Электромагнитный расходомер
Представлен электромагнитный расходомер, включающий корпус, содержащий измерительную трубу, наружную оболочку из немагнитного металла, магнитную систему, состоящую из двух индукторов возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенных поверх наружной поверхности наружной оболочки, а также электрически соединенные с измеряемой средой электроды, установленные в поперечном сечении измерительной трубы сквозь изолированные отверстия в измерительной трубе и оболочке. Измерительная труба в среднем участке имеет конструктивную полость между оболочкой и измерительной трубой, причем указанная полость гидравлически соединена с измеряемой средой во внутреннем объеме измерительной трубы. Техническим результатом является равенство давлений с внутренней и внешней сторон измерительной трубы и достигаемая таким образом нечувствительность к перепадам давлений, в том числе к разряжениям давления и гидроударам. Как результат, возможно существенное облегчение конструкции и уменьшение материалоемкости измерительной трубы при одновременном повышении точности измерения расхода и улучшении долгосрочной стабильности показаний. Кроме этого наружная оболочка из немагнитного металла может иметь простую круглую форму, без необходимости изготовления поверхности сложной формы, что упрощает и удешевляет технологию изготовления.
Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к устройствам для определения и учета расхода жидкостей, в частности, к электромагнитным расходомерам воды.
Уровень техники
В патенте RU 137985 приведен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, измерительную трубу, состоящую из пяти участков: среднего, двух промежуточных и двух крайних, магнитную систему, состоящую из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, а в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены электроды. В патенте указано, что измерительная труба снабжена наружной оболочкой (трубой) из немагнитного металла, магнитная система размещена на наружной поверхности оболочки, при этом в оболочке выполнены отверстия под электроды.
Сужение измерительной трубы от крайних участков к среднему в указанном патенте обеспечено одновременным сужением оболочки и измерительной трубы. Такое техническое решение кроме достоинств, упомянутых в патенте RU 137985, имеет и недостатки - так, наружная оболочка из металла имеет форму, предположительно сложную в изготовлении, кроме того, измерительная труба должна иметь повышенную прочность для сохранения геометрии из-за действия различных по величине и направлению значений давления и разрежения на различных ее участках, например, при гидроударах или падении давления при спуске воды.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции металлической оболочки, а также разгрузка измерительной трубы от статических и динамических перепадов давления среды и гидроударов.
Задача полезной модели решается введением в конструкцию электромагнитного расходомера, содержащего корпус, измерительную трубу, немагнитную наружную оболочку измерительной трубы, магнитную систему, состоящую из двух индукторов возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенных поверх наружной поверхности наружной оболочки, измерительные электроды, установленные в поперечном сечении измерительной трубы сквозь изолированные отверстия в измерительной трубе и оболочке и предназначенные для электрического соединения электронной схемы расходомера с измеряемой средой,
- дополнительного элемента в виде выполненной для решения задачи полезной модели (конструктивной) полости между измерительной трубой и оболочкой, соединенной с внутренним объемом измерительной трубы, то есть гидравлически соединенной в рабочем состоянии с измеряемой средой внутри измерительной трубы.
Соединение полости с внутренним объемом измерительной трубы может осуществляться посредством отверстий, обеспечивающих выравнивание давлений в полости и внутреннем объеме измерительной трубы.
Кроме того, расходомер может иметь дополнительные токовыравнивающие кольца, предназначенные для электрического соединения измеряемой среды с заземлением электронной схемы.
Техническим результатом настоящей полезной модели является выравнивание давлений с внутренней и внешней сторон измерительной трубы и достигаемая таким образом нечувствительность к перепадам давлений, в том числе к гидроударам. Как результат, возможно существенное облегчение конструкции и уменьшение материалоемкости измерительной трубы при одновременном повышении точности измерения расхода и улучшении долгосрочной стабильности показаний (устранении дрейфа показаний). Кроме этого, наружная оболочка из немагнитного металла может иметь простую круглую форму, без необходимости изготовления поверхности сложной формы, что упрощает и удешевляет технологию изготовления.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид продольного разреза предлагаемого решения электромагнитного расходомера.
Осуществление полезной модели
Электромагнитный расходомер, применяемый для определения и учета расхода жидкости, обладающей электропроводностью, например, воды, частично показан на фиг. 1 и имеет корпус 1, в котором размещены индукторы 2, определяющие напряженность магнитного поля, форма которого в измеряемой среде определяется магнитной системой, в состав которой помимо индукторов (катушек) 2 входят сердечники 3 и другие элементы, не указанные/показанные на фиг. 1. При протекании измеряемой среды через измерительную трубу 8 любой формы, выполненной из немагнитного материала, предпочтительно круглой или имеющей сужение в средней части, между электродами 7 возникает напряжение, пропорциональное скорости движения измеряемой среды, поступающее на электронный блок расходомера для вычисления измеряемого расхода. При этом на входе и выходе измерительной трубы измеряемая среда через токовыравнивающие кольца 9 преимущественно электрически соединяется с проводящей, предпочтительно металлической, немагнитной оболочкой 4, соединенной внутри корпуса 1 с заземлением измерительной схемы электронного блока. Внутренний объем измерительной трубы 8 соединен с разгрузочной полостью 5, по меньшей мере, одним выравнивающим отверстием 6, обеспечивающим равенство давлений с обеих сторон измерительной трубы. С целью равномерного надежного выравнивания давления рекомендуется предусмотреть множество небольших выравнивающих отверстий 6, суммарная площадь которых должна быть пренебрежимо мала (не более 0,1-0,5%) по сравнению с площадью поперечного сечения измерительного канала в плоскости, где располагаются эти выравнивающие отверстия.
В предложенной конструкции измерительная труба 8, выполненная предпочтительно из термостабильного конструкционного пластика, полностью разгружена от статических и ударных механических нагрузок, что приводит к точности и долговременной стабильности результатов измерений расход при одновременном снижении материалоемкости. Все прочностные нагрузки приходятся на оболочку 4, предпочтительно выполненную из нержавеющей трубы, что упрощает изготовление по сравнению с оболочкой сложной формы в прототипе. Значительным усовершенствованием конструкции является также встраивание в конструкцию токовыравнивающих колец 9, позволяющих избежать использования дополнительных устройств для заземления измеряемой среды в случае использования подводящих пластиковых (полиэтиленовых или полипропиленовых) непроводящих электричество труб.
1. Электромагнитный расходомер, включающий корпус, содержащий измерительную трубу, наружную оболочку из немагнитного металла, магнитную систему, состоящую из двух индукторов возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещённых поверх наружной поверхности наружной оболочки, а также электроды, установленные в поперечном сечении измерительной трубы сквозь изолированные отверстия в измерительной трубе и оболочке и предназначенные для электрического соединения электронной схемы расходомера с измеряемой средой, отличающийся тем, что дополнительно введена полость между измерительной трубой и металлической оболочкой, соединённая с внутренним объёмом измерительной трубы.
2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что соединение полости с внутренним объёмом измерительной трубы осуществляется посредством отверстий, обеспечивающих выравнивание давлений в полости и внутреннем объеме измерительной трубы.
3. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что расходомер имеет дополнительные токовыравнивающие кольца, предназначенные для электрического соединения измеряемой среды с заземлением электронной схемы.
