Электромагнитный расходомер
Владельцы патента RU 2599283:
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" (АО "НИИТеплоприбор") (RU)
Изобретение относится к области измерения расхода электромагнитным методом. Предлагается электромагнитный расходомер с прямоугольным поперечным сечением канала, у которого на каждой стенке, параллельно расположенной магнитному полю, устанавливается не менее трех электродов, контактные поверхности которых имеют круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала, причем все электроды расположены на равном расстоянии между собой по линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала. Мерой расхода является сумма разностей потенциалов всех электродов. Технический результат - повышение точности измерения расхода с изменяющейся структурой потока. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода электропроводных жидкостей в трубопроводах.
Известны электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей, содержащих участок трубопровода прямоугольной формы из немагнитного материала, внутренняя поверхность которого покрыта электроизоляционным материалом, индуктор, обеспечивающий в канале магнитное поле, электроды в виде прямоугольных пластин, равных ширине боковым стенкам канала, и измерительное устройство [1]. Пластинчатые электроды установлены на противоположных стенках канала, параллельных магнитному полю, на пересечении двух линий, одна из которых перпендикулярна магнитному полю, а другая является линией пересечения поверхности стенки и плоскости центрального поперечного сечения канала. Эти электроды составляют собой пару, разность потенциалов между которыми служит мерой расхода и измеряется измерительным устройством. Вследствие усредняющего действия пластинчатых электродов практически никакая деформация потока (т.е. изменение структуры потока) не отражается на показаниях расходомера [1]. Это ценное достоинство электромагнитного расходомера с прямоугольным каналом.
Однако пластинчатые электроды не нашли применения в промышленности. При измерении воды, различных растворов щелочей, солей и кислот на поверхности пластинчатых электродов выпадает осадок, создающий нестабильное электрическое контактное сопротивление, неодинаковое на различных участках поверхности электрода. Осадок изменяет характер усреднения сигнала, т.е. нарушает функцию усреднения, вследствие чего появляется зависимость показаний расходомера от изменения структуры потока, кроме того, показания расходомера становится нестабильными.
Целью предлагаемого расходомера с прямоугольным каналом является повышение точности расходомера и устранение зависимости показаний, вызываемой изменением структуры потока.
Эта цель достигается тем, что на стенках, параллельных магнитному полю, устанавливается не менее трех пар электродов, контактные поверхности которых имеет круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала. Причем все смежные электроды расположены на равном расстоянии между собой по линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала.
Электроды могут иметь некруглую форму, характерный размер которой, выражаемый формулой ,где s - площадь контактной поверхности электрода, менее 1/10 ширины стенки.
Мерой расхода является измеряемая измерительным устройством сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.
Рис. 1 поясняет предлагаемое техническое решение расходомера с прямоугольным каналом. На рис. 1 изображено центральное поперечное сечение прямоугольного канала расходомера. Стрелкой обозначено направление однородного магнитного поля В, создаваемого индуктором.
Две стенки канала (правая и левая), изображенные на рис. 1, расположены параллельно магнитному полю В. На этих стенках расположено пять пар электродов. Каждая пара (это пары, соответственно, 1 и 6; 2 и 7; … 5 и 10) расположены на пересечении линий, перпендикулярных магнитному полю линий, и линии пересечения плоскости стенок с плоскостью поперечного сечения канала. Благодаря этому между электродами, составляющими каждую пару, возникает максимальная разность потенциалов, вызванная взаимодействием потока жидкости с магнитным полем индуктора.
Мерой расхода жидкости является сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.
На двух других стенках (верхней и нижней), перпендикулярных магнитному полю, расположены два электрода. Оба электрода соединены с клеммой «земля», они расположены на линии нулевого потенциала электрического поля, индуцированного взаимодействием потока жидкости с магнитным полем. Эта пара электродов обеспечивает устранение влияния помех, вызванных блуждающими токами в трубопроводе, промышленной сетью частотой 50 Гц и другими помехами электромагнитного происхождения.
Электромагнитный расходомер, выполненный в соответствии с предлагаемым изобретением, обладает повышенной точностью измерения расхода с изменяющейся структурой потока.
Литература
1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. -Л. : Машиностроение, 1989, стр. 408-434.
1. Электромагнитный расходомер, содержащий измерительное устройство, индуктор магнитного поля, трубу прямоугольного поперечного сечения, электроды, расположенные на противоположных стенках канала на пересечении двух линий, одна из которых перпендикулярна магнитному полю, а другая является линией пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала, причем эти электроды представляют собой пару, разность потенциалов между которыми измеряется измерительным устройством, отличающийся тем, что на стенках, параллельных магнитному полю, имеется не менее трех пар электродов, контактные поверхности которых имеют круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала, а все смежные электроды расположены на равном расстоянии между собой.
2. Электромагнитный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что на противоположных стенках канала, перпендикулярных магнитному полю, имеется два дополнительных электрода, расположенных на пересечении линии, параллельной магнитному полю и линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала.
3. Электромагнитный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что мерой расхода является сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.
4. Электромагнитный расходомер по п. 2, отличающийся тем, что оба дополнительных электрода, расположенных на стенках, перпендикулярных магнитному полю, соединены с клеммой «земля».
