ИНДУКЦИОННАЯ КАТУШКА ДЛЯ ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСХОДОМЕРОВ Российский патент 2007 года по МПК G01F25/00 G01F1/58 

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, к технике их градуировки и поверки имитационным способом.

Известно устройство для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, содержащее индукционную катушку, витки которой выполнены по линиям поверхностной весовой функции, и преобразователь напряжения [1].

Недостатком известного устройства является низкая технологичность изготовления и сложность размещения витков по всей поверхности катушки.

Известно также устройство для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, содержащее индукционную катушку в виде спирали, у которой, по крайней мере, часть каждого витка расположена по линии уровня поверхностной весовой функции, и преобразователь напряжения [2].

Недостатком этого устройства является сложность изготовления индукционной катушки для расходомера большого диаметра, например с внутренним диаметром 600 мм и более, печатным способом из-за отсутствия соответствующего технологического оборудования для изготовления печатных плат таких больших размеров.

Целью изобретения является усовершенствование конструкции индукционной катушки для упрощения ее изготовления печатным способом без использования сложного технологического оборудования для изготовления печатных плат больших размеров.

Эта цель достигается тем, что катушка имеет две одинаковые секции, в каждой из которых витки катушки расположены по эквипотенциальным линиям поверхностной весовой функции. Витки в каждой секции выполнены по части поверхностной весовой функции, ограниченной линией, соединяющей ее особые точки, в которых сходятся все эквипотенциальные линии. Секции соединены между собой последовательно и согласно (т.е. наведенные магнитным полем в них ЭДС складываются) и расположены в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую центры электродов, и смещены относительно этой плоскости в противоположные стороны на равные расстояния, соответствующие более половины толщины платы секций, а линии, соединяющие особые точки у каждой секции, и линия, соединяющая центры электродов, находятся в одной плоскости, перпендикулярной оси канала.

При этом площадь, занимаемая каждой секцией, составляет приблизительно в два раза меньше размера общей площади катушки, необходимой при поверке расходомера имитационным способом.

Фиг.1, 2, 3 и 4 поясняют конструкцию предлагаемого устройства. На фиг.1 изображены линии равного значения поверхностной весовой функции (эквипотенциальные линии) электромагнитного расходомера для плоскости, расположенной по оси канала и линии, соединяющей центры электродов. Поверхностная весовая функция имеет две особые точки (1 и 2), в которых сходятся все эквипотенциальные линии поверхностной весовой функции электромагнитного расходомера. Эти особые точки находятся в местах расположения электродов. Линия 3 проведена через особые точки поверхностной весовой функции. На фиг.2 изображена одна секция индукционной катушки, выполненная в виде двухзаходной спирали, части которой соединены между собой с помощью проводника, обозначенного пунктиром. H1 и К1 соответствуют началу и концу первой части двухзаходной спирали, а Н2 и К2 соответствуют началу и концу второй части двухзаходной спирали. Линия 6 соответствует линии, соединяющей особые точки поверхностной весовой функции, и ограничивает расположение витков секции, проведенных по линиям равного значения весовой функции. Площадь витков, занимаемых секцией, условно можно разделить на две части: рабочую площадь 4, которая на фиг.2 расположена выше линии, соединяющей особые точки поверхностной весовой функции, и служебную 5, которая расположена ниже линии, соединяющей эти особые точки. В рабочей площади значительная часть проводников проведена по линиям равного значения поверхностной весовой функции, а в служебной площади нет проводников, проведенных по линиям поверхностной весовой функции, а все они выполняют служебную роль и необходимы для последовательного соединения всех витков секции. На фиг.3 приведена третья (дополнительная и в некоторых случаях необязательная для применения) секция катушки, предназначенная для компенсации влияния магнитного поля, проникающего через служебную часть площади витков первой и второй секций и наводимого магнитным полем паразитной ЭДС. Линия 7 нанесена на секции для ориентации секции при установке в канале расходомера. Третья секция катушки применяется в том случае, если величина паразитной ЭДС превышает допустимую величину. Такой случай может создаться, если катушка изготовлена для поверки электромагнитных расходомеров относительно небольших размеров, например с диаметрами 200-300 мм. У катушки для расходомеров большего диаметра относительная величина служебной площади к рабочей становится все меньше и меньше, и необходимость в применении третьей секции отпадает. Третья секция образуется соединительными проводниками, повторяющими аналогичные проводники, расположенные на служебных площадях секций. Суммарная площадь витков этой секции равна сумме площадей витков, образуемых служебными площадями первой и второй секции. Третья секция выполняется также в виде плоской платы. При применении третьей секции она соединяется последовательно с первой и второй секциями и включается по наведенной в ней ЭДС навстречу им. Таким образом, суммарная величина паразитных ЭДС, наведенных в части витков первой и второй секций, расположенных на служебных площадях обеих секций, компенсируется ЭДС, наведенной тем же магнитным полем в третьей секции катушки.

На фиг.4 изображены два варианта положений секций катушки в канале расходомера. Первый вариант (А) основной, соответствует случаю, когда третья секция не используется. В этом случае основные секции катушки располагаются в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости 9, проходящей через ось канала 8, и линию, соединяющую центры электродов 3, таким образом, что линия 3, соединяющая электроды и линии 6 каждой секции, находятся в плоскости 10, перпендикулярной оси канала 8. При этом секции касаются друг друга по плоскости 9 и соединены между собой последовательно и согласно.

Второй вариант (В) положения секций в канале соответствует случаю, когда влияние магнитного поля, проникающего через служебные площади секций, существенно и для его устранения применяется третья секция 11. В этом случае третья (дополнительная) секция 11 располагается между первой и второй в центральной части канала, под их служебными площадями и включается последовательно и навстречу им по полярности наведенной в ней ЭДС. При этом линия 7 третьей секции находится также и в плоскости 10, в которой находятся линии 6 секций двухзаходных спиралей и линия, соединяющая электроды 3.

Устройство работает следующим образом.

Индукционная катушка, состоящая из двух или трех секций, устанавливается в канале электромагнитного преобразователя расхода поверяемого расходомера. При включении тока питания преобразователя расхода в катушке наводится ЭДС, значение которой находится в определенном соотношении с сигналом на электродах преобразователя расхода при протекании по каналу заданного расхода. Эта ЭДС известным способом преобразуется с помощью преобразователя напряжения в сигнал, эквивалентный сигналу между электродами при заданном значении расхода жидкости, протекающей по каналу расходомера.

Повышение технологичности изготовления катушки достигается тем, что она выполняется из составных секций, каждая из которых по площади существенно меньше общей площади катушки.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР, 1. №627343, кл. G01F 25/00 1976.

2. Авторское свидетельство СССР №1103079, кл. G01F 25/00 1982.

Изобретение относится к технике градуировки и поверки имитационным способом. Индукционная катушка устройства для поверки, выполненная печатным способом, имеет две одинаковые секции, в каждой из которых витки выполнены по части поверхностной весовой функции, ограниченной линией, соединяющей ее особые точки, в которых сходятся все эквипотенциальные линии. Секции соединены между собой последовательно и согласно, расположены в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую центры электродов. Между двумя одинаковыми секциями может располагаться третья секция, включенная с этими секциями последовательно, навстречу им по полярности наведенной в ней ЭДС. Изобретение простое и технологичное в изготовлении, благодаря чему может быть использовано для расходомеров большого диаметра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Индукционная катушка устройства для поверки электромагнитных расходомеров, выполненная печатным способом, с возможностью расположения в канале поверяемого расходомера, отличающаяся тем, что имеет две одинаковые секции, в каждой из которых витки катушки расположены по эквипотенциальным линиям поверхностной весовой функции, при этом витки в каждой секции выполнены по части поверхностной весовой функции, ограниченной линией, соединяющей ее особые точки, в которых сходятся все эквипотенциальные линии, секции соединены между собой последовательно и согласно, расположены в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую центры электродов, и смещены относительно этой плоскости в противоположные стороны на равные расстояния, соответствующие более половины толщины платы секций, а линии, соединяющие особые точки у каждой секции, и линия, соединяющая центры электродов, находятся в одной плоскости, перпендикулярной оси канала.2. Индукционная катушка по п.1, отличающаяся тем, что имеет третью секцию, выполненную с возможностью расположения в центре канала расходомера между двумя одинаковыми секциями и включенную с этими секциями последовательно, навстречу им по полярности наведенной в ней ЭДС.