Устройство для измерения параметровдвижения одиночной магнитной твердойчастицы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>838579

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250579 (21) 2770019/18-10 (51)М. Кл.з

G 01 P 5/08 с присоединением заявки ИоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0681 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 150681 (5Ç) УДК532.574 (088.8)

I институт галургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ IIAPANETPOB ДВИЖЕНИЯ

ОДИНОЧНОИ МАГНИТНЫМИ ТВЕРДОЙ ЧАСТИЦЫ

Изобретение относится к технике измерений основных гидродинамических характеристик твердой частицы (локальной скорости движения частицы, скорости ее вращения, пространственных координат частицы), находящейся внутри трубопровода, заполненного движущейся суспензией. Измерение указанных характеристик позволяет изучить гидродинамическое вза-имодействие между потоком вязкой жядкости и концентрированной системой взвешенных твердых частиц.

Известно устройство, состоящее из сердечника из магнитного материала,. 15 имеющее одинаковое поперечное сечение по всей его длине, равномерно намотанной на сердечнике катушкой, постоянным магнитом и устройства, соединенного с движущимся телом и пред- 20 назначенного для перемещения магнита относительно сердечника и катушки в соответствии с перемещением тела, позволяющее измерять локальную скорость движения твердой частицы и на- 25 правление ее перемещения. Устройство позволяет получить электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна скорости перемещения движущегося в магнитном поле тела, а поляр- 30 ность выходного сигнала зависит от направления перемещения тела относительно сердечника иэ магнитного материала с нанесенной на нем обмоткой (1).

Недостатками устройства являются невозможность измерения скорости вращения, пространственных координат частицы, а также наличие устройства, соединенного с движущимся телом и перемещающее магнит в соответствии с перемещением тела.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство, содержащее феррозондовые датчики, подключенные к источнику питания и блоку регистрации (21.

Недостатком устройства является возможность такой ориентации частиц, при которой вектор напряженности магнитного поля частицы будет перпендикулярно вектору поля датчика. В результате частица пройдет мимо датчика незамеченной. Диапазон измеряемых параметров известного устройства ограничен одномерным движением частиц в плоскости. В частности, рассматриваемое устройство не позволяет измерять локальные значения магнитных частиц параметров, необходимых для проведе838579 ния исследования в области гидродинамики дисперсных систем.

Цель изобретения — создание устройства, измеряющего одновременно с локальной скоростью движения частицы, скорости ее вращения и определяюt0 к его пространственные координаты час- з тицы

Поставленная цель достигнута тем, что устройство снабжено отборником, выполненным в виде участка трубопровода, на котором размещены феррозондовые датчики, при этом измерительные оси двух датчиков ориентированы параллельно оси трубопровода, а два других датчика — перпендикулярно оси трубопровода, причем датчики в каждой паре подключены к источнику питания в противофазе.

На фиг..1 показано взаимное расположение феррозондовых датчиков на трубопроводе; на фиг. 2 — функциональная схема устройства.

Устройство для измерения параметров одиночной магнитной твердой частицы содержит феррозондовые датчики

1-4, которые расположены в одном се-. чении немагнитного отборника-трубопровода 5. Датчики 1 и 2 образуют

20 первую пару и расположены перпендикулярно оси трубопровода навстречу друг другу, а датчики 3 и 4 образуют вторую пару и расположены параллельно оси трубопровода напротив друг друга. Датчики 1-4 возбуждаются током переменнои частицы от источников 5 и 6 питания 4-канального магнитометра 7. На магнитометр 7 с измерительной обмотки датчиков 1-4 поступают электрические сигналы, которые, преобразуясь в импульсы квазипостоянного тока, поступают на вход многоканального светолучевого осциллографа 8.

Устройство работает .следующим образом.

Немагнитный трубопровод устанавливается в исследуемое сечение реактора. Реактор заполняется жидкой фазой и немагнитной суспензией.Магнитная твердая частица подбирается по плотности равной плотности твердой фазы суспензии. Магнитная частица вво- 50 дится в суспензию и движется вместе с потоком в реакторе. Когда частица попадает в магнитное поле 4-х феррозондовых датчиков, возникает взаимодействие магнитных полей частицы и датчиков. Так как датчик представляет собой магниточувствительный элемент, регистрирующий изменение вектора магнитной индукции, то на выходе каждого из датчиков возникает ЭДС, пропорциональная составляющей векто- 60 ра магнитной индукции на ось датчика. Переменная ЭДС поступает на электронный блок магнитометра 7, усиливается, детектируется, и в виде им пульсов квазипостоянного тока посту- 65 пает на осциллограф 8. Известно, что интенсивность воздействия частицы на датчик пропорциональна кубу расстояния, но так как магнитная частица в потоке суспензии непрерывно вращается, тем самым изменяя ориентацию вектора магнитной индукции, пиковое значение импульса квазипостоянного тока с выхода магнитометра 7 зависит не только от расстояния частицы до дат- . чика, но и от ориентации вектора магнитной индукции частицы относительно оси датчика. Применяя две пары феррозондовых датчиков, одна из которых ре гистрирует нормальную составляющую вектора магнитной индукции, а вторая пара — тангенциальную и, одновременно записывая на осциллографе сигналы с

4-х датчиков, можно по величине импуль— сов тока определить трехмерную коорди нату положения частицы в сечении трубо провода. При этом по временной развертке определяются скорости движения магнитной частицы в исследуемом сечении трубопровода. При вращении частицы вокруг своей оси меняется полярность выходного сигнала. Таким образом, по часто †изменения полярности выходных импульсов определяется скорость вращения частицы.

Для измерения координат и составляющих скорости частицы, локализованных в сравнительно малом объеме пространства, соизмеримого с размерами частицы, датчики, расположенные на од ной оси, подключены к источникам питания в противофазе. В этом случае диаграмма напряженности магнитного по ля имеет вид узкой пластины. Соответственно объем, в котором будут регистрироваться исследуемые параметры магнитной частицы, совпадает с объемом этой пластины.

Для того, чтобы исключить взаимное влияние датчиков, расположенных на разных осях, годключение этих датчиков к источникам питания осуществляется поочередно.

Таким образом, устройство благодаря наличию четырех одинаковых феррозондовых датчиков,,располагаемых опре деленным образом в исследуемом сечении закрытого трубопровода, позволяет в отличие,от известных устройств по измерению скоростей движения твердой частицы, измерять дополнительные цинамические характеристики одиночной твердой частицы, а именно, скорость ее вращения и прос-.ранственные координаты в исследуемом сечении трубопровода.

Формула изобретения

Устройство для и:мерения параметров движения одиночн ыми магнитной твердой частицы, содержа..к е феррозондовые датчики, подключ .нные к источнику питания и блоку рс1 и грации, о т

838579 фиг. 4

1 фиг, 2

Составитель В. Назарова

Редактор А. Долинич Техред З.фанта КорректорО. Билак

Заказ 4418/67 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью одновременного измерения скорости вращения частицы и локальных значений ее пространственных координат, оно снабжено отборником, выполненным в виде участка трубопровода, на котором размещены феррозондовые датчики, при этом измерительные оси двух датчиков ориентированы параллельно рси трубопровода, а двух других— перпендикулярно оси трубопровода, причем феррозондовые датчики в каждой паре подключены к источнику питания в противофазе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3943443, кл. 324-163, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 293211, кл. G 01 Р 11/00, 1969 прототип).

I 8)

1 !