Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости (его варианты)

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗШ G 01 F 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FIG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ

21) 3580500/18-10

22) 15.04.83 (46) 07.09.84. Бюл. и 33 (72) Л.А. Адамовский и В.В. Голованов (53) 681. 12:538.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

II 794379, кл. G 01 F 1/72.

2 . Багдасаров Ю.Е. и др. Технические проблемы реакторов йа быстрых нейтронах. M., Атомиздат, 1969, с. 389 (прототип).

3. Hans R. Knaak Т., Ые1зз А.Т., FIow measurements in Main Sodium

Pipes, Atomic Energy Reviw, voI. 17, У 4, р.р. 803-890 (прототип), 4 . Патент США У 3967500, кл. G 01 F 1/58, 1976 (прототип).

„„SU„„1112233 A

4 (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУКТУР

В ПОТОКЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕИ ЖИДКОСТИ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных. структур в потоке электропроводящей жидкости, содержащий трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках, размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оси трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения полезного сигнала к помехе, диаметр g трубы, по которому установлены электроды, ориентирован параллельно магнитному полю.

1112233 на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит,полярная ось которого направлена вдоль диаметра трубы, а электроды ,установлены вблизи стержневого магнита на хорде трубы, перпендикулярной его полярной оси (31.

Известен также эондовый электромагнитный преобразрватель, анало10 гичный (3), но с магнитной системой помещенной внутрь контролируемого потока (4).

Общим недостатком известных преобразователей является чувствитель-!

5 ность регистрируемой ЭДС к флуктуациям расхода в контуре, что сНН жает отношение полезного сигнала к некоррелированной помехе, связанной с флуктуациями средней скорости

20 потока.

Целью изобретения является повышение отношения, полезного сигнала к некоррелированной помехе,свяsamoA с флуктуациями средней ско25 рости потока.

Поставленная цель достигается тем, что по первому варианту в электромагнитном преобразователе для регистрации турбулентных струкЗ0 тур в потоке электропроводящей жидкости, содержащем трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках, размещенную в воздушном зазоре маг35 нитной системы, магнитное поле ко- торой перпендикулярно продольной оси трубы, диаметр, по которому установлены электроды, ориентирован параллельно магнитному полю.

40 Поставленная цель достигается также тем, что по второму варианту

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к устройствам для регистрации прохождения турбу. лентных структур в потоке электропроводящей жидкости, применяемым, в частности, в турбулентных меточных корреляционных расходомерах.

Известен преобразователь для регистрации турбулентных, структур, основанный на измерении флуктуаций индуцированного магнитного поля и содержащий источник стационарного магнитного поля и приемную катушку, с которой снимается сигнал, корре" лированный с прохождением турбулентной структуры в магнитном поле преобразователя (11.

Недостатком устройства является чувствительность к флуктуациям расхода жидкости, что обусловлено пропорциональной зависимостью величин индуцированных замкнутых токов и соответственно индуцированного магнитного поля на краях зоны приложения внешнего магнитного поля от средней скорости потока. При наличии флуктуации расхода это существен но снижает отношение полезного сиг- . нала к некоррелированной помехе.

Известен также электромагнитный преобразователь, содержащий трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках, размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оси трубы и диаметру, по которому установлены электроды (2).

Известен также электромагнитный преобразователь> содержащий трубу с двумя электродами, установленными

2. Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, содержащий трубу с двумя электродами, установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, поляр. ная ось которого направлена вдоль диаметра трубы, о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с .целью повышения отношения полезного сигнала к помехе, первый электрод установлен в точке. пересечения полярной оси магнита с трубой, а второй электрод — в точке трубы, электрический потенциалкоторой притечении жидкости равен нулю.

Зондовый преобразователь (фиг.6 и 7) содержит полный герметичный корпус 11, внутри которого установлен стержневой магнит 12 с полярной

3 11122 в электромагнитном преобразователе для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, содержащем трубу с двумя электродами, установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, полярная ось которого, направлена вдоль диаметра трубы, первый электрод установлен в точке пересечения полярной оси магнита с 1р трубой, а второй электрод — в точке трубы, электрический потенциал ко. торой при течении жидкости. равен нулю.

На фиг. 1-7 приведены варианты выполнения электромагнитного преобразователя.

Преобразователь по первому варианту (фиг. 1 и 2) содержит П-образный магнит 1 с полюсными наконечниками 2, 2п охватывающими контролируемый участок потока в стальной круглой трубе 3.

Магнит создает поперечное магнитное поле с вектором 4 магнитной индукции, перпендикулярным направлению потока 25

5. Электроды 6 и 7 преобразователя установлены на наружной поверхности трубы 3 на концах диаметра, параллельного вектору 4 магнитной индукции. Турбулентная структура (завихрение) 8 (фиг.1). перемещается с потоком через преобразователь.

Преобразователь по второму варианту (фиг.3) .содержит установленный на наружной поверхности трубы 3 стержневой матнит 9, полярная ось 10 которого направлена по диаметру трубы, создающий магнитное поле в прилежащей к полюсу области потока. Один электрод 6 преобразователя установ- 40 лен под полюсом магнита в точке пересечения полярной оси 10 со стенкой трубы 3. Второй электрод 7 установлен в любой другой точке трубы, где электрический потенциал при тече- 45 нии жидкости равен нулю,. например, вне области индуцированного потоком электрического поля.

Конструкция преобразователя,изображенного на фиг. 4 и 5, аналогична приведенной на фиг.3. Электроды 6 и 7 преобразователя установлены на концах диаметра трубы, совпадающего с осью 10 намагниченности.

33 ф осью 13, совпадающей с диаметром корпуса. Магнитное поле через стенку корпуса 11 проникает, в набегающий поток. Электроды 6 и 7 преобразователя установлены на стенке корпуса на концах диаметра, совпадающего с полярной осью 13 магнита 12.

Преобразователь работает следующим образом.

Турбулентная структура (завихрение) 8 вместе с потоком электропроводной жидкости 5 транспортируется ! через участок канала, контролируемый посредством преобразователя. Прохождение турбулентной структуры изменяет форму профиля скорости в области магнитного поля преобразователя и распределение индуцированного электрического поля, что регист-рируется в виде флуктуации разности потенциалов, снимаемой с электродов

6 и 7 относительно среднего значения, равного или близкого к нулю в отсутствие турбулентной структуры в контролируемой зоне. Зарегистрированная флуктуация разности потенциалов подвергается дальнейшей обработке, например, подается в корреляционную схему турбулентного меточного корре" ляционного расходомера.

Предложенные варианты электромагнитного преобразователя для регистрации прохождения турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости обеспечивают повышение от ношения полезного сигнала к некоррекированной помехе, связанной с флуктуацией средней скорости потока, и практически полностью исключают влияние помех, связанных с флуктуациями средней скорости потока. При " идеальной точности установки электродов отношение полезного сигнала к некоррелированной помехе стремится к бесконечности. При небольшой погрешности установки электродов указанное отношение остается достаточно высоким, и флуктуации расхода практически не сказываются на результатах измерений.

Использование преобразователя в экспериментальных исследованиях структуры турбулентного потока суще-. ственно повышает надежность получаемых экспериментальных данных. При разработке турбулентных меточных

1112233

Фиг. Г

Фиг.3, Фиг. Ф

8 18

Фиг.б Фиг. 7 яНИИПИ Заказ 6446/27 . Тираж 609 Пру искре

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 корреляционных расходомеров существенно повышается надежность и точность измерений расхода электро\ проводящих жидкостей в рабочих

° контурах промпнленных установок