин - постоянная индукционной катушки, определяемая значением суммарной площади витков индукционной катушки,
C_и - постоянная времени интегрирования сигнала,
L - характерный линейный размер преобразователя скорости, определяемый расстоянием между соответствующей парой электродов.

Направление имитируемого потока жидкости перпендикулярно линии, соединяющей пару рассматриваемых электродов.

Индукционная катушка выполняется в виде плоской многослойной печатной катушки, которая может быть изготовлена полностью автоматизированным способом и, следовательно, позволяет многократно тиражировать ее с высокой точностью и низкой стоимостью.

Устройство обладает высокой чувствительностью, поскольку трассировка витков индукционной катушки при расположении его на преобразователе скорости практически повторяет трассировку его катушки возбуждения. В этом случае при заданном числе витков индукционной катушки и их суммарной площади индукционная катушка обладает наиболее высокой чувствительностью по сравнению с катушкой, витки которой располагались бы по любому другому закону распределения. Следовательно, сигнал индукционной катушки при заданных габаритах может быть обеспечен с наилучшим соотношением относительно помех и измерен с более высокой точностью.

Таким образом, использование предложенного решения позволяет упростить изготовление устройства за счет применения автоматизированных печатных плат и повысить точность измерения сигнала за счет обеспечения наилучшего соотношения "сигнал/помеха".

Источники информации
1. Авт.св. СССР N 627343, G 01 F 25/00, 1976.

2. Aвт.св. СССР N 1467399, G 01 F 25/00, 1984.

3. Патент РФ N 2034239, G 01 F 1/58, 1995.

Изобретение предназначено для использования при градуировке и поверке расходомеров больших диаметров с электромагнитными преобразователями скорости с магнитопроводом чашеобразной формы с кольцевой вогнутостью в донной части. Техническим результатом является повышение точности градуировки и поверки преобразователей скорости. Устройство содержит индукционную катушку в виде многослойной печатной платы, на которой расположены витки катушки в виде многовитковой плоской спирали. В катушке имеются отверстия для размещения в них электродов преобразователя скорости. Витки катушки расположены по концентрическим окружностям за исключением областей, где выполнены отверстия под электроды, которые каждый виток катушки огибает по дуге. 2 ил.

Устройство для градуировки и поверки электромагнитных преобразователей скорости, содержащее индукционную катушку в виде многослойной печатной платы, на которой расположены витки индукционной катушки в виде многовитковой плоской спирали, отличающееся тем, что в индукционной катушке имеются отверстия для размещения в них электродов преобразователя скорости при расположении индукционной катушки на его торцевой поверхности, при этом витки индукционной катушки расположены по концентрическим окружностям, за исключением областей, где выполнены отверстия, которые каждый виток катушки огибает по дуге.