Двухкомпонентный датчик измерения скорости электропроводящей жидкости

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к электромагнитным устройствам для измерения скорости электропроводящей жидкости и может быть использована для измерения скорости, например, судов.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является повышение чувствительности двухкомпонентного датчика измерителя.

Технический результат достигается тем, что в двухкомпонентном датчике измерителя скорости электропроводящей жидкости, содержащем магнитную систему из сердечника и основной обмотки возбуждения и две пары электродов, ориентированных вдоль взаимно перпендикулярных осей, сердечник выполнен пятистержневым с основанием в форме креста и содержит четыре боковых стержня и центральный стержень крестообразного сечения, на котором размещена основная обмотка возбуждения, каждый из электродов размещен между концами бокового и центрального стержней, а на боковых стержнях размещены четыре дополнительные обмотки возбуждения.

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к электромагнитным устройствам для измерения скорости электропроводящей жидкости и может быть использована для измерения скорости, например, судов.

Известен «Электромагнитный измеритель скорости электропроводной жидкости», содержащий преобразователь скорости, состоящий из двух катушек возбуждения магнитного поля, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях внутри сферического обтекателя, и четырех электродов, размещенных на поверхности обтекателя на концах двух взаимно перпендикулярных диаметров, лежащих в плоскости одной из катушек возбуждения (Патент USA, 3161047, МКИ G01P 5/08, 1964).

Недостатком известного измерителя является невысокая интенсивность магнитного поля в рабочей зоне измерения скорости, вследствие чего не может быть обеспечена высокая чувствительность измерителя.

Известен «Электромагнитный измеритель скорости водного потока», содержащий цилиндрический сердечник, на боковой поверхности и торцах которого размещены соответственно индукционная катушка с системой из четырех электродов, а также верхняя и нижняя фокусирующие катушки (Патент RU, 2133038, МКИ G01P 5/08, 1999.07.10).

Недостатком этого измерителей является то, что форма его сердечника не может обеспечить достаточно высокую интенсивность магнитного поля в области зондирования скорости жидкости и вследствие этого высокую чувствительность измерителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Электромагнитный измеритель скорости потока», содержащий магнитную систему из сердечника и обмотки возбуждения и две пары электродов, размещенных вдоль двух взаимно перпендикулярных осей. Сердечник этого измерителя выполнен в виде шара с кольцевой проточкой, размещенной симметрично относительно линии большого круга. Обмотка возбуждения расположена внутри указанной проточки, а электроды выполнены в виде участков сферической поверхности с радиусом, равным радиусу шара, и установлены в области кольцевой проточки (А. с. СССР 798593, М. Кл. G01P 5/08, Бюл. 3, 1981). Магнитная система в измерителе возбуждает магнитное поле, при этом в потоке электропроводящей жидкости вокруг измерителя возникает электрическое поле. На каждой из пар электродов возникает электрический сигнал, пропорциональный проекции вектора скорости жидкости.

Недостатком известного измерителя является то, что магнитное поле равномерно распределено в его сердечнике, форма которого не позволяет сформировать сосредоточенное магнитное поле в области зондирования скорости жидкости, вследствие чего у измерителя-прототипа пониженная чувствительность.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является создание двухкомпонентного датчика измерителя скорости электропроводящей жидкости с улучшенными метрологическими характеристиками.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является повышение чувствительности двухкомпонентного датчика измерителя скорости электропроводящей жидкости.

Технический результат достигается тем, что в двухкомпонентном датчике измерителя скорости электропроводящей жидкости, содержащем магнитную систему из сердечника и основной обмотки возбуждения и две пары электродов, ориентированных вдоль взаимно перпендикулярных осей, сердечник выполнен пятистержневым с основанием в форме креста и содержит четыре боковых стержня и центральный стержень крестообразного сечения, на котором размещена основная обмотка возбуждения, каждый из электродов размещен между концами бокового и центрального стержней, а на боковых стержнях размещены четыре дополнительные обмотки возбуждения.

Повышение чувствительности датчика достигается путем формирования интенсивного сосредоточенного магнитного поля в области зондирования скорости.

Указанный технический результат в частных случаях достигается тем, что выполнение магнитной системы пятистержневой с основной обмоткой на центральном сердечника и дополнительными обмотками на боковых стержнях сердечника позволяет существенно увеличить интенсивность переменного магнитного поля в рабочей зоне измерения скорости электропроводящей жидкости.

Совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает достижение технического результата, достигаемого при осуществлении полезной модели в силу того, что содержащаяся в заявляемом устройстве магнитная система может быть эффективно использована для измерений скорости электропроводящей жидкости.

Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного двухкомпонентного датчика измерителя скорости электропроводящей жидкости отсутствуют, следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «новизна».

В настоящее время авторам не известны двухкомпонентные датчики измерителя скорости электропроводящей жидкости, которые позволяли бы проводить измерения при использовании сосредоточенного переменного магнитного поля в области зондирования скорости жидкости.

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленной полезной модели, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований на достижение указанного технического результата.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен двухкомпонентный датчик измерителя скорости электропроводящей жидкости.

Предлагаемая полезная модель содержит магнитную систему, состоящую из сердечника (на фиг.1 не обозначен), основной обмотки возбуждения 1 и четырех дополнительных обмоток возбуждения 2, и две пары электродов 3 и 4. Сердечник (он же магнитопровод) выполнен пятистержневым и включает в себя центральный стержень 5, четыре боковых стержня 6 и основание 7 в форме креста. Центральный стержень 4 имеет крестообразную форму. Основная обмотка возбуждения 1 размещена на центральном стержне 5, а дополнительные обмотки возбуждения 2 размещены на боковых стержнях 6. Основная обмотка возбуждения 1 и четыре дополнительные обмотки возбуждения 2 соединены последовательно. Две пары электродов 3 и 4 ориентированы на поверхности датчика вдоль взаимно перпендикулярных осей, причем каждый из электродов 3, 4 размещен между концами бокового 6 и центрального 5 стержней и выполнен в виде пластины, например, прямоугольной формы. От электродов 3 и 4 предусмотрено подключение к входу измерителя скорости электропроводящей жидкости (на фиг.1 не обозначено).

Двухкомпонентный датчик измерителя скорости электропроводящей жидкости работает следующим образом.

При пропускании электрического тока через центральную обмотку возбуждения 1 и боковые обмотки возбуждения 2 в центральном стержне 5 возникает магнитный поток, который расщепляется на четыре одинаковых потока, замыкающихся через воздушные промежутки на боковые стержни 6 и основание 7. Эти потоки обтекают наружную поверхность электродов 2 и 3, размещенных в воздушных промежутках. При размещении датчика в электропроводящей жидкости таким образом, чтобы вектор ее скорости был параллелен плоскости электродов 3, 4, в жидкости возникает электрическое поле, которое формирует на электродах 3, 4 напряжение, пропорциональное скорости жидкости.

Пятистержневая магнитная система с основной обмоткой на центральном сердечника и дополнительными обмотками на боковых стержнях сердечника позволяет расщеплять магнитный поток, созданный основной и дополнительными обмотками возбуждения, на четыре одинаковых рабочих магнитных потока и получить достаточно простую двухкоординатную структуру датчика измерителя скорости электропроводящей жидкости.

Наличие почти замкнутого магнитопровода для рабочего магнитного потока позволяет существенно увеличить интенсивность магнитного поля в рабочей зоне измерения скорости электропроводящей жидкости и этим существенно увеличить чувствительность датчика измерителя.

Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленной полезной модели выполняются следующие условия:

- средство, воплощающее предлагаемое устройство при его осуществлении, предназначено для использования в измерительной технике, а именно в электромагнитных устройствах для измерения скорости, например судов;

- для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных до даты подачи заявки средств;

- средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.

Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».

Двухкомпонентный датчик измерителя скорости электропроводящей жидкости, содержащий магнитную систему из сердечника и основной обмотки возбуждения и две пары электродов, ориентированных вдоль взаимно перпендикулярных осей, отличающийся тем, что сердечник выполнен пятистержневым с основанием в форме креста и содержит четыре боковых стержня и центральный стержень крестообразного сечения, на котором размещена основная обмотка возбуждения, каждый из электродов размещен между концами бокового и центрального стержней, а на боковых стержнях размещены четыре дополнительные обмотки возбуждения.