CS213854B1

CS213854B1 - Sensor for measuring low speeds of conductive liquid flow

Info

Publication number: CS213854B1
Application number: CS667879A
Authority: CS
Inventors: Jaroslavsen
Original assignee: Sen Jaroslav
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1982-04-09

Description

Vynález se týká čidla k měření nízkých rychlostí proudění vodivých kapalin, pracujícího na elektroindukčním principu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a sensor for measuring the low flow rates of conductive liquids operating on the electro-induction principle.

' Doposud používaná čidla k měření nízkých rychlostí' proudění kapalin používají k měření nejčastěji měrné křídlo Voltmanovo, které má řadu nevýhod vyplývajících z technicky náročné konstrukce obsahující rotující těleso uložené v choulostivých ložiskách, jež bývají častým zdrojem poruch i chyb měření. Nevýhodou je i nevyhnutelné potřeba časově náročné integrace měřené hodnoty. Jiným zařízením pro předmětná měření je např. ponorné čidlo elektróindukčního typu ve tvaru sondy s kapkovitým hydrodynamickým průřezem, jehož magnetická pólová dvojice je napájena střídavým proudem a jehož elektrody jsou umístěny vně jeho uzavřeného pouzdra s magnetickou pólovou dvojicí. Nevýhodou tohoto čidla je nízké výstupní indukované napětí pro jednotkovou rychlost proudění, způsobené nízkou účinností magnetické pólové dvojice při této konstrukci.The 'low velocity sensors' used to date use the most commonly used Voltman measurement wing, which has a number of disadvantages resulting from a technically sophisticated design comprising a rotating body housed in delicate bearings, which are a frequent source of measurement failures and errors. Another disadvantage is the inevitable need for time-consuming integration of the measured value. Another device for the present measurements is, for example, a droplet hydrodynamic probe-shaped immersion sensor of the electrode type whose magnetic pole pair is powered by alternating current and whose electrodes are located outside its closed magnetic pole pair housing. The disadvantage of this sensor is the low output induced voltage for the unit flow rate caused by the low efficiency of the magnetic pole pair in this design.

Uvedené nedostatky odstraňuje čidlo k měření nízkých rychlostí proudění vodivých kapalin sestávající z magnetické polově dvojice se střední délkou magnetické siločáry, měřící trubice, elektrod a vnějšího prstence z feromagnetického materiálu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že poměr délky střední magnetické siločáry pólové dvojice v pracovní mezeře čidla ke spojnici snímacích elektrod kolmo ke směru proudění média i kolmo ke směru střední magnetické siločáry je menší než 1.These disadvantages are overcome by a sensor for measuring low flow velocities of conductive liquids consisting of a magnetic half-pair with a mean magnetic field line length, a measuring tube, electrodes and an outer ring of ferromagnetic material according to the invention. the working gap of the sensor to the junction of the sensing electrodes perpendicular to the direction of medium flow and perpendicular to the direction of the central magnetic field line is less than 1.

213 854213 854

213 854 i213 854 i

Předností tohoto čidla je zvýšení indukovaného napětí ve smyslu indukčního zákona formulovaného rovnic£ Uj, = B . d . v, udávající, še indukované napětí U^ je úměrné magnetické indukci B, vzdálenosti elektrod d a rychlostí, proudění v tekutiny, jelikož při ustálená rychlosti v proudění tekutiny dojde k současnému zvětšení veličin B a d ve srovnání s průtočným, průřezem kruhovým při Jinak stejné ploše průtočného průřezu.The advantage of this sensor is the increase of the induced voltage in the sense of the induction law of the formulated equation. d. v, indicating that the induced voltage U je is proportional to the magnetic induction B, the electrode spacing d and velocity, the flow into the fluid, since at a steady velocity in the fluid flow the quantities B and d are increased at the same time cross-section.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn příklad čidla 2 k měření nízkých rychlostí proudění vodivých kapalin, které používá k buzení pólové dvojice 21, 22 budicích cívek nebo permanentních magnetů a jehož vnitřní průtokový průřez je; eliptický.FIG. 1 schematically shows an example of a sensor 2 for measuring the low flow rates of conductive liquids used to drive a pole pair 21, 22 of excitation coils or permanent magnets and whose internal flow cross section is; elliptical.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn příklad čidla 2 k měření nízkých rychlostí proudění vodivých kapalin, které používá k buzení pólové dvojice 21, 22 budicích cívek neba· permanentních magnetů a jehož vnitřní průtokový průřez je ve tvaru zploštělého válce.FIG. 2 shows schematically an example of a sensor 2 for measuring the low flow rates of conductive liquids used to excite the pole pair 21, 22 of the excitation coils of permanent magnets and whose internal flow cross-section is in the form of a flattened cylinder.

V obou případech je magnetická pólová! dvojice 21, 22 uzavřena na vnější straně prstencem z feromagnetického materiálu. Čidlo 3 je charakterizováno tím, že střední délka magnetické siločáry 1 pólové dvojice 21, 22 v pracovní mezeře je kratší než nejkratší spojnice 4 snímacích elektrod 51, 52.In both cases the magnetic pole! the pair 21, 22 is closed on the outside by a ring of ferromagnetic material. The sensor 3 is characterized in that the mean length of the magnetic field line 1 of the pole pair 21, 22 in the working gap is shorter than the shortest connecting line 4 of the sensing electrodes 51, 52.

Čidlo 2 vytvořené podle vynálezu pracuje tak, že při poproudění vodivé kapaliny měřicí trubicí prostorem pracovní mezery magnetické pólové dvojice 21, 22 dochází k indukci elektromotorické síly, při níž její úroveň je příznivě ovlivněna prodlouženou délkou spojnice 4 snímacích elektrod gl, g2 a zkrácenou délkou střední magnetické siločáry 1.The sensor 2 according to the invention operates in such a way that when the conductive liquid flows through the measuring tube through the working gap of the magnetic pole pair 21, 22, an electromotive force is induced, its level being favorably influenced by the elongated length of the electrode 4, magnetic field lines 1.

Pro praktické průmyslová využití čidla 3 ⁸ eliptickým.,průtočným profilem 3 k měření níz* kých rychlostí proudění kapalin v otevřených korytech nebo žlabech je doporučený průměr délky střední magnetické siločáry 1 k nejkratší spojnici 4 snímacích elektrod gl, §2 roven 1,56 - 2,04. V těchto případech dochází k 56 % - 104 % nárůstu signálního napětí v porovnání s čidlem g s kruhovým průtočným průřezem při jinak stejné ploše průtočného kanálu. Za těchto okolností lze s dostatečnou přesností měřit i průtočné rychlosti v rozmezí 0,05 až 0,1 m sec“¹.For practical industrial applications for sensors 3 ⁸ elliptical., Flow profile measurement 3 * LO sneeze liquid flow velocity in open channels or troughs is the average of the mean recommended magnetic lines 1 to 4 the shortest connecting line sensing electrodes gl section 2 is equal to 1.56 - 2 , 04. In these cases, there is a 56% - 104% increase in the signal voltage compared to the circular flow sensor g with an otherwise equal flow channel area. In these circumstances, flow rates in the range of 0.05 to 0.1 m sec ^-1 can be measured with sufficient accuracy.

Indukční čidlo této konfigurace je možno s výhodou použít např. k proměřování hydrodynamického profilu ksnálu pří alternativní konstrukci jako ponornou sondu*An inductive sensor of this configuration can be advantageously used, for example, to measure the hydrodynamic profile of the pale in an alternative design as a submersible probe *

Claims

A sensor for measuring low flow velocities of conductive liquids consisting of a magnetic pole pair having a medium magnetic field length, a measuring tube, electrodes and an outer ring of ferromagnetic material, characterized in that the ratio of the length of the central magnetic field line (1) to the pole pair (21, 22). } is less than 1 in the working gap of the sensor (3) to the connector (4) of the sensing electrodes (51, 52} perpendicular to the flow direction of the medium and perpendicular to the direction of the central magnetic field line (1) »