CS265499B1 - Electromagnetical sensing element for measuring volume discharges of concentrated highly abrasive suspensions - Google Patents

Description

Vynález se týká elektromagnetického čidla pro měření objemových průtoků zahuštěných silně abrazivních suspenzí, zejména uhelných a hlušinových kalů, pískových a cementových suspenzí a dalších médií ve všech odvětvích průmyslu a zemědělství.

Dosud známé konstrukce elektromagnetických čidel jsou provedeny tak, že ocelová nemagnetická měřicí trubice čidla je opatřena poměrně tenkou vrstvou elektroizolační výstelky z různých materiálů, například pryže, keramických hmot, teflonu a dalších umělých hmot. Elektrody jsou provedeny z různých elektrovodivých kovů, například nerez oceli, wolframu, platiny, hasteloye a dalších. Vlivem abraze proudícího zahuštěného média se relativně brzy, v některých případech během necelého roku, výstelka vybrousí tak, že zvlášř u větších průměrů potrubí vzniká značná chyba proti kalibrování a mnohdy se výstelka obrousí zcela, takže čidlo je funkčně nepoužitelné. Poněvadž materiál elektrody má podstatně vyšší odolnost proti otěru než materiál výstelky, zůstává elektroda při obroušení výstelky vyčnívat do průtočného průřezu, za ní se tvoří víry a výstelka se ještě intenzivněji v místě za elektrodami vyšlehává. u vodorovných potrubních řádů dochází během průtoku zahuštěných kapalin к sedimentaci pevných částic, takže rotačně symetrický profil proudění je značně narušen a průtokoměrem měří se značnou chybou. Například pro pevné částice o velikosti 1 mm a měrné hmotnosti 1,5 kg.dm je chyba snímaná jedním párem elektrod umístěných uprostřed průtočného průřezu až 3 %.

Výše uvedené nedostatky se odstraní elektromagnetickým čidlem pro měření objemových průtoků zahuštěných silně abrazivních suspenzí s jedním nebo více páry snímacích elektrod zhotovených z elektricky vodivého materiálu a nerozebíratelně spojených s výstelkou zhotovenou z elektricky nevodivého materiálu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že snímací elektrody jsou umístěny ve vzdálenosti 0,3 až 0,8 počátečního vnitřního poloměru výstelky nebo samotné měřicí trubice od roviny kolmé na směr budicího magnetického pole a procházející středem výstelky nebo samotné měřicí trubice a mají tvar křivky, souřadnice jejíchž bodů

-12 1/2

X, Y jsou určeny vztahem Y = (R. . .X, . · X ) za předpokladu, že souřadnice prvního bodu křivky X(_o) vyhovuje vztahu x^_qj ® ^R(o) *^R ' ^{R 3e} v^jší poloměr výstelky nebo samotné měřicí trubice, nebo mají tvar přímky proložené touto křivkou. Materiál elektronevodivé výstelky nebo samotné měřicí trubice má stejnou odolnost proti otěru jako elektrovodivý materiál snímacích elektrod nebo lišící se maximálně o 3 %.

Výstelka je zhotovena z elektroizolačního materiálu, například pryže s vysokým měrným odporem v podstatně silnější vrstvě než u dosud používaných čidel. Elektrody jsou zhotoveny rovněž z pryže mající stejnou odolnost proti otěru jako pryž výstelky, ale s vysokou elektrickou vodivostí. Výpočtem je stanovena poloha elektrod na obvodu měřicí trubice a výstelky elektromagnetického čidla tak, že chyba měřené hodnoty průtoku vzniklá zvětšením průtočného průřezu vlivem erozivních účinků proudícího média, to je zvětšením průměru čidla, je zcela eliminována, neboř vzdálenost mezi elektrodami, a tím i signální napětí na snímacích elektrodách se vlivem erozivních účinků proudící kapaliny zvětší o takovou hodnotu, která odpovídá konkrétní hodnotě .objemového průtoku v daném okamžiku.

Jako příklad je možno uvést případ na čidle podle vynálezu, kdy Čidlo má počáteční vnitřní poloměr R^ ~ 200 nun a kdy elektrody jsou umístěny ve vzdálenosti 0,718 od středu měřicí trubice čidla. Pak při klasickém provedení při zvětšení vnitřního poloměru čidla o 2 % vzniká chyba hodnoty objemového průtoku proti kalibrování 3,8 %, při provedení podle vynálezu pouze 0,05 %. Při zvětšení vnitřního průměru čidla o 5 % je již chyba 9,5 % pro klasické provedení, pro konstrukci podle vynálezu pouze 0,16 %.

Pro jiná umístění elektromagnetických čidel než svislá je u kapalin se značným obsahem pevných částic velmi narušen rotačně symetrický profil průtoku, rychlost sedimentovaných částic ve spodní polovině průtočného průřezu je podstatně nižší než uprostřed a v horní polovině. Proto klasické snímání dvěmi elektrodami je zatížené chybou až 3 %. Konstrukcí dvou párů elektrod v horní a dolní polovině průtočného průřezu podle vynálezu tak, že spojnice horního a spodního páru jsou vodorovné a elektronickým sečtením obou signálů je měření podstatně přesnější, čidlo má podstatně vyšší životnost než v klasickém provedení se snímacími elektrodami umístěnými uprostřed měřicí trubice.

Konstrukce tlustostěnné elektroizolační výstelky elektromagnetických čidel s elektrodami z elektrovodivého materiálu se stejnou odolností proti otěru umístěnými podle výpočtu tak, že je kompenzována chyba vzniklá zvětšením průtočného průřezu, má přednosti v tom,, že elektromagnetické čidlo má několikanásobně delší životnost, než mají dosavadní čidla, měření je podstatně přesnější po určité době nasazení, perioda nutnosti překalibrování je podstatně větší. Vzhledem к okolnosti, že výstelka i elektrody jsou například z pryže vyvulkanizovány současně je zaručena absolutní těsnost elektrod proti výstelce i při značných změnách teploty stárnutí. Konstrukcí čidla pro vodorovné potrubní řady je umožněno přesné měření i značně zahuštěných a nenewtonských kapalin.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněno umístění a tvar snímacích elektrod na obvodu výstelky nebo na měřicí trubici 1_· Snímací elektrody 2 jsou umístěny ve vzdálenosti od (\3 do 0,8 počátečního vnitřního poloměru výstelky nebo samotné měřicí trubice od roviny procházející středem měřicí trubice 2 a kolmé na směr budicího magnetického pole £. R^ je vnitřní poloměr výstelky nebo samotné měřicí trubice 1_ při započetí měření. R je vnější poloměr výstelky nebo samotné měřicí trubice 1_ po obroušení během měření. Snímací elektrody —1 2 1/2 mají tvar křivky souřadnice jejíchž bodů X, Y jsou dány vztahem Y = ^,X(o) “ X ) r přičemž musí být dodržena podmínka, že souřadnice prvního bodu křivky vyhovuje vztahu

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Elektromagnetické čidlo pro měření objemových průtoků zahuštěných, silně abrazivních suspenzí s jedním nebo více páry snímacích elektrod zhotovených z elektricky vodivého materiálu a nerozebíratelně spojených s výstelkou zhotovenou z elektricky nevodivého materiálu, vyznačené tím, že snímací elektrody (2) jsou umístěny ve vzdálenosti 0,3 až 0,8 počátečního vnitřního poloměru R(_oj výstelky nebo samotné měřicí trubice (1) od roviny (3) kolmé na směr budicího magnetického pole (4) a procházející středem výstelky nebo samotné měřicí trubice (1) a

2 -12 1/2 mají tvar křivky, souřadnice jejíchž bodů X, Y jsou určeny vztahem Y = (^R(_o) ^,X(o) “ ^X ) za předpokladu, že souřadnice prvního bodu křivky X^ vyhovuje vztahu = R^_o^².R \ kde R je vnější poloměr výstelky nebo samotné měřicí trubice (1) nebo mají tvar přímky proložené touto křivkou.

2. Elektromagnetické čidlo podle bodu 1, vyznačené tím, že materiál elektronevodivé výstelky a/nebo měřicí trubice (1) má stejnou odolnost proti otěru jako elektrovodivý materiál snímacích elektrod (.2) s tolerancí maximálně 3 %.