Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК G01F1/58 

и

Фиг. . 2. Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структзф в потоке электропроводящей жидкости, содержащий трубу с двумя электродами, установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, полярная ось которого направлена вдоль 33 диаметра трубы, отличающий с я тем, чтЪ, с -целью повышения отношения полезногосигнала к помехе, первый электрод установлен в точке пересечения полярной оси магнита с трубой, а второй электрод - в точке тру бы,электрический потенциал которой притечении жидкости равен нулю.

Изобретение относится к измеритеной технике, а именно к устройствам для регистрации прохождения турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, применяемым, в частности, в турбулентных меточных корреляционных расходомерах.

Известен преобразователь для регистрации турбулентных структур, основанный на измерении флуктуации индуцированного магнитного поля и содержащий источник стационарного магнитного поля и приемную катушку, с которой снимается сигнал, коррелированный с прохождением турбулентной структуры в магнитном поле преобразователя tl.

Недостатком устройства является чувствительность к флуктуациям расхода жидкости, что обусловлено пропорциональной зависимостью величин индуцированных замкнутых токов и соответственно индуцированног магнитного поля на краях зоны приложения внешнего магнитного поля от средней скорости потока. При наличии флуктуации расхода это существено снижает отношение Полезного сигнала к некоррелированной помехе.

Известен также электромагнитный преобразователь,содержащий трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках, размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оси трубы и диаметру, по которому установлены электроды 2.

Известен также электромагнитный преобразователь, содержащий трубу с двумя электродами, установленными

на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит,полярная ось которого направлена вдоль диаметра трубы, а электроды установлены вблизи стержневого магнита на хорде трубы, перпендикулярной его полярной оси 33.

Известен также эондовый электромагнитный преобразрватель, аналогичный 3, но с магнитной системой помещенной внутрь контролируемого потока 4.

Общим недостатков известных преобразователей является чувствительность регистрируемой ЭДС к флуктуациям расхода в контзфе, что снижает отношение полезного сигнала к некоррелированной помехе, связанной с флуктуациями средней скорости потока.

Целью изобретения является повьш1ение отношения.полезного сигнала к некоррелированной помехе,связанной с флуктуациями средней скорости потока.

Поставленная Цель достигается тем, что по первому варианту в электромагнитном преобразователе для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, содержащем трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оси трубы, диаметр, по которому установлены злектроды, ориентирован параллельно магнитному полю.

Поставленная цель достигается также тем, что по второму варианту в электромагнитном преобразователе для регистрации турбулентных структу в потоке электропроводящей жидкости, содержащем трубу с двумя электродами установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, полярная ось которого, направлена вдоль диаметра трубы, первый электрод установлен в точке пересечения полярной оси магнита с трубой, а второй электрод - в точке трубы, электрический потенциал которой при течении жидкости равен нулю. На фиг.1-7 приведены варианты вьшолнения электромагнитного преобразователя. Преобразователь по первому вариан ту (фиг. и 2) содержит П-образный магнит 1 с полюсными наконечниками 2 охватывающими контролируемьй участок потока в стальной круглой трубе 3. Магнит создает поперечное магнитное поле с вектором 4 магнитной индукции перпендикулярным направлению потока 5. Электроды 6 и 7 преобразователя установлены на наружной поверхности трубы 3 на концах диаметра, параллельного вектору 4 магнитной индукции. Турбулентная структура (завихрение) 8 (фиг.1)- перемещается с потоком через преобразователь. Преобразователь по второму вариан ту (фиг.З) .содержит установленньй на наружной поверхности трубы 3 стер надой матнит 9, полярная ось 10 которого направлена по диаметру трубы создающий магнитное поле в прилежащей к полюсу области потока. Один электрод 6 преобразователя установлен под полюсом магнита в точке пересечения полярной оси 10 со стенкой трубы 3. Второй электрод 7 установлен в любой другой точке труб где электрический потенциал при тече НИИ жидкости равен нулю, например, вне области индуцированного потоком электрического поля. Конструкция преобразователя,изоб раженного на фиг. 4 и 5, аналогична приведенной на фиг.З. Электроды 6 и преобразователя установлены на концах диаметра трубы, совпадающего с осью 10 намагниченности. Зондовый преобразователь (фиг.6 и 7) содержит полньй герметичньй корпус 11, внутри которого установлен стержневой магнит 12с полярной сью 13, совпадающей с диаметром корпуса. Магнитное поле через стену корпуса 11 проникает, в набегаюий поток. Электроды 6 и 7 преобазователя установлены на стенке орпуса на концах диаметра, совпадаюего с полярной осью 13 магнита 12. Преобразователь работае т следующим образом. Турбулентная структура (завихрение) 8 вместе с потоком электропроводной жидкости 5 транспортируется через участок канала, контролируемый посредством преобразователя. Прохождение тзфбулентной структуры изменяет форму профиля скорости в области магнитного поля преобразователя и распределение индуцированного электрического поля, что регист-рируется в виде флуктуации разности потенциалов, снимаемой с электродов 6 и 7 относительно среднего значения, равного или близкого к нулю в отсутствие турбулентной структуры в контролируемой зоне. Зарегистрированная флуктуация разности потенциалов подвергается дальнейшей обработке, например, подается в корреляционную схему турбулентного меточного корреляционного расходомера. Предложенные варианты электромагнитного преобразователя для регистрации прохождения турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости - иеспечиваютповьщ1ение оонощения полезного сигнала к некорреj-ированной помехе, связанной с флуктуацией средней скорости потока, и практически полностью исключают влияние помех, связанных с флуктуа-, циями средней скорости потока. При идеальной точности установки элек P o отношение полезного сигнала к некоррелированной помехе стремится к бесконечности. При небольшой погрешности установки электродов указанное отношение остается достаточно высоким, и флуктуации расхода практически не сказьюаются на результатах измерений. Использование преобразователя в экспериментальных исследованиях структуры турбулентного потока суще-f ственно повьш1ает надежность получаемых экспериментальных данных. При , разработке турбулентных меточных