Патент ссср 246102

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских Социалистических

Респуелик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 25.1.1968 (№ 1211996/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 11 VI.1969. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 12.XI.1969

Комитет по делам иаобретеиий и открытиЯ при Совете Министров

СССР

8) Авторы изобретения

М. Я. Гаммерман, В. И. Межбурд, Е. А. Пуусепп, С. С. Райхель, М. А. Иоасаар и Х. Р. Эрнист

Таллинский политехнический институт

Заявитель

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬ!Й РАСХОДОМЕР С НЕОДНОРОДНЫМ

МАГHHTHblM ПОЛЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Данное изобретение относится к области электромагнитного измерения расхода жидкостей с ионными проводимостями и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо измерение расхода подобных сред.

Известные электромагнитные расходомеры с неоднородным магнитным полем, содержащие участок немагнитной трубы с электрически изолированной внутренней поверхностью, узел электродов и магнитную систему возбуждения, обеспечивают независимость показаний от нарушения о евой симметрии профиля скорости по сечению, Однако в известных расходомерах магнитное поле создается одной обмоткой с нерегулируемыми параметрами, что исключает возможность регулировки неоднородного магнитного поля как в процессе эксплуатации, так и в процессе настройки и регулировки расходомеров перед установкой. Вместе с тем экспериментально установлено, что в подобных расходомерах могут возникнуть значительные погрешности в определении расхода, если в силу технологических неточностей соорки магнитопровода, установки катушек или отклонения взаимного расположения электродов от строго диаметрального нарушается закон симметрии магнитного поля относигельно плоскости, проходящей через оси электродов и трубы расходомера. Эти погрешности при сильных отклонениях потока жидкости от осесимметричного могут достигать 200!0 и более.

Цель описываемого расходомера заключа5 ется в том, чтобы создать неоднородное магнитное поле заданного закона распределения, исключить упомянутые погрешности и обеспечить заданную точность в определении расхода при наличии технологических неточностей

10 сборки магнитной системы, катушек и электродов. Для этого магнитное поле создается при помощи двух обмоток, одна из которых, основная, имеет нерегулируемое число витков, а расположение ее сторон по окружности рас15 ходомера и форма поперечного сечения катушек обеспечивают распределение магнитного поля, наиболее близкое к заданному. Магнитное поле должно быть таким, чтобы произведение нормальной составляющей магнитной

20 индукции к плоскости, содержащей ось электродов и ось трубы, на весовую функцшо координат в каждой точке оставалось постоянным. Вторая вспомогательная обмотка предназначена для корректировки магнитного

25 поля с целью устранения влияния указанных выше причин на величину сигнала расходомера. Поскольку наибольшее влияние на величину этих погрешностей оказывают области, непосредственно прилегающие к плоскости, 30 содержащей ось электродов и ось трубы, вспо246102 могательная обмотка располагается так, что ее катушки находятся вблизи этой плоскости.

Вспомогательная обмотка имеет регулируемое число ампервитков и поэтому с ее помощью магнитное поле может быть отрегулировано в зоне наибольшего влияния на сигнал, так чтобы скомпенсировать погрешность, возникшую от технологических причин.

На чертеже показан общий вид датчика расходомера и поперечный разрез по линии электродов.

Описываемый расходомер состоит из немагнитной трубы 1, на внутреннюю поверхность которой нанесено электроизоляционное IIQкрытие. На внутреннюю поверхность трубы по диаметру выведены два изолированных от корпуса трубы металлических электрода 2.

На трубе закреплены основная обмотка возбуждения 8, состоящая из двух катушек, установленных под углом ui (30 — 50 ) к плоскости, проходящей через ось трубы и электродов и занимающих по окружности угловой сектор а2 (20 — 50 ), причем число витков каждой катушки в пределах занимаемого углового сектора изменяется, например, по синусоидальному или другому подходящему закону при отсчете угла от той же плоскости, вспомогательная оомотка 4, состоящая из двух катушек, расположенных близко от плоскости электродов и имеющих регулируемое число витков. Для увеличения полезного магнитного потока катушки возбуждения заключены в магнитопровод 5, изготовляемый из ферромагнитного материала.

При питании катушек возбуждения электрическим током в трубе расходомера создается магнитное поле, при движении жидкости в этом поле между электродами 2 создается разность потенциалов, пропорциональная расходу жидкостей. Предлагаемое расположение и форма катушек основной обмотки возбуждения обеспечивают создание неоднородного магнитного поля такого закона распределения, при котором разность потенциалов на электродах не зависит от нарушения симметрии профиля скорости по сечению трубы и достигается постоянство сигнала. Это дает возможность устанавливать в непосредственной близости от электродов вверх или вниз по потоку канала дросселя, краны и т. п., чем сокращается длина расходомера и расход активных материалов. Вспомогательная обмотка с регулируемым числом витков служиг для точной корректировки магнитного поля, компенсирующей возможные нарушения требуемого закона распределения магнитного поля от основной обмотки из-за технологических неточностей сборки магнитопровода, установки катушек и электродов. К основной обмотке в расходомерах с переменным магнитным полем вспомогательную обмотку подключают последовательно, а в расходомерах с постоянным магнитным полем параллельно.

Предмет изобретения

1. Электромагнитный расходомер с неоднородным магнитным полем возбуждения, со15 держащий участок немагнитной трубы с электрически изолированной внутренней поверхностью, узел электродов и магнитную систему возбуждения, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности измерения, 20 обусловленной нарушением осевой симметрии профиля скорости по сечению, магнитная система возбуждения выполнена из двух обмоток, основной и вспомогательной, создающих суммарное неоднородное магнитное поле за25 данного закона распределения, например, постоянства произведения нормальной к плоскости, содержащей ось электродов и ось трубы, составляющей магнитной индукции на весовую функцию координат в любой точке ак30 тивной зоны.

2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что катушки основной обмотки расположены относительно плоскости, содержащей ось электродов и ось трубы, под углом от 30 до

35 50 и занимают по окружности угловой сектор от 20 до 50, а число витков на единицу углового размера в катушках основной обмотки изменяется по заданному закону, например синусоидальному, в пределах углового

40 сектора, занятого катушкой, при отсчете аргумента от плоскости, содержащей ось электродов и ось трубы.

3. Расходомер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности, 45 обусловленной искажением магнитного поля основной обмотки, вспомогательная обмотка, включенная последовательно с основной обмоткой в случае использования переменного магнитного поля возбуждения и параллельно

50 с основной обмоткой в случае использования постоянного магнитного поля возбуждения, выполнена с регулируемым числом витков, а катушки ее установлены вблизи плоскости, содержащей ось электродов и ось трубы, на55 пример, параллельно этой плоскости.

246!02

Составитель T. Звенигородс кая

Текред А. А. Камышникова Корректоры: С. М. Сигал и В. И. Жолудева

Редактор Гофман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2759/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4