Электромагнитный расходомер Советский патент 1977 года по МПК G01F1/56 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР

1

Изобретеиие относится к области измерения расхода жидкости электромагнитнь№« методом.

Известны датчики расходомера{1, которые содержат магнитную системуi создгиощую в трубопроводе магнитное поле, перпендикулярное продольной оси и электроды на противоположных стенках, причем линия, соединяющая электроды, перпендикулярна индукции поля, При использовании датчиков расхода в напорных трубопроводах используют точечные электроды, однако весовая функция Шерклифа для точечных;электродов неоднородна, что приводит к значительной погрешности при неосимметричной эпюре скоростей.

Известны расходомерыf23/ в которых при использовании канала прямоугольного сечения и электродов - проводящих стенок - весовая функция однородна. Однако ввиду ограничения длины прибора вдоль потока имеет место трехмерное распределение потенциала, а не двухмерное. Влияние концевых эффектов связанных с трехмерным распределением потенциала, снижается при увеличении длины прибора. Увеличение длины электродов приближает суммарную весовую функцию к идеальной (при постоянной

ширине зоны искривленной весовой функции по концам электродов возрастает однородный средний участок), однако, соответственно должна увеличиваться и магнитная система. За счет наличия градиента магнитного поля на концах магнита в жидкости возникают циркуляционные токи в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Это снижает итоговую разность потенциалов на электродах. Поэтому размеры магнитной системы должны превышать размеры электродов, которые необходимо размещать в зоне наиболее однородного, магнитного поля. Таким образом, при стремлении приблизить датчик к идеальному рас тут его габариты и потребляемая магнитной системой энергия.

Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет обеспечения однородной весовой функции между электродами при конечной их длине. Для этого используется составной электрод: три расположенных рядом пластины. Центральный электрод является измеритёльн лм, а на боковых электродах поддерживается тот же потенциал, что и на измерительном, Поле в межэлектродной зоне такое же, какое и при сплошных электродах плоскопараллельное в центральной части и искгикенное по краям, так как создается искусственно эквипотенциальная поверхность у составного электрода. Поэтому и весовая функция для центрального измерительного электрода является строго однородной. Ввиду использования узких электро дов весь датчик имеет мгшые габариты по длине канала. Однородное магнитно поле необходимо создавать лишь в зоне среднего электрода, так как краевые участки магнитного поля находятс охранных электродов, при этом размеры магнитной системы относитель но электродов уменьшаются. На чертеже показан предлагаеквлй расходомер. Электромагнитный расходо мер содержит корпус трубопровода 1 и неэлектропроводного немагнитного материала, электрод 2, соединенный с Землей я измерительный электрод 3 охранные электрода 4 и 5 и магнитную систему 6. Потенцнал, снимаемой с электрода через эшттерный повторитель 7 подается на электрода 4 и 5. Потенциал электродов 3, 4 и 5 одинаков, и искажение поля на границах между электродакм не происходит. Поле, охв тывакицее электрод 3, одиородно, а краевыо участки приходятся на зоны охранных электродов 4 и 5, Выходное сопротивление э вfттepнoг повторителя мало, и напряжение, генерируемое на электродах 4 н 5 при дви жении жидкости, не оказывает влияния на выходной сигнал. Напряжение с выхода повторителя подается на иэмернтельную схему. Магнитная система расположена так, что однородное поле располагается в зоне электроду 3, а краевые участки - в зоне электродов 4 и 5. Циркуляционные токи не влияют на подцерживаеккА извне потенциал этих электродов. При просекании жидкости по заполненному прямоугольному трубопроводу 1 она пересекает магнитное поле, создаваемое магнитнс системой б, и наводит на электроде 3 потенцнал (относительно электрода 2},| пропорциональный средней скорости. Потенциал электрода 3 подается на эошттернь ло вторитель, выход которого соединен с приемным прибором и электродами 4 и 5. Ввиду наличия на границах электрода 3 потенцигшов с электродов 4 и 5 линии весовой функции у электрода 3 параллельны,распределение весовой функции двухмерно во всем измерительном объеме, хотя электрод 3 имеет конечные размеры. Неосесимметричность потока н любые другие нарушения эпюры скоростей не внесут погрешности в измерение. Электроды значительно уже ширины каналов, магнитная, система имеет относительно : малые размеры в направлении потока жидкости и для создания необходимого поля в измерительном объеме т.р1Ё 1|5уется энергия - уменьшается эйергремяость расходомера. - ....,;. Описываемой; расходЬмер значительио улучшает метрологические парг1метры электромагнитных расходомеров, шает энергоемкость, исключает необходимость в успокоительном участке, что позволяет монтировать расходомер эа-.вентилем, коленом и т.п. элементами, ВНОСЯЩИМ искажения в эпюру скоростей. Формула изобретеиия ЭлектромагвитньА расходомер, содержавший немагнитный неэлектропроводиый участок прямоугольного трубопровода, магнитную систему и измерительные электроды на боковых стенках о т л ич аю ц и йся тем, что, с целые снижения энергозатрат, на одиой из боковых стенок по обе стороны от измерительного электрода установлены два охранных электрода, потенциалы на кбторых -равны, потенциалу центрального электрода. Источиики -информации, щжняте во внимание при. кспертнэе: 1.Корсуискйй Л;М,. Электромагнитные гидрок т |ические приборы , 1964, стр. 17. 2.Корсунский Л.М. Электромагнитные расходомеры с прямоугольным каИзмерительнаяЖурнал налом I 10, 1960, стр. . техника

rSr