RU109555U1

RU109555U1 - ELECTROMAGNETIC FLOW METER

Info

Publication number: RU109555U1
Application number: RU2011113576/28U
Authority: RU
Inventors: Иван Дмитриевич Вельт; Сергей Иванович Кузнецов; Юлия Владимировна Михайлова; Надежда Викторовна Терехина
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2011-10-20

Abstract

Электромагнитный расходомер, содержащий участок трубопровода, выполненный из немагнитного материала, внутренняя поверхность которого покрыта изоляционным слоем, индуктор, два электрода, опорную индукционную катушку, расположенную в изоляционном слое, причем витки опорной индукционной катушки размещены по линиям уровня поверхностной весовой функции, корпус расходомера, отличающийся тем, что в изоляционном слое между индукционной катушкой опорного сигнала и внутренней поверхностью канала расположен электростатический экран в виде незамкнутой спирали из токопроводящего материала, контактирующий с корпусом прибора в одной точке. An electromagnetic flow meter containing a portion of the pipeline made of non-magnetic material, the inner surface of which is coated with an insulating layer, an inductor, two electrodes, a support induction coil located in the insulation layer, the turns of the support induction coil being placed along the level lines of the surface weight function, the flowmeter housing the fact that in the insulating layer between the induction coil of the reference signal and the inner surface of the channel is an electrostatic screen in the form of open spiral made of conductive material in contact with the device body at one point.

Description

Полезная модель относится к приборостроению в области измерения расхода электромагнитным методом и может быть использована для измерения расхода магнетитовой пульпы на горно-обогатительных комбинатах.The utility model relates to instrumentation in the field of flow measurement by the electromagnetic method and can be used to measure the flow of magnetite pulp in mining and processing plants.

Известны электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей, имеющие участок трубопровода из немагнитного материала, внутренняя поверхность которого покрыта электроизоляционным материалом, электромагнитную систему (индуктор), обеспечивающую в канале магнитное поле, электроды, контактирующие с измеряемой жидкостью, две индукционные катушки опорного сигнала, расположенные в пределах магнитного поля, корпус расходомера и измерительное устройство [1]. Мерой расхода жидкости служит отношение напряжения, снимаемого с электродов, к напряжению, полученному в результате интегрирования сигнала, индуцированного магнитным полем в индукционных катушках опорного сигнала.Known electromagnetic flow meters for measuring the flow rate of electrically conductive liquids having a pipe section of non-magnetic material, the inner surface of which is coated with an insulating material, an electromagnetic system (inductor) providing a magnetic field in the channel, electrodes in contact with the measured liquid, two induction reference signal coils located in the limits of the magnetic field, the body of the flow meter and the measuring device [1]. A measure of fluid flow is the ratio of the voltage taken from the electrodes to the voltage obtained by integrating the signal induced by the magnetic field in the induction coils of the reference signal.

Недостатком таких расходомеров является низкая точность при измерении расхода магнетитовых пульп.The disadvantage of such flowmeters is the low accuracy when measuring the flow rate of magnetite pulps.

Пульпа представляет собой двухфазный поток, причем одна фаза потока представляет собой набор включений в виде твердых ферромагнитных частиц, а другая фаза образуется непрерывной электропроводной жидкостью (водой). Твердые включения составляют по весу порядка 60%. В твердой фазе в основном содержится железо. Ферромагнитные частицы существенно изменяют величину и искажают распределение магнитного поля в канале.A pulp is a two-phase flow, one phase of the flow being a set of inclusions in the form of solid ferromagnetic particles, and the other phase is formed by a continuous electrically conductive liquid (water). Solid inclusions are about 60% by weight. The solid phase contains mainly iron. Ferromagnetic particles significantly change the value and distort the distribution of the magnetic field in the channel.

Сигнал, индуцируемый магнитным полем в индукционных катушках опорного сигнала электромагнитного расходомера [1], приблизительно характеризует величину и распределение магнитного поля в канале, поскольку индукционные катушки опорного сигнала расположены за наружной поверхностью трубы, т.е. относительно далеко от рабочей зоны магнитного поля и распределение витков этих катушек не отражает весовую функцию электромагнитного расходомера.The signal induced by the magnetic field in the induction coils of the reference signal of the electromagnetic flowmeter [1] approximately characterizes the magnitude and distribution of the magnetic field in the channel, since the induction coils of the reference signal are located outside the outer surface of the pipe, i.e. relatively far from the working area of the magnetic field and the distribution of turns of these coils does not reflect the weight function of the electromagnetic flow meter.

Этот недостаток частично устранен в электромагнитном расходомере [2], где применена индукционная катушка опорного сигнала, витки которой распределены по линиям поверхностной весовой функции. Индукционная катушка опорного сигнала максимально приближена к рабочей зоне магнитного поля, т.к. она расположена в изоляционном слое канала расходомера.This drawback is partially eliminated in the electromagnetic flowmeter [2], where an induction coil of the reference signal is used, the turns of which are distributed along the lines of the surface weight function. The induction coil of the reference signal is as close as possible to the working area of the magnetic field, because it is located in the insulating layer of the flowmeter channel.

Недостатком такого технического решения [2], является низкая помехозащищенность расходомера. Источником помех является цепь емкостных утечек напряжения, индуцированного магнитным полем в индукционной катушке опорного сигнала, на электроды через изоляционный слой и жидкость, находящуюся в канале.The disadvantage of this technical solution [2] is the low noise immunity of the flow meter. The source of interference is a circuit of capacitive voltage leaks induced by a magnetic field in the induction coil of the reference signal to the electrodes through the insulating layer and the liquid in the channel.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение помехозащищенности расходомера. Эта цель достигается тем, что в изоляционном слое между индукционной катушкой опорного сигнала и внутренней поверхностью канала располагается электростатический экран в виде незамкнутой спирали из токопроводящего материала, контактирующий с корпусом прибора в одной точке. Благодаря электростатическому экрану емкостные утечки напряжения индукционной катушки опорного сигнала не попадают в жидкость и на электроды, а отводятся на корпус расходомера. Электростатический экран выполнен в виде незамкнутой спирали из токопроводящего материала, благодаря этому в экране не образуются вихревые токи при изменении магнитного поля, которые могли бы создавать индуктивные помехи.The purpose of the proposed utility model is to increase the noise immunity of the flow meter. This goal is achieved by the fact that in the insulating layer between the induction coil of the reference signal and the inner surface of the channel there is an electrostatic screen in the form of an open spiral of conductive material in contact with the housing of the device at one point. Thanks to the electrostatic screen, capacitive voltage leaks of the induction coil of the reference signal do not enter the liquid and the electrodes, but are diverted to the body of the flowmeter. The electrostatic screen is made in the form of an open spiral of conductive material, due to this, eddy currents do not form in the screen when the magnetic field changes, which could create inductive interference.

Конструкцию электромагнитного расходомера поясняют фиг.1 и 2. На фиг.1 изображен электромагнитный расходомер, разрез. На фиг.2 изображена трассировка проводников электростатического экрана. Электромагнитный расходомер (фиг.1) имеет трубу 1, выполненную из немагнитной стали, индуктор 2 магнитного поля, корпус 3 и пару электродов 7. Внутренняя поверхность трубы покрыта изоляционным слоем 4, в котором вмонтирована гибкая печатная плата 5. Гибкая печатная плата выполнена из двустороннего фольгированного диэлектрика, имеет форму цилиндра и расположена в изоляционном слое соосно с трубой. На поверхности внешнего радиуса печатной платы расположена индукционная катушка опорного сигнала, витки которой размещены по линиям уровня поверхностной весовой функции. На поверхности внутреннего радиуса печатной платы расположена спираль электростатического экрана. Через контактную площадку 6 проводником электростатический экран соединен с корпусом расходомера.The design of the electromagnetic flow meter is illustrated in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an electromagnetic flow meter, a section. Figure 2 shows the trace conductors of the electrostatic screen. The electromagnetic flow meter (Fig. 1) has a pipe 1 made of non-magnetic steel, a magnetic field inductor 2, a housing 3 and a pair of electrodes 7. The inner surface of the pipe is covered with an insulating layer 4 in which a flexible printed circuit board is mounted 5. The flexible printed circuit board is made of double-sided foil dielectric, has the shape of a cylinder and is located in the insulating layer coaxially with the pipe. An induction coil of the reference signal is located on the surface of the external radius of the printed circuit board, the turns of which are placed along the level lines of the surface weight function. On the surface of the internal radius of the printed circuit board there is a spiral of an electrostatic screen. Through the contact pad 6 by a conductor, the electrostatic shield is connected to the body of the flowmeter.

Расходомер работает следующим образом.The flow meter operates as follows.

При движении по трубопроводу 1 магнетитовой пульпы, в ней наводится электрическое поле, обусловленное взаимодействием потока жидкости с магнитным полем индуктора 2. Напряженность электрического поля пропорциональна индукции магнитного поля и скорости потока. Мерой расхода жидкости служит отношение напряжения, снимаемого с электродов, к напряжению, полученному в результате интегрирования сигнала, индуцированного магнитным полем в индукционной катушке опорного сигнала.When a magnetite pulp moves through the pipeline 1, an electric field is induced in it, due to the interaction of the liquid flow with the magnetic field of the inductor 2. The electric field is proportional to the magnetic field and the flow velocity. A measure of fluid flow is the ratio of the voltage taken from the electrodes to the voltage obtained by integrating the signal induced by the magnetic field in the induction coil of the reference signal.

Электростатический экран защищает рабочую область формирования сигнала от помех, тем самым повышает точность измерения расхода.The electrostatic screen protects the working area of the signal formation from interference, thereby increasing the accuracy of flow measurement.

Электромагнитный расходомер, выполненный по данному изобретению, может найти применение при измерении магнетитовых пульп, а также других электропроводных жидкостей.An electromagnetic flow meter made in accordance with this invention can find application in the measurement of magnetite pulps, as well as other electrically conductive liquids.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. «Электромагнитный расходомер», изобретение СССР G01F 1/58 №1830135 A3, Бюллетень №27, 1993 г.1. "Electromagnetic flowmeter", invention of the USSR G01F 1/58 No. 1830135 A3, Bulletin No. 27, 1993

2. «Датчик электромагнитного расходомера», изобретение СССР G01F 1/58 №838355, Бюллетень №22, 1981 г.2. "Sensor of an electromagnetic flowmeter", invention of the USSR G01F 1/58 No. 838355, Bulletin No. 22, 1981

Claims

An electromagnetic flow meter containing a portion of the pipeline made of non-magnetic material, the inner surface of which is coated with an insulating layer, an inductor, two electrodes, a support induction coil located in the insulation layer, the turns of the support induction coil being placed along the level lines of the surface weight function, the flowmeter housing the fact that in the insulating layer between the induction coil of the reference signal and the inner surface of the channel is an electrostatic screen in the form of an open spiral made of conductive material in contact with the body of the device at one point.