Способ поверки и градуировки электромагнитных расходомеров Советский патент 1983 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к приборостроению, точнее к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров (ЭМР).

Известен способ поверки и градуиров ки ЭМР путем пропускания через канал расходомера заданного значения потока жидкости и сличения показаний расходомера с величиной расхода жидкости, протекающей через прибор 1.

Однако этот способ требует примене кия сложных дорогостоявшх и громоздких образцовьис расходомерных стендов

Наиболее близким к предлагаемому является способ поверки и градуировки ЭМР путем измерения распределения магннггного поля по линиям уровня поверхностной весовой функции и его характерного линейного размера, в качестве которого используется средний диаметр канала, определена ный либо на всем протяжении изолированного слоя, либо только в центральном сечении, где расположены электроды 23,

Недостатком известного способа является недостаточная точность вследствие того, что средний диаметр канала ЭМР (или диаметр центрального .сечения) не рсегда достаточно полно и точно опреде- ляет характерный размер, следовательно и градуировочную характеристику ЭМР.

Сигнал расходомера можно представить в виде и TWxBvNz 3r , где

Т - активная зона канала, Vy - х-ком1гонента i объемной весовой

функции, характеризующая вклад в сигнал отдельных участков . активной зоны канала,

В - у-компонента индукции магнитно-, го поля,

N-г.- Z -компонента скорости потока.

Компонента Wy определяется геометрической формой канала и местом расположения измерительных электродов. Под характерным линеййым размером с определенной условностью можно пойимать линейный параметр, огфеделяемый вьфажонием Х (ЗТ . Прячем под активной зоной Т теоретически понимается суммарный объем канала расходомера и подсоединенного к нему трубопровода, а практически только участок канала ЭМР, футерованный- изо ляционным слоем.

Поверхность канала расходомера часто может иметь различные виды отклонения формы от принятой расчетной модели: 6o4Kd образность, седлообразность, конусность и т, п., а так отклонение от круглости поперечного сечения канала Совальность, эллипсность, ограака, волнистость, шероховатость) , вызванные, спецификой технологии выполнения внутреннего изоляционного слоя, материалом слоя, фактурой и пр.

ЕСЛИ по какой-либо причине форма канала ЭМР имеет отклонения от цилиндрической, то при применении известного способа градуировки и поверки погрешности только за счет неточности огфеделения . , характерного линейного состав,- ляет О,2-О,5%. Это объясняется тем, что принятие среднего диаметра канала на всем протяжении изоляционного покрытия, либо диаметра центрального сечения в качестве характерного линейного размера не правильно, так как они не строго опреде- ляют градуировочную характеристику расхо домера,

Целью изобретения является повышение точности поверки и градуировки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поверки и градуировки ЭМР, основанному на измерении растфеделения магнитного поля по линиям уровня поверхностной весовой функции и характерного линейного размера - средне, го диаметра канала датчика, расходомера, средний диаметр канала опреде1 |яют на участке между его поперечными сечениями, проходящими через точки по координйте, совпадающей с осью канала, характее риаующиеся максимальным и минимальным значениями первой производной KoKiпоненты объемной весовой функции, параллельной линии, соединяющей электроды.

В йтом случае существенно сюажается влияние неточности определения характерного линейного размера на точность поверки и градуировки ЭМР. По данным результатов эксперемента погрешность градуировки и поверки такого происхождения не превышает 0,13-0,21%.

На фиг. I в трехмерной системе прямоугольных коорд ат, представлен канал расходомера 1, электроды 2 и 3, индукция магнитного поля BV , скорость потока V-jr , радиус канала z . Через X,Z обозначены прямоугольные координатные . оси.

На фиг. 2 представлены линии компоненты ЧУу объемной весовой функции, даю щие наглядное представление о характере изменения вдоль оси канала Z . Линия JV-n (% , л51 О) соответст- t вует изменению у. вдоль образукяцей внутренней поверхности канала, проходящей один из электродов. Линия Х ( О , V-) соответствует изменению V образующей внутренней поверхности .канала, проходящей через точку X о, ----г , Z О (равноудаленную от электродов). На фиг. 3 представлено продольное сечение канала расходомера в плоскости проходящей через ось X и Z , Вся активная зона Т канала ЭМР заключена между поверхностями /- О (это крайние поверхности). Протяженность активной зоны вдоль оси Z определяется длиной изолированного участка канапа рас ходомера. Внутри активной ионы V О. Эту активную, зону можно разбить на три зоны: I - зона высокого значения , это центральная часть активной зоны каркала, ограниченная поверхностями .-.,V, N«:- 0 , две зоны 11 зоны низкого значения ве совой функции, они находятся на периферии; две зоны И| - зоны высокого градИ ента весовой функции, онинаходятся на границе между зонами 1 и || . Основ ной вклад в сигнал вноситтолько зона вьюокого значения весовой функции, поскольку в этой зоне к тому же находит ся -высокое значение и магнитного толя. Поэтому необходимо измаять средний диаметр не всего канала или центральног течения, а только % пределах области на-i иболее высокого знaчe ия ViC/ , т. е. на участке между максимальным и миниМаль ным значениями первой производной по 1О

JTT; у-0 314 координате, совпадающей с осью канала, компоненты объемной весовой функшш, параллельной линии, соединяющей электроды. Участок между максимальным-и минимальным значениями первой производной Wx определяется расчетнь1М или экспериментальным путем. Для расчета может бьпъ использован ЭВМ, при аакспёримеигальном определевви участка функция Х/х представляется как отношение градиента потенциала в рассматриваемой точ ке активной зоны канала к на11ряже|шо между электродами. Определёвне Wjt проиэводтх;я по методике, электрического моде лщэования электрического поля в 1фоводящей среде. Характеристшса 4Vy строит ся в виде графика и методом графячес- кого дифференцирования определяется участок на котором следует измаять средНИИ диаметр канала. Измерительный учас ток достаточно определить с весьма невысокой точностью, поскбльку величина отклонений формы канала от цилиндрической на порядок меньше отклонений диаметра канала. После того, как определен участок измероаия среднего диаметра, средний диаметр определяют либо гидроста тическим способом j либо с помошью нндн аторного нутромера. Технико-экономический аффект от нрн менения данного изобретения за счет повышения точности поверки и градукровки на 0,2-0,3% составляет ориштировочно too тыс, руб. на три установки.

W)( кии

fj,

Wa.0

С1ЮСОБ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКЙ ЭЛБКТРОМАгаИТНЫХ Р|СХОДОМЕРОВ, , основанный на измерении рас пределишь магнитного вооа по яшхям повархвоствой ввсЬсм фуввавя я характерного-линейного раамеф i срвпнего диаметра канала |М1сходоме4 ра, отличающийся геял ЧТО| с целью повышешш точности поверки к градуировки, средний диаметр канала ределяют .. на участке между его по перечными сечениями, 1фоходи1цимн через ; точки по координате, совпадающей с осыо канала, харакгериэукяоиеса максимальном;, и минимальным: жхачениями первой проваводной компоненты объемной весоцрй НИИ, шфаллепьной линии, соепиняхяцсй влер ктроды. О N9 О О9