Датчик электромагнитного расходомера Советский патент 1981 года по МПК G01F1/58 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к электромагнитным расходомерам для жидкостей с ионной проводимостью. Известны датчики электромагнитных расходомеров, содержащие трубопровод с изоляционным слоем на внутренней поверхности и двумя электродами, расположенными диаметрально противоположно друг другу, индуктор для создания магнитного поля .в направлении, перпендикулярном осям электродов и трубопровода, индукционную катушку, расположенную в пределах магнитного поля ij. Недостатком этих датчиков является низкая гочносгь измерения вследствие погрешности, вызва11ной изменением характеристики преобразования индуктора из-за изменения сопротивления изоляции, магнитных свойств индуктора и измеряемой жидкости, полей рассеяния, внешних полей, потерь на вихревые токи и гисгерезис. Причиной влияния этих факторов на точность измерения является отсутсг- вие у известных датчиков электромагнитных расходомеров определенной зависимости между ЭДС, наводимой магнитным полем в индукционной катушке, служащей источником опорного напряжения электромагнитного расходомера, и сигналом, на электродах, возникающим при движении жидкости через канал датчика электромагнитного расходомера. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик электромагнитного расходомера, содержащий трубопровод с изоляционным слоем на внутренней поверхности и двумя электродами, расположенными диаметрально противоположно друг другу, индуктор дпя создания магнитного ноля в направленви, перпендикулярном осям электродов и трубопровода,цилиндрическую индукционную катушку, расположеннуюлв феделах магнитного поля . Недостаток - сравнительно низкая точность измерения. 3,8 Цель изобретения - повышение точноети, измерения и упрощение эксплуатации. Для достижения поставленной цели в да чнке электромагнитного расходомера ийдукйионная катушка расположена в изоляционном слое, а ее витки размещены по линиям уровня поверхностной весовой функции и согласно соединены друг с дру гом расположенными вдоль образующих провйдниками. На фиг. 1 изображен датчик электромагнитного расходомера , разрез {на фиг. 2 - индукционная катущка, внешний вид. В датчике (фиг. 1) электромагнитного расходомера применен литой трубопровод 1, имеющий полость, в которой расположен индуктор 2. Изоляционный слой 3 вы полнен в виде, цилиндрической втуЛки с электродами 4, внутри которой имеется индукционная катущка 5, охватывающая внутреннюю поверхность изоляционного слоя. Индукционная катушка выполнена на гибких печатных платах, витки имеют фор му линий уровня поверхностной весовой функции fj , вычисляемой с помощью ЭВМ из равенства U-jBWVdC jB Wf,dS, гце BWV - смешанное произведение век торов индукции Б вИагнитного ПОЛЯ, объемной весово функции У и скорости по тока V ; - элемент объема t/ канала; -элемент поверхности 5 , в которой расположена индукционная, катушка:, -нормальная к поверхности - составляющая индукция магнитного поля. Значения функций W..V/п .V не зависят от распределения магнитного поля, поэтому, как и при однородном магнитном поле, можно записать, что

J w.,,

С%

где Ф - угловая координата элемента

поверхности dS. . в цилиндрической си стеме, совмещенной с осью канала.

Таким обраЬом, может быть вычислена для любой поверхности S и за данного профиля скорости V потока по известной объемной весовой функцииW .

Витки индукционной /катушки 5 (фнг.2) включают в себя соединительные проводНИКИ 6, расположенные вблизи электродов пареллельно образующим, проходящим чемагнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повьпления точности измерения и упрощения эксплуатации, индукционная катущка расположена в изоляционном слое, а ее витки размещены по линиям уровня поверхностной весовой функции и согласно соединены друг с другом, расположенными вдоль образующих проводниками.

Источники информации, принятые во внимание при эксплуатации

1. Патент США. № 3433О66 , кл. 73-194, 1969.

2/Патент Японки № 51-18833, кл. 1O8D 25,1976 (прототип). 554 рез электроды. Индукционная катушка состоит из двух идентичных обмоток, рас- полагающихся в параллельных слоях печатиой платы. Витки каждой из обмоток располагаются по линиям уровня поверхностной весовой функции таким образом, чтобы число витков, охватывающих элемент поверхности, было бы пропорционально значению поверхностной весовой функции на этом элементе поверхности. При работе датчика переменное магнитное поле наводит в каждой обмотке ЭДС равную при последовательном соединении витков. f B,,-n-ds U) k-U, где U) - частота магнитного поля; П - число витков, охватывающих элемент поверхности d ; k - расчетный коэффициент преобразованияТаким образом, ЭДС, наводимая в индукционной катушке, и сигнал датчика U связаны математической зависимостью и может быть вычислен коэффициент преобразования ЭДС Е в напряжение, равное сигналу U и Позволяющее произвести градуировку и поверку расходомера не снимая датчик с трубопровода. Любое измене™е магнитного поля в равной мере изменяет Е и U , поэтому при использовании отношения и / Е в качестве меры расхода не влияет на точность измерения. Формулу изобретения Датчик электромагнитного расходомера, содержащий трубопровод с изоляционным слоем на внутренней поверхности и двумя электродами, расположенными диаметрально противоположно друг другу, индуктор ДЛЯ создания магнитного поля в направлении, перпендикулярном реям электродов и трубопровода, цилиндрическую индукционную катушку, расположенную в пределах

L

Z

$ ф ; о х о /й :юуу;|Ф 9