Электромагнитный измеритель скорости потока Советский патент 1993 года по МПК G01P5/08 G01F1/32 

Изобретение относится.к измерительной технике и может быть использовано в. ргзличных отраслях народного хозяйства для измерения скорости слабопроводящих жидкостей, например молочных продуктов.

Цель изобретения - повышение чувствительности, надежности и помехоустойчивости.

На фиг. 1 показана конструкция электромагнитного измерителя скорости, продольный разрез; на фиг. 2 - его функциональная схема.

Измеритель скорости содержит трубоп- 1, внутри которого перпендикулярно его продольной оси установлен вихреобра- зу ощий элемент 2, за передней кромкой которого на фиксированном расстоянии ОД1Н относительно другого в среднем про- до;тьном сечении трубопровода 1 установлены первый 3 и второй 4 измерительные электроды. Электроды 3 и 4 установлены в приделах полюсов 5 магнитной системы. Трубопровод 1 выполнен из немагнитного

материала, при этом материал может быть как электропроводным, так и неэлектропроводным, а сам трубопровод 1 может иметь форму цилиндра или прямоугольника. Расположение третьего измерительного электрода 6 зависит от электрических свойств материала трубопровода 1. Если последний электропроводный (нержавеющая сталь, латунь и др.), то электрод 6 расположен между электродами 3, 4. При изготовлении трубопровода 1 из неэлектропроводного материала (различного рода пластмассы, фторопласт и др.) электрод 6 располагается перед передней кромкой вихреобразующе- го элемента на расстоянии, не превышающем (6.2-1.0)Н, где Н - высота трубопровода. При этом электроды 3,4 электроизолированы оттрубопровода 1 и размещены один относительно другого на расстоянии (0,5-0,8)Н, причем первый электрод 3 удален от передней кромки вихреоб- разующего элемента 2 на расстояние, равное (0,3-10)Н. Электрод 6 при применеСО

со

00 XJ 00

ю

со

кии электропроводного трубопровода 1 электрически соединен с ним. Полюса 5 магнитной системы расположены в плоскостях, перпендикулярных продольной оси вихре- образующего элемента 2. Блок обработки сигнала содержит анализатор спектра 7, частотомер 8 и коррелометр 9, входы которых через дифференциальный усилитель 10 и соответствующие полосовые усилители 11, 12 соединены с измерительными электродами 3, 4, 6. При этом первый 3 и второй 4 электроды через дифференциальный усилитель 10 подключены к анализатору спектра 7, один из входов полосовых усилителей 11, 12 объединен и подключен к третьему электроду 6. а их вторые входы подключены соответственно к первому 3 и второму 4 измерительным электродам. Кроме того, пара электродов 3-6 через полосовой усилитель 12 подключена к частотомеру 8.

Измеритель скорости работает следующим образом,

Пульсации скорости жидкости, возникающие в результате взаимодействия потока с вихреобразующим элементом 2 в однородном постоянном магнитном поле, образованном полюсами 5 магнитной системы, вызывают пульсации электрического напряжен им на электродах 3-4,3-6, 4-6, частота котсрь;х пропорциональна скорости жидкости. Пульсации скорости генерируются вихрями Кармана, образующимися за вихреобрйзующмм элементом. Фоновая со- сгавля 0 1 .зя сигнала компенсируется за счет дифференциального включения электродов 3-4 на усилитель 10 и электродов , 4-6 на входы соответствующих полосовых усилителей 11, 12. Анализатор спектра 7 выделяет из смеем типа сигнал+шум гармоническую составляющую, обусловленную вихрями Кармана, Проградуировзнная в единицах скорости (расхода) частота этого колебания служит ее (его) мерой. С помощью коррелометра 9 определяют время переноса вихрей Кармана на расстояние между электродами 3, 4, что позволяет производить поверку измерителя в процессе эксплуатации. Частотомером 8 пользуются при малой зашумленности выходного сигнала усилителей 10-12. Каждый из измерителей - анализатор спектра 7, коррелометр 9, частотомер 8 - используется как самостоятельно, так и в различных комбинациях друг с другом, дополняя информацию и повышая точность измерений по всем каналам.

Выбор расстояния между электродами и передней кромкой вихреобразующего элемента осуществлен на основании проведенных экспериментальных исследований, в ходе которых определялась надежность

сохранения и регистрации вихрей в зависимости от расстояния от вихреобразующего элемента, формы его выполнения и диапазона контролируемых скоростей. Заявленный измеритель скорости потока может быть использован в составе расходомеров, предназначенных для работы в хорошо.и слабопроводящих средах. Формула изобретения

1. Электромагнитный измеритель скорости потока, содержащий трубопровод, внутри которого перпендикулярно его продольной оси установлен вихреобразующий элемент, за передней кромкой которого в

5 среднем сечении трубопровода установлены два электрически изолированных от трубопровода измерительных электрода, размещенные в пределах магнитной системы в плоскости, перпендикулярной вектору

0 индукции магнитного поля, и соединенные с блоком обработки сигнала, отличающийся тем, что введен третий измерительный электрод, полюса магнитной системы, создающие магнитное поле, параллельное

5 оси вихреобразующего элемента, расположены с внешней стороны трубопровода, выполненного из немагнитного материала, в плоскостях, перпендикулярных оси вихреобразующего элемента, при этом измери0 тельные электроды установлены последовательно по одной образующей на внутренней поверхности трубопровода на фиксированных расстояниях один от другого и вихреобразующего элемента, причем

5 первый и второй измерительные электроды подсоединены к входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом анализатора спектра, кроме того, первый и второй измерительные электроды

0 подсоединены к первым входам соответствующих полосовых усилителей, вторые входы которых объединены и подсоединены к третьему измерительному электроду, выход первого полосового усилителя соединен с

5 входом блока измерения частоты и первым входом коррелометра, второй вход которого соединен с выходом второго полосового усилителя.

2. Измеритель скорости по п. 1, о т л и- 0 чающийся тем, что первый измерительный электрод удален от передней кромки вихреобразующего элемента и второго измерительного электрода на расстояния, равные соответственно (0,3-10)Н и (0.5- 5 0,8)Н, где Н - высота трубопровода.

3. Измеритель скорости по пп. 1 и 2, о т- ли чающийся тем, что трубопровод выполнен из электропроводного материала, при этом третий измерительный электрод электрически соединен с трубопроводом и

51838789 б

установлен между первым и вторым изме- выполнен из неэлектропроводного матери- рительными электродами.ала, при этом третий измерительный электрод установлен перед передней кромкой

4. Измеритель скорости по пп. 1 и 2, о т- вихреобразующего элемента на расстоя- личающийся тем, что трубопровод 5 нии, не превышающем (0,2-1,0)Н от нее.

Использование: измерительная техни- кг, а именно измерение скорости хорошо и с/абопроводящих жидкостей. Сущность изобретения: измеритель содержит три измерительных электрода, два из которых электроизолированы от электропроводящего трубопровода, а третий электрически соединен с ним. Электроды подключены к входам блока обработки сигнала, включающего в себя анализатор спектра, блок измерения частоты, коррелометр, что позволяет производить проверку измерителя в местах эксплуатации. Электроды установлены на заданных расстояниях один относительно другого и передней кромки вихреобразую- щего элемента. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

XX4XVSXXXVSXVS7

W

Фиг.1

.«fcte/