Электромагнитный расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/00 

1 Изобретение относится к приборостроению, в частности, к электро магнитным измерителям расхода электропроводных сред, и может найти применение в теплоэнергетике и металлургии .

t ,

Известен электромагнитный расходомер для жидкого,металла, в котором обеспечивается независимость показаний от магнитного числа Рейнолъдса. В этом расходомере Применено п элект родов, расположенных на мерном участке трубопровода.С помощью специального измерительного устройства потенциалы электрического поля, снимаемые с каждого электрода, умножаются на сответствующие весовые коэффициенты и суммируются. Суммарный сигнал пропорционален объемному расходу жидког металла и не зависит от магнитного числа Рейнольдса .

Недостатком данного расходомера является сложность схемы измерения и конструкции расходомера. В расходомере также -применен двухполюсный индуктор с явно выраженными полюсам., имеющий громоздкие и нетехнологические полюсные /наконечники и ма1 итопровЪд.

Наиболее близкими к предложенному являются электромагнитные расходомеры длд электропроводных сред, содержащие цилиндрический немагнитный участок трубопровода с диаметрально закрепленными на нем в одном сечении электродами и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненньлй в виде э-амкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод. В статоре индуктора поля возбуждения данного расходомера выполнены пазы , в которых уложены витки двух обмоток возбуждения, формирующих два разноименных полюса возбуждающего поля. Это обеспечивает компактность расходомера и повышение индукции возбуждающего поля . .

Недостатком данного расходомера с двухполюсным индуктором является нелинейность характеристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы. Причиной этого явчяются большие контуры циркуляционных токов, поле которых искажает первичное поле возбуждения.

Цель изобретения - повышение линейности характеристики расходомера

при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы.

Поставленная цель достигается тем что в электромагнитном расходомере, содержащем цилиндрический немагнитный участок токопроводящего трубо провода с диаметрально закрепленными на нем в одном сечении электродами съема сигнала и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде замкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод, индуктор имеет 2 m + 1 пару разноименных полюсов, равномерно и с чередованием полярности рассредоточеннь4Х по периметру трупровода, где m - любое целое число.

На фиг.1 представлена .конструктивная схема расходомера; на фиг.2 контуры циркуляционных токов в жидком металле и стенках трубопровода. Трубопровод 1 выполнен из немагнитного материала, например нержавеющей стали. К наружным стенкам трубопровода диаметрально друг к другу приварены два электрода 2. Индуктор имеет цилиндрический, выполненный в виде статора магнитопровод 3 с полюсами 4, равномерно и с чередующейся полярностью рассредоточенными по периметру трубопровода. Полюсы имеют наконечники 5, позволяющие удалить магнитные массы полюсов от нагретого жидким металлом трубопровода. Электроды соединены с измерительным устройством 6, преобразующим снимаемое с электродов напряжение в унифицированный выходной сигнал. Между полюсами индуктора показаны силовые линии магнитной индукции 7 (фиг.1).

Расходомер работает следующим образом.

При движении потока жидкого металла по каналу, в результате взаимдействия потока с магнитным полем возбуждения, в жидком металлу и стеках трубопровода индуцируется электрическое поле и возиикают циркуляг ционные токи (фиг.2), которые образуют вторичные магнитные поля, деформирующие магнитное поле возбуждения. Размер контура токов у расходомера с многополюсньм индуктором можно охарактеризовать линейным размером в 2 m 1 раз меньшим диаметра канала. Следовательно, нелинейность зависимости напряжения между электродг1ми от расхода, пропорциоHcUibHaHfRjj |2mt4l также снижается в (2т + Ijr раз. (RgM магнитное число Рейнольдса).

Таким образом, выбором числа пар полюсов достигается снижение иелинейности характеристики расходомера до допускаемого значения практически при любом диаметре канала расходомера и для любых чисел. Нужно заметить, что сигнал между электродами от движения потока жидкого металла (при

осесимметричном профиле скорости) образуется только при нечетном числе пар полюсов индуктора. При четном числе пар полюсов индуктор оказывается симметричным в центральном

поперечном сечении относительно ли-. НИИ, соединяющей электроды и, если поток осесимметричен, то разность потенциалов между электродами оказывается равной нулю. За счет существенного уменьшения полюсного расстояния у многополюсного индуктора весьма просто обеспечивается более значительная индукция, чем у двухполюсного индуктора. Поэтому при измерении

0 больших расходов в трубах больших диа метров обеспечивается сигнал достаточного уровня для его надежного измерения или преобразования.

Применение многОполюсного индуктора позволяет строить малогабаритные и компактные расходомеры больших диаметров для жидкого металла,обладающие линейной характеристикой и простой схемой измерения. Пропорционально величине (2т + 1) уменьшается и протяженность, индуктора вдоль оси канала.

Формула изобретения

Электромагнитный расходомер, содержащий цилиндрический немагнитный участок токопроводящего трубопровода с диаметрально закрепленными на нем 0 в одном сечении электродами съема сигнала и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде замкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения линейности характе- ристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы, индуктор имеет (2т + 1) пар разноименных полюсов, равномерно и с чередованием полярности рассредоточенных по периметру трубопровода, где m - любое целое число.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 168483, кл. G 01 F 1/64, 1964. 0 2. Патент США 3,690.172, кл. 73-194, 1972 (прототип).