Датчик электромагнитного расходомера Советский патент 1976 года по МПК G01F5/00 

(54) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСХОДОМЕРА

Изобретение относится к области измериг-ельиой техники, а именно к электромагнитным расходомерам, применяющимся преимущественно для трубопроводов большого диаметра, Известны датчики электромагнитных расходомеров, состоящие из мерного участка трубопровода, магнитной системы, расположенной на трубопроводе, и электродов, вмонтированных в мерный участок и контактирующих с протекающей жидкостью. Недостатки известных расходомеров заключаются в трудностях изготовления датчиков большого диаметра и их гоадуировкидля измерения расхода жидкостей, протекающих по трубопроводам больших диаметров: с увеличением диаметра возрастают габариты маг нитной системы и потребляемая ею мощност Градуировка датчиков производится на сложных по конструкции и дорогих по стоимости метрологических стендах, на которых через датчики прокачивается большое количество жидкости. Кроме того, магнитная система, изготовленная для одного типоразмера датчика, уже ке может использоваться для других типоразмеров. Это требует изготовления большого числа типоразмеров магнитных систем. Цель изобретения - проведение градуировки при расходах, меньших измеряемых, и исключение необходимости градуировки при рабочих значениях расхода. Это достш ается тем, что в предлагаемом датчике преобразователь расхода выполнен в виде двух коаксиально расположе ных и снабженных электродами труб из электроизоляционного материала, между которыми находится обмотка возбуждения, и установлен внутри мерного участка трубопровода, причем измерительные электроды размещены на внешней поверхности наружной трубы преобразователя, а граЯуировочные - на внуо ренней поверхности внутренней трубы, используемой для прокачивания жидкости при градуировке. На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый датчик, общий вид; на фиг, 2 - раэрез по А - А на фиг. 1, Датчик включает мерный участок трубопровода 1, коаксиально расположенные трубы 2 и 3, обмотку 4 возбуждения, градуировочные электроды 5, измерительные эпектроды 6, обтекатели 7, крышку 8 люка, стой ку 9 и крышку 10. Внутри мерного участка трубопровода 1, сделанного из материала основного трубопровода, в котором измеряется расход, ра&мещается электромагнитный преобразователь расхода, последний выполнен в виде двухкоаксиально расположенных труб 2 и 3. Между трубами из электроизоляционного материала находится обмотка 4 возбуждения. На внутренней поверхности внутренней трубы 2 расположены градуировочные электроды 5, а на нарух ной поверхности внешней трубы 3измерительные электроды 6. Мерный участок трубопровода выполнен из того же материала что и основной трубопровод. Наружный диаметр трубы 3 выбирается значительно меньшим внутреннего диаметра мерного участка трубопровода, например, в 10 или более раз Электромагнитный преобразователь расхода при помощи двух стоек 9, имеюшиих в плане обтекаемую форму, крепится к крышке 8 лю ка. Через эти стойки наружу выводятся провода от обмотки возбуждения, градуировочны и измерительных электродов (провода на чер теже не показаны,) Выводы от проводов закрываются крышкой 10. Торцовые части электромагнитного преобразователя закрыты обтекателями 7. Принцип действия датчика электромагнитного расходомера основан на следуюшем. При протекании измеряемой Лсидкости через датчик между преобразователем и мерным участкам трубопровода на измерительных эле тродах 6 возникает разность потенциалов. Когда жидкость течет по внутреннему каналу преобразователя, образованному трубой 2 на градуировочных электродах 5 возникает разность потенциалов, пропорциональная расходу жидкости в канале. По закону непрерыв ности распределения магнитной индукции и равенства магнитных потоков по внутренней I и внешней Ц областях электромагнитного преобразователя, при одинаковой средней ско рости жидкости, по сечению этих областей разности потенциалов на градуировочных и измерительных электродах почти равны и отличаются только на множитель, близкий к единице. Величина этого множителя зависит только от соотношения геометрических размеров преобразователя и мерного участка трубопровода. Предлагаемый датчик работает следующим образом. После изготовления электромагнитного преобразователя расхода он градуируетс На стенде, соответствующем внутреннему диаметру трубы 2. Для этого градуировочные электроды 5 подключаются к вторичному прибору, и по внутреннему каналу трубы 2 лрокачивается жидкость с различными скоростями. Пределы изменения расхода жидкости при градуировке выбираются с учетом того, что при одной и той же, средней по сечению, скорости отношение расходов в канале внутренней трубы преобразователя и мерного участка трубопровода определяется отношением квадратов юс диаметров. Например, при отношении диаметров 1:10 отношение расходов равно 1:99, то есть наибольшее значение расхода при градуировке в 99 раз меньше максимального значения расхода, подлежашего измерению По окончании градуировки электроды 5 отключаются от вторичного прибора. Электромагнитный преобразователь расхода закрывается обтекателями 7 и крепится к стойкам 9, закрепленным на крышке 8 люка. После этого крышка люка вместе с преобразователем расхода устанавливается на мерном участке провода, и ко вторичному прибору подключаются провода от измерительных электродов 6. Для повышения чувствительности электромагнитного преобразователя расхода в его внутренний канал после градуирогзкк можно устанавливать магнитопровод. Его влияние на градуировочные характеристики учитывается введением коэффициента, равного отношению индукции в нескольких характерных точках внешней области II до и после установки магнитопровода, например, вблизи измерительнььч электродов. В различных отраслях промышленности встречаются задачи измерения расхода жидкостей, движущихся по коаксиально расположенным трубопроводам. Такой случай встречается в теплообменниках и подобных устройствах химической промышленности, В этом случае предлагаемый датчик имеет преимущества, так как, подключая градуировочные и измерительные электроды к двум независимым вторичным приборам, можно при помощи одного преобразователя контролировать расходы в независимых коаксиальных трубо проводах или поддержать определенное соотношение этих расходов. Формула изобретения Датчик электромагнитного расходомера преимущественно для трубопроводов большого диаметра, содержащий участок трубопровода с электромагнитным преобразователем расхода, отличающийся тем, что. с целью проведения градуировки при расходах, меньших измеряемых, и исключения необходимости градуировки при рабочих значениях расхода, жидкости, преобразователь рас хода выполнен в виде двух коаксиально расположенных и снабженных электродами труб из электроизоляционного материала, между которыми находится обмотка возбуждения, и

2383 442 726б установлен внутри мерного участка трубопровода, причем измерительные электроды размещены на внешней поверхности наружной трубы преобразователя, а градуировочные 5 на внутренней поверхности внутренней трубы, используемой для прокачивания жидкости фи градуировке.