Преобразователь магнитного поля

Устройство относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, к технике их градуировки и поверки имитационным способом. Устройство предназначено для преобразования магнитного поля электромагнитного расходомера в электрический сигнал. Устройство представляет собой многосекционную индукционную катушку, состоящую из нескольких одинаковых секций, витки в каждой секции выполнены по части поверхностной весовой функции электромагнитного расходомера, секции соединены между собой последовательно и согласно. Секции катушки расположены в слоях многослойной плоской печатной платы. При применении индукционной катушки для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров имитационным методом катушка располагается в канале в плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую электроды. При включении тока питания расходомера в катушке наводится ЭДС, значение которой находится в определенном соотношении с сигналом на электродах расходомера при протекании по каналу заданного расхода. Эта ЭДС известным способом преобразуется с помощью преобразователя напряжения в сигнал, эквивалентный сигналу между электродами при заданном значении расхода жидкости, протекающей по каналу расходомера.

Устройство относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, к технике их градуировки и поверки имитационным способом.

Известно устройство для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, содержащее преобразователь магнитного поля в виде индукционной катушки, витки которой составляют спираль и выполнены по линиям поверхностной весовой функции расходомера. [1]. Устройство используется для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров имитационным методом, т.е. без применения проливной расходомерной установки. Индукционная катушка используется в качестве преобразователя магнитного поля расходомера в электрический сигнал.

Индукционная катушка выполняется в виде плоской печатной платы. Индукционная катушка устанавливается в канале расходомера таким образом, чтобы оси симметрии ее печатной платы совпадали с осью канала и линей, соединяющей электроды. В этом случае положение витков индукционной катушки оказываются совпадающими с линиями поверхностной весовой функции в плоскости канала расходомера, проходящей через ось канала и линию, соединяющую электроды. При включении магнитного поля расходомера в индукционной катушке наводится сигнал, пропорциональный индукции магнитного поля и суммарной площади витков индукционной катушки. Далее этот сигнал интегрируется и делится в определенном соотношении, при котором он становится равным разности потенциалов между электродами при протекании по каналу заданного объемного расхода измеряемой жидкости.

Недостатком известного устройства является низкая технологичность изготовления и сложность размещения витков по всей поверхности катушки.

Известно также устройство для градуировки и поверки электромагнитных расходомеров, выполненное в виде индукционной катушки, витки которой составляют спираль, и, по крайней мере, часть каждого витка расположена по линии уровня поверхностной весовой функции расходомера [2]. Причем индукционная катушка также выполняется печатным способом в виде плоской печатной платы.

В современных электромагнитных расходомерах наметилась тенденция снижения индукции магнитного поля возбуждения, позволяющая существенно уменьшить габаритные размеры прибора и потребляемую им мощность. Недостатком известного устройства [2], т.е. индукционной катушки, которая используется в качестве преобразователя магнитного поля расходомера в электрический сигнал, является низкая чувствительность к магнитному полю расходомера. Чувствительность индукционной катушки к магнитному полю определяется суммарной площадью ее витков. Поскольку плотность нанесения витков на заданной поверхности катушки ограничена конструктивными и технологическими параметрами, то с помощью устройства, выполненного по [2], не представляется возможным получить необходимую чувствительность и величину суммарной площади витков при градуировки и поверки современного расходомера.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение чувствительности преобразователя магнитного поля, выполненного в виде индукционной катушки, витки которой распределены по линиям поверхностной весовой функции электромагнитного расходомера.

Эта цель достигается тем, что катушка имеет несколько одинаковых секций, витки катушки в каждой секции выполнены по части поверхностной весовой функции, секции соединены между собой последовательно и согласно, и расположены в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую электроды. Благодаря такому техническому решению суммарная площадь витков индукционной катушки увеличивается пропорционально числу секций. При этом чувствительность индукционной катушки к магнитному полю повышается также пропорционально числу секций индукционной катушки. Катушка выполняется по технологии изготовления многослойных печатных плат таким образом, что толщина одной секции в катушке составляет не более 0,2-0,3 мм.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь магнитного поля в виде индукционной катушки, представляющей собой многослойную печатную плату, устанавливается в канале градуируемого или поверяемого электромагнитного расходомера в плоскости, проходящей через ось канала и линию, соединяющую электроды. При включении тока питания расходомера в катушке, т.е. в преобразователе магнитного поля, наводится ЭДС, значение которой находится в определенном соотношении с сигналом на электродах расходомера при протекании по каналу заданного расхода. Эта ЭДС известным способом преобразуется с помощью преобразователя напряжения в сигнал, эквивалентный сигналу между электродами при заданном значении расхода жидкости, протекающей по каналу расходомера.

Повышение чувствительности устройства к магнитному полю поля достигается тем, оно выполняется в виде многослойной индукционной катушки, у которой в каждом слое расположена одинаковая секция катушки, причем секции включены между собой последовательно и согласно.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР, 1. 627343, кл. G01F 25/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР 1103079, кл. G01F 25/00, 1982.

Устройство для поверки электромагнитных расходомеров в виде индукционной катушки, витки которой выполнены в виде спирали, и, по крайней мере, часть каждого витка расположена по линии уровня поверхностной весовой функции электромагнитного расходомера, отличающееся тем, что катушка имеет несколько одинаковых секций, витки катушки в каждой секции выполнены по части поверхностной весовой функции, секции соединены между собой последовательно и согласно и расположены в канале расходомера в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось канала, и линию, соединяющую электроды.