Способ измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01F1/56 

Изобретение относится к технике бесконтактного измерения расхода и может быть использовано для изме- рения расхода ферромагнитных пульп в ненапорных трубопроводах на горно обогатительных и металлургических предприятиях. Известен способ измерения расход в ненапорных трубопроводах, включаю щий измерение уровня потока в трубо проводе, реализуемый устройством, содержащем пьезометрические трубки и дифманометр Til. Недостатками известного способа я ляются низкие точность и измерение ра хода, а также надежность устройству, что обусловлено возможностью засоре ния пьезометрических трубок. Известен также способ измерения расхода, включающий создание переменного магнитного пол, пересекающего поток среды, и измерение измен ния магнитного поля при движении среды,и реализуемый устройством, содержащим датчик, вьтолненный в виде-диэлектрического участка рабочего трубопровода и к0мп енсатора с размещенными на каждом из них соосно первичной и вторичной обмот ками и измерительного устройства, к которому подсоединена вторичная обмотка. Первичная обмотка подключе к источнику напряжения переменного тока -CzJ. Недостатком известхтых способа и устройства для измерения расхода является низкая точность измерения расхода ферромагнитной жидкости в ненапорных трубопроводах, связанная с зависимостью выходного сигнала от магнитных свойств среды и сте пени заполнения трубопровода. Цель изобретения - повышение точности измерения расхода. Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, включающему создание переменного магнитног поля, пересекающего поток среды, и измерение изменения магнитного поля при движении среды, проводят непрерывный отбор представительной части потока среды с постоянным сечением, создают, переменное магни ное поле, пересекающее представительную часть потока среды, измеряю изменение этого магнитного поля и по отношению результатов измеретгий в представительной части и оснонном потоке судят о величине расхода. Кроме того, устройство для измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорных трубопроводах, содержащее датчик, выполненный в виде диэлектрического участка рабочего трубопровода и компенсатора с размещенными на каждом из них со- осно первичной и вторичной обмотками, и блок регистрации сигнала, снабжено дополнительным трубопроводом с пробоотборником, вторым датчиком и блоком отношения, причем дополнительный трубопровод подсоединен к рабочему трубопроводу с помощью пробоотборника, размещенного в нижней части рабочего трубопровода, второй датчик установлен на дополнительном трубопроводе, первичные обмотки обоих датчиков соединены последовательно и подключены к источнику напряжения переменного тока, а вторичные обмотки калздого датчика подклюг чены к входам блока,отношения, выход которого подключен к входу блока регистрации сигнала. На фиг,1 схематично изображено предлагаемое устройство для измерения расхода; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1, При создании переменных магнитных полей, пересекающих поток ферромагнитной жидкости в рабочем и дополнительном трубопроводах, и при движении жидкости изменение магнитного поля в рабочем трубопроводе пропорционально площади сечения трубопровода, заполненной жидкостью, и магнитным характеристикам среды, а изменение магнитного -поля в дополнительном трубопроводе, заполненном постоянно представительной частью.потока жидкости, пропорционально магнитным характеристикам среды. Отношение измерительных изменений магнитных полей, таким образом, зависит только от степени заполнения рабочего трубопровода, а при условии неизменного угла его наклона относительно горизонта - только от величины расхода жидкости, Устройство состоит из двух датчиков 1 и 2, включающих конструктивно идентичные чувствительные элементы 3 и 4, компеис чторы 5 и 6, каждый из которых coAPiwui cii.ciKv р);и:лоло- женные первичные 7-10 и вторичные 11-14 катугаки, блоков 15 и 16 отношения и регистрации сигналов рабочего (магистрального) 17 и дополнительного 18 трубопроводов и пробоотборник 19, который в простейшем случае представляет собой отрезок трубы с продольной (целью 20 либо один из серийно выпускаемьк пробоотборников предназначенных для отбора пробы пульпы от потока, протекающего по безнапорному трубопроводу, например щелевой пробоотборник типа ПЩ. Допол нительный трубопровод 18 подсоединен к выходу пробоотборника 19. Первичные катушки 7 - 10 каждого из чувствительных элементов 3 и 4 компенсаторов 5 и 6 выполнены в виде двух обмоток, включенных последовательно-согласно и расположенных одн от другой на расстоянии, равном их радиусу,по обе стороны от вторичных катушек II - 14, выполненньк в виде одной обмотки. Чувствительный элемент 3 датчика 1 установлен на диэлектрическом участке магистрального 17, а чувствительньй элемент 4 датчика 2 - на диэлектрическом участке дополнительного трубопровода 18. Выход датчика 1 соединен с первым, а выход датчика 2-е вторым выходом блока 15 отношения сигналов Выход последнего соединен с входами блока 16 регистрации сигналов. Пер-вичные катушки 7-10 чувствительных элементов 3 и 4 и компенсаторов 5 и 6 датчиков I и 2 создают переменные магнитные потоки, которые наводят трансформаторные ЭДС во вторичных катушках 11-14 чувствительных элементов 3 и 4 и компенсаторов 5 и -6. При отсутствии ферромагнитной жидкости в магистральном I7 и дополнительном 18 трубопроводах трансфЬрматорные ЭДС, наведенные во вто ричных катушках Пи 12 чувствительных элементов 3 и 4, компенсируются трансформаторными ЭДС, наведенными во вторичных катушках 13 и 14 компенсаторов 5 и 6 соответственно. При появлении потока ферромагнит ной жидкости 21 в магистральном тру бопроводе 17 часть 22 потока этой жидкости через щель 20 пробоотборника 19 поступает в дополнительный трубопровод 18. Магистральные потоки соядаваемые первичными катушками 7 и S чувствительных элементов 3 и 4, 53 возрастают пропорционально количеству магнитного материала в жидкости, а на входы блока 15 отношения сигналов с выходов датчиков 1 и 2 поступают сигналы a.Ct) и a2(t) соотв& тственно. Уровень за:.олнения ферромагнитной жидкостью 21 магистрального трубопровода 17 в процессе изменяется, а заполнение дополнительного трубопровода 18 остается неизменным, что достигается выбором соответствующего размера щели 20 пробоотборника 19, поэтому сигнал aj(t), поступающий с выхода блока 15 отношения сигналов на вход блока 16 регистрации сигналов, изменяется пропорционально объему ,V (t) жидкости, прютекающей в момент времени t через диэлектрический участок магистрального трубопровода 17, т.е. оц() K,/(t)3cU) Sv(t); KjV а (t) l5 де - постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции и чувствительности датчиков 1 и 2 соответственно; 3(t) x(t):(ib -магнитная восприимчивость жидкого материала;x(t) - удельная магнитная восприимчивость;d.(t) и V2 - соответственно плот- ность и объем яаадкости, протекающей через диэлектрический участок дополнительного трубопровода 18, Применение предлагаемых способа устройства, реализующего способ, озволяет повысить точность измереия, что достигается исключением лияния мешающих факторов, воздейтвующих одновременно на оба датчика: зменение температуры, нестабильность апряжения сети переменного Toka, зменение вещественного состава кидкого материала и т.п., в процессе еления сигналов а (t) на ). Преимуществом предлагаемых спосоа и устройства измерения расхода

J11386536

ферромаЛ1итной жидкости является ства, обусловленная бесконтактным также простота их реализации, оболу- методом измерения и отсутствием поджирания и высокая надежность устрой- вижных элементов в его конструкции.

7 , J /Г У У

{.Способ измерения расхода ферромагнитных жидкостей в ненапорюлх трубопроводах, включакщ создание переменного магнитного поля, пересе- канздего поток среды, и измерение изменения магнитного поля при движении среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, проводят непрерывный отбор предварительной части потока среды с постоянным сечением, создают переменное магнитное поле, пересекакщее предва- рите.пьиую часть потока среды, измеряют изменение этого магнитного поля и по отношению результатов измерений в представительной части и основном потоке судят о величине расхода. 2. Устройство для измерения расхода ферромагнитных жидкостей в не- напорных трубопроводах, содержащее датчик, выпoJшeнный в виде диэлектрического участка рабочего трубопровода и компенсатора с размещенными на каждом из них соосно первичной и вторичной обмотками, и блок регистрации сигнала, отличающееся тем что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным трубопроводом с пробоотборником, вторым датчиком и блоком отношения, причем дополнительный трубопровод подсоединен к рабочему трубопроводу с помощью пробоотборника, размещенного в нижней части рабочего трубопровода, 09 второй датчик установлен на допол00 Од нительном трубопроводе, первичные обмотки обоих датчиков соединены последовательно и подключены к источсл нику напряжения переменного тока, СА a вторичные обмотки каждого датчика подключены к входам блока отношения, выход которого подключен к входу блока регистрации сигнала.