ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (РАСХОДА) ПОТОКА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Советский патент 1970 года по МПК G01F1/58 

Изобретение относится к области измерения расхода (скорости) электропроводящих сред бесконтактным способом.

Известные устройства для измерения скорости движения электропроводящих сред, использующие датчики пульсирующего магнитного поля, имеют существенные недостатки: во-первых, наличие двухканального компенсирующего устройства, во-вторых, в процессе измерения необходимо менять чистоту тока возбуждения таким образом, чтобы скорость движения одной из компонент пульсирующего поля совпала со скоростью движения проводящей среды. Такой процесс измерения исключает применение указанного устройства для измерения нестационарных потоков.

Известные устройства не применимы также для измерения малых скоростей (расходов), так как в этом случае требуется малая скорость компонент поля, а следовательно, и низкая частота тока возбуждения. В этом случае индуктируемые токи в металле малы и, следовательно, чувствительность устройства низка. Переменная частота питания практически не позволяет применять избирательные устройства в усилителях, что значительно снижает помехоустойчивость расходомера.

требует дополнительного генератора тока возбуждния, так как можно использовать промышленные источники питания частотой 50 г-1{.

Для этого измерительная система предлагаемого измерителя снабжена двумя группами приемных катушек, одна из которых, измеряющая вихревую составляющую вторичного поля, расположена в максимуме поля возбуждения, а другая, измеряющая скоростную составляющую вторичного поля, расположена в плоскостях с нулевым значением поля возбуждения, причем мерой скорости служит отношение индуцированных э.д.с. в обеих группах катушек.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Датчик измерителя расхода представляет собой два линейных индуктора /, на зубцах которых размещены намагничивающие 2 и приемные 3 и 4 катушки. Намагничиваюшие катушки расположены через зубец и соединены так, что при прохождении переменного тока они создают в рабочем зазоре пульсирующее магнитное поле, меняющееся по закону.

B B(, cosax, где 5о - амплитуда магнитной индукции поля

Распределение поля в зазоре вдоль оси х показано на чертеже.

Приемные катушки 3 к 4 соединены таким образом, что образуют две группы. Группа катушек 4 находится в максимуме поля возбуждения, а группа катушек 5 - в нулевом значении этого поля.

Применение двух идентичных индукторов, располол :енных один над другим, исключает влияние взаимного смеш;ения индукторов в процессе эксплуатации прибора на его показания.

Э.Д.С., наводимая в группе катушек 3, в силу геометрического расположения обусловлена только движением проводяшей среды в канале 5. Она пропорциональна частоте тока возбуждения, проводимости среды, скорости движения и для линейного участка частотной характеристики может быть записана следующим образом;

&,, o)V,(I)

где k - коэффициент, зависящий от числа витков и геометрических размеров катушки;

В - индукция ПОЛЯ возбуждения;

V - скорость движения контролируемой среды;

а -электропроводность среды.

Э.Д.С., наведенная в другой грунпе катушек, обусловлена, во-первых, прямым полем катушек возбуледения и, во-вторых, вихревой составляющей вторичного поля. Если среда в зазоре отсутствует, то отсутствует вихревая составляющая вторичного поля. В этом случае Э.Д.С., наведенная в группе катущек 4, обусловлена только прямым полем катушек возбуждения. Эта э.д.с. компенсируется при помощи устройства 6, питаемого от шунта 7, включенного в цепь катущек возбуждения. Таким образом, при наличии проводящей среды сигнал

в группе приемных катущек 4 пропорционален электропроводности среды и квадрату частоты

е

(2)

В силу гармонической структуры поля и одинаковых геометрических размеров и числа витков катущек 5 и 4 коэффициенты k. и индукция В в соотнощениях (1) и (2) равны. 0 Отношение этих напрялсений дает отношение скорости проводящей среды к скорости движения бегущих компонент поля

е аи V,„,

о - с. 2./

Величина скорости определится как

v .

«

Э.д.с. двух групп катущек подается на схему измерения отношения (логометр). Шкала прибора при известных величинах полюсного шага и частоты питания градуируется непосредственно в единицах скорости (расхода).

5Предмет изобретения

Измеритель скорости (расхода) потока жидкого металла, содержащий линейный индуктор пульсирующего магнитного поля и измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью

0 исключения зависимости результатов имерения от изменения электропроводности среды и изменения геометрических параметров датчика, измерительная система снабжена двумя группами приемных катушек, одна из которых,

5 измеряющая вихревую составляющую вторичного поля, расположена в максимуме поля возбуждения, а другая, измеряющая скоростную составляющую вторичного поля, расположена в плоскостях с нулевым значением поля

возбуждения, причем мерой скорости служит отнощение индуцированных э.д.с. в обеих группах катушек.