RU112437U1 - DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU112437U1 RU112437U1 RU2011134819/28U RU2011134819U RU112437U1 RU 112437 U1 RU112437 U1 RU 112437U1 RU 2011134819/28 U RU2011134819/28 U RU 2011134819/28U RU 2011134819 U RU2011134819 U RU 2011134819U RU 112437 U1 RU112437 U1 RU 112437U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- magnetic system
- measuring electrodes
- fluid flow
- magnets
- Prior art date
Links
Abstract
1. Устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости, содержащее установленную в металлическом корпусе магнитную систему с чередующимися полюсами, выполненную, по крайней мере, из четырех магнитов, попарно установленных вплотную друг к другу с зазором между парами, и, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к дифференциальному усилителю, причем измерительные электроды выполнены в виде пластин, расположенных над поверхностями пар магнитов магнитной системы на изоляционных пластинах, а вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком. ! 2. Устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости, имеющее обтекаемую форму, содержащее установленную в металлическом корпусе магнитную систему, в которой магниты, составляющие магнитную систему, установлены вплотную друг к другу, и, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к измерительному электронному блоку, причем измерительные электроды выполнены в виде пластин, расположенных на изоляционных пластинах над поверхностью магнитной системы, а вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком. 1. A device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow, containing a magnetic system installed in a metal case with alternating poles, made of at least four magnets, installed in pairs close to each other with a gap between the pairs, and at least two measuring electrodes connected to a differential amplifier, and the measuring electrodes are made in the form of plates located above the surfaces of pairs of magnets of the magnetic system on insulating plates, and the entire surface of the measuring electrodes is covered with a dielectric. ! 2. A device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow, having a streamlined shape, containing a magnetic system installed in a metal case, in which the magnets that make up the magnetic system are installed close to each other, and at least two measuring electrodes connected to the measuring electronic block, and the measuring electrodes are made in the form of plates located on insulating plates above the surface of the magnetic system, and the entire surface of the measuring electrodes is covered with a dielectric.
Description
Полезная модель относится к области измерений параметров движения, предназначена для исследования движения жидких сред и может быть использована для измерения составляющих пульсаций вектора скорости потока жидкости, в частности пресной и морской воды при проведении гидрологических исследований.The utility model relates to the field of measuring motion parameters, is designed to study the motion of liquid media and can be used to measure the components of the pulsations of the fluid flow velocity vector, in particular fresh and sea water during hydrological studies.
Известно устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости устанавливаемое по направлению движения носителя (авторское свидетельство №755699, опубл. 30.10.1980), содержащее магнитную систему, образованную постоянными магнитами, с чередующимися полюсами, выполненную в виде тела вращения обтекаемой формы установленного в металлическом корпусе. Зазоры магнитной системы заполнены диэлектриком и в них установлены измерительные электроды, подключенные к измерительному блоку. Измерительные электроды имеют стержневидную форму и установлены в зазорах магнитной системы. Магнитная система помещена в диэлектрический кожух, при этом торцевая поверхность измерительных электродов не защищена от контакта с электропроводной средой.A device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow is established in the direction of movement of the carrier (copyright certificate No. 755699, publ. 10/30/1980), containing a magnetic system formed by permanent magnets, with alternating poles, made in the form of a body of rotation of a streamlined shape mounted in a metal case. The gaps of the magnetic system are filled with a dielectric and measuring electrodes connected to the measuring unit are installed in them. The measuring electrodes are rod-shaped and installed in the gaps of the magnetic system. The magnetic system is placed in a dielectric casing, while the end surface of the measuring electrodes is not protected from contact with an electrically conductive medium.
Следствием электрохимических процессов происходящих на открытых измерительных электродах является большое время выхода на рабочий режим после помещения датчика в воду. Для данного устройства оно составляет в диапазоне высоких частот (от 1 Гц и выше) - около 2-х часов, на инфранизких частотах (от 0,03 Гц и ниже) - около суток.The consequence of electrochemical processes occurring on open measuring electrodes is a long time for reaching the operating mode after placing the sensor in water. For this device, it is in the range of high frequencies (from 1 Hz and above) - about 2 hours, at infra-low frequencies (from 0.03 Hz and below) - about a day.
Наиболее близким по технической сущности, к заявляемым, является устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (патент РФ №2420743, опубл. 11.06.2011). По первому варианту выполнения, выбранному в качестве прототипа для первого варианта заявляемого устройства, датчик содержит установленную в металлическом корпусе магнитную систему с чередующимися полюсами, по крайней мере, с двумя зазорами в рабочих частях и дополнительным зазором между парами магнитов, а также, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к измерительному электронному блоку. Измерительные электроды выполнены в виде пластин и расположены над поверхностью магнитной системы на изоляционных пластинах, при этом вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком.The closest in technical essence to the claimed, is a device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow (RF patent No. 2420743, publ. 11.06.2011). According to the first embodiment, selected as a prototype for the first embodiment of the claimed device, the sensor comprises a magnetic system mounted in a metal case with alternating poles, at least two gaps in the working parts and an additional gap between the pairs of magnets, as well as at least , two measuring electrodes connected to the measuring electronic unit. The measuring electrodes are made in the form of plates and are located above the surface of the magnetic system on insulating plates, while the entire surface of the measuring electrodes is coated with a dielectric.
По второму варианту изобретения, выбранному в качестве прототипа для второго варианта заявляемого устройства, датчик для измерения параметров турбулентного потока жидкости имеющий обтекаемую форму, содержит установленную в металлическом корпусе магнитную систему с одним зазором в рабочей части и, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к измерительному электронному блоку. Измерительные электроды, выполнены в виде пластин и расположены на изоляционных пластинах над поверхностью магнитной системы, при этом вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком.According to the second embodiment of the invention, selected as a prototype for the second embodiment of the claimed device, the sensor for measuring the parameters of the turbulent fluid flow having a streamlined shape, contains a magnetic system installed in a metal case with one gap in the working part and at least two measuring electrodes connected to the measuring electronic unit. The measuring electrodes are made in the form of plates and are located on insulating plates above the surface of the magnetic system, while the entire surface of the measuring electrodes is coated with a dielectric.
Недостатком устройства является его невысокая чувствительность, которая определяется значением индукции магнитного поля вблизи поверхности, которая существенно снижается из-за наличия зазора между магнитами в рабочих частях магнитной системы.The disadvantage of this device is its low sensitivity, which is determined by the value of the magnetic field induction near the surface, which is significantly reduced due to the presence of a gap between the magnets in the working parts of the magnetic system.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение чувствительности устройства.The technical result of the claimed utility model is to increase the sensitivity of the device.
Для достижения указанного технического результата, устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости содержит установленную в металлическом корпусе магнитную систему с чередующимися полюсами выполненную, по крайней мере, из четырех магнитов, попарно установленных вплотную друг к другу с зазором между парами и, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к дифференциальному усилителю, причем измерительные электроды выполнены в виде пластин, расположенных над поверхностями пар магнитов магнитной системы на изоляционных пластинах, а вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком.To achieve the specified technical result, the device for measuring the parameters of the turbulent fluid flow contains a magnetic system mounted in a metal casing with alternating poles made of at least four magnets installed in pairs adjacent to each other with a gap between the pairs and at least two measuring electrodes connected to a differential amplifier, and the measuring electrodes are made in the form of plates located above the surfaces of the pairs of magnets of the magnetic systems s on insulating plates, and the entire surface of the measuring electrodes is coated with a dielectric.
По второму варианту полезной модели, для достижения указанного технического результата устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости имеющее обтекаемую форму, содержит установленную в металлическом корпусе магнитную систему, в которой магниты, составляющие магнитную систему, установлены вплотную друг к другу и, по крайней мере, два измерительных электрода, подключенных к измерительному электронному блоку, причем измерительные электроды, выполнены в виде пластин, расположенных на изоляционных пластинах над поверхностью магнитной системы, а вся поверхность измерительных электродов покрыта диэлектриком.According to the second embodiment of the utility model, in order to achieve the indicated technical result, the device for measuring the parameters of the turbulent fluid flow having a streamlined shape, contains a magnetic system installed in a metal housing, in which the magnets that make up the magnetic system are mounted close to each other and at least two measuring electrodes connected to the measuring electronic unit, and the measuring electrodes are made in the form of plates located on insulating plates above the surface of the magnetic system, and the entire surface of the measuring electrodes is covered with dielectric.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на которых изображены:The essence of the utility model is illustrated by drawings which depict:
на фиг.1 - устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (вариант 1) осевое сечение;figure 1 - device for measuring parameters of a turbulent fluid flow (option 1) axial section;
на фиг.2 - устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (вариант 1) поперечное сечение;figure 2 is a device for measuring parameters of a turbulent fluid flow (option 1) cross section;
на фиг.3 - устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (вариант 2) осевое сечение;figure 3 is a device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow (option 2) axial section;
на фиг.4 - устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (вариант 2) поперечное сечениеfigure 4 - device for measuring the parameters of the turbulent fluid flow (option 2) cross section
На фиг.1, 2, 3, 4 обозначено:In figure 1, 2, 3, 4 indicated:
1 - корпус;1 - housing;
2 - магнитная система;2 - magnetic system;
3 - измерительные электроды;3 - measuring electrodes;
4 - зазор;4 - clearance;
5 - изоляционные пластины;5 - insulating plates;
6 - диэлектрическое покрытие;6 - dielectric coating;
7 - измерительный электронный блок.7 - measuring electronic unit.
В первом варианте исполнения устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости (фиг.1, 2) содержит металлический корпус 1, в котором установлена магнитная система 2 с чередующимися полюсами. В данном примере, четыре магнита, образующих магнитную систему 2, установлены попарно вплотную друг к другу с зазором 4 между парами. Над поверхностями пар магнитов магнитной системы 2 на изоляционных пластинах 5 расположены два измерительных электрода 3, подключенных к измерительному электронному блоку 7. Измерительные электроды 3 выполнены в виде пластин, и вся их поверхность покрыта диэлектриком 6.In the first embodiment, the device for measuring the parameters of the turbulent fluid flow (1, 2) comprises a metal housing 1 in which a magnetic system 2 with alternating poles is installed. In this example, the four magnets forming the magnetic system 2 are mounted in pairs close to each other with a gap 4 between the pairs. Above the surfaces of the pairs of magnets of the magnetic system 2 on the insulating plates 5 are two measuring electrodes 3 connected to the measuring electronic unit 7. The measuring electrodes 3 are made in the form of plates, and their entire surface is covered with a dielectric 6.
Для повышения механической прочности устройства, зазоры 4 магнитной системы 2 могут быть заполнены веществом, не обладающим ферромагнитными свойствами, например компаундом.To increase the mechanical strength of the device, the gaps 4 of the magnetic system 2 can be filled with a substance that does not have ferromagnetic properties, for example, a compound.
Измерительные электроды 3 выполнены из металла, не обладающего ферромагнитными свойствами, предпочтительно из меди.The measuring electrodes 3 are made of metal that does not have ferromagnetic properties, preferably copper.
Изоляционные пластины 5 выполнены, например, из стеклотекстолита.The insulating plates 5 are made, for example, of fiberglass.
В приведенном примере измерительный электронный блок 7 содержит дифференциальный усилитель, выходной сигнал которого, пропорциональный пульсации скорости турбулентного потока жидкости, измеряется, например, вольтметром.In the above example, the measuring electronic unit 7 contains a differential amplifier, the output signal of which, proportional to the pulsation of the velocity of the turbulent fluid flow, is measured, for example, with a voltmeter.
Кроме того, измерительный блок 7 может быть дополнен аналого-цифровым преобразователем и интерфейсом связи, обеспечивающими преобразование и передачу сигналов в цифровом виде в устройство обработки информации, например ЭВМ, для последующей обработки и определения значений параметров турбулентного потока.In addition, the measuring unit 7 can be supplemented by an analog-to-digital converter and a communication interface, providing the conversion and transmission of signals in digital form to an information processing device, such as a computer, for subsequent processing and determination of turbulent flow parameter values.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости устанавливается на подвижном носителе или на неподвижном, в потоке набегающей жидкости.A device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow is mounted on a movable carrier or on a stationary, in the flow of incoming fluid.
Наличие диэлектрического покрытия 6 на измерительных электродах 3, выполненных в виде пластин, исключает любые электрохимические воздействия на измерительные электроды 3 со стороны окружающей устройство жидкости.The presence of a dielectric coating 6 on the measuring electrodes 3, made in the form of plates, eliminates any electrochemical effects on the measuring electrodes 3 from the side of the liquid surrounding the device.
Напряжение, снимаемое с электродов 3 относительно металлического корпуса 1 устройства, обусловлено взаимодействием набегающего потока жидкости с магнитным полем магнитной системы 2. Действительно, согласно закону электромагнитной индукции при взаимодействии потока электропроводной жидкости с магнитным полем образуется индуцированное электрическое поле, значение напряженности которого пропорционально скорости потока электропроводной жидкости. Индуцированное электрическое поле, воздействуя на заряженные ионы электропроводной жидкости, приводит к ионизации жидкости у диэлектрических поверхностей измерительных электродов 3, т.е. вызывает перераспределение зарядов между ними. Вследствие использования чередующихся полюсов магнитной системы 2, полярности измерительных электродов 3 противоположны по знаку, что позволяет, при их подключении к входам дифференциального усилителя измерительного электронного блока 7, на его выходе получить сигнал пропорциональный разности потенциалов измерительных электродов 3 и соответственно сигнал пропорциональный измеряемой скорости потока электропроводной жидкости.The voltage removed from the electrodes 3 relative to the metal housing 1 of the device is due to the interaction of the incoming liquid flow with the magnetic field of the magnetic system 2. Indeed, according to the law of electromagnetic induction, when the flow of conductive fluid interacts with the magnetic field, an induced electric field is formed, the value of which is proportional to the flow velocity of the conductive liquids. The induced electric field, acting on charged ions of an electrically conductive liquid, leads to ionization of the liquid at the dielectric surfaces of the measuring electrodes 3, i.e. causes a redistribution of charges between them. Due to the use of alternating poles of the magnetic system 2, the polarities of the measuring electrodes 3 are opposite in sign, which makes it possible, when connected to the inputs of a differential amplifier of the measuring electronic unit 7, to obtain a signal proportional to the potential difference of the measuring electrodes 3 and, accordingly, a signal proportional to the measured flow velocity of the conductive liquids.
Значение напряжения, снимаемого с электродов 3 пропорционально значениям магнитной индукции, действующей вблизи поверхности устройства и перпендикулярной к направлению магнитного поля составляющей скорости потока электропроводной жидкости, обтекающей поверхность устройства. Уменьшение ширины рабочего зазора (промежутка между магнитами) магнитной системы, при сохранении размеров магнитов и конфигурации датчика, снижает потери магнитной индукции и обеспечивает рост ее значения вблизи поверхности датчика, которое принимает максимальное значение при отсутствии зазора. Таким образом, достигается технический результат - повышение чувствительности устройства, поскольку напряжение, снимаемое с электродов 3 при отсутствии зазоров в рабочих частях магнитной системы 2, формируется максимально высоким значением магнитной индукции.The value of the voltage removed from the electrodes 3 is proportional to the values of magnetic induction acting near the surface of the device and perpendicular to the direction of the magnetic field component of the flow rate of the electrically conductive fluid flowing around the surface of the device. Reducing the width of the working gap (the gap between the magnets) of the magnetic system, while maintaining the size of the magnets and the configuration of the sensor, reduces the loss of magnetic induction and increases its value near the surface of the sensor, which takes a maximum value in the absence of a gap. Thus, a technical result is achieved - increasing the sensitivity of the device, since the voltage removed from the electrodes 3 in the absence of gaps in the working parts of the magnetic system 2 is formed by the highest possible value of magnetic induction.
Устройство для измерения параметров турбулентного потока жидкости по второму варианту (фиг.3, 4) имеющее обтекаемую форму, содержит металлический корпус 1, в котором установлена магнитная система 2, образованная магнитами, установленными вплотную друг к другу. Над поверхностью магнитной системы 2 на изоляционных пластинах 5 расположены два измерительных электрода 3, подключенных к измерительному электронному блоку 7. Измерительные электроды 3 выполнены в виде пластин, и вся их поверхность покрыта диэлектриком 6.A device for measuring the parameters of a turbulent fluid flow according to the second embodiment (Figs. 3, 4) having a streamlined shape, comprises a metal housing 1 in which a magnetic system 2 is formed, formed by magnets mounted close to each other. Above the surface of the magnetic system 2 on the insulating plates 5 are two measuring electrodes 3 connected to the measuring electronic unit 7. The measuring electrodes 3 are made in the form of plates, and their entire surface is covered with a dielectric 6.
Работа устройства осуществляется аналогично работе рассмотренного выше устройства. За исключением того, что противоположные по знаку потенциалы измерительных электродов 3 образуются не за счет чередующихся полюсов магнитной системы 2, а вследствие выполнения устройства обтекаемой формы и обязательной установки его в направлении набегающего потока. В результате чего обеспечивается осесимметричное обтекание, которое при не изменяющемся направлении магнитного поля, создает разнополярную ионизацию жидкости у диэлектрических поверхностей 6 измерительных электродов 3.The operation of the device is carried out similarly to the operation of the above device. With the exception that the potentials of the measuring electrodes 3 opposite in sign are formed not due to the alternating poles of the magnetic system 2, but due to the execution of the streamlined device and its mandatory installation in the direction of the incident flow. As a result, an axisymmetric flow is provided, which, with the magnetic field direction unchanged, creates bipolar ionization of the liquid at the dielectric surfaces 6 of the measuring electrodes 3.
Технический результат при использовании данного устройства достигается аналогично устройству по первому варианту.The technical result when using this device is achieved similarly to the device according to the first embodiment.
Таким образом, описанные устройства могут использоваться для измерения составляющих пульсаций вектора скорости потока жидкости, в частности пресной и морской воды при проведении гидрологических исследований, с существенным увеличением чувствительности.Thus, the described devices can be used to measure the components of the pulsations of the fluid flow velocity vector, in particular fresh and sea water during hydrological studies, with a significant increase in sensitivity.
Представленные описание и чертеж позволяют реализовать устройство с использованием известных средств, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.The presented description and drawing allow you to implement the device using known means, which characterizes the utility model as industrially applicable.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134819/28U RU112437U1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134819/28U RU112437U1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU112437U1 true RU112437U1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011134819/28U RU112437U1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU112437U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561304C1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-08-27 | Закрытое акционерное общество "Гранит-7" | Device for measurement of turbulent liquid flow parameters (versions) |
| RU2579805C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to increase sensitivity of electromagnetic sensors of speed pulsations of hydrophysical fields converters |
-
2011
- 2011-08-12 RU RU2011134819/28U patent/RU112437U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561304C1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-08-27 | Закрытое акционерное общество "Гранит-7" | Device for measurement of turbulent liquid flow parameters (versions) |
| RU2579805C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to increase sensitivity of electromagnetic sensors of speed pulsations of hydrophysical fields converters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3435040B1 (en) | Electromagnetic flow sensor | |
| WO2010129114A3 (en) | Method of testing electric field recording of a marine electromagnetic sensor cable | |
| CA2994683C (en) | Inductive flow meter including extended magnetic pole pieces | |
| RU112437U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) | |
| CN109061324A (en) | A kind of electrostatic field electric field intensity measuring device and method | |
| RU2420743C1 (en) | Device for measuring turbulent flow parametres of liquid (versions) | |
| CN204421983U (en) | A kind of electromagnetic flow transducer | |
| CN103196503B (en) | Flow meter | |
| RU107859U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER | |
| RU2591260C1 (en) | Electromagnetic flowmeter of liquid metals | |
| CN203249653U (en) | Intelligent open channel flow meter | |
| RU2561304C1 (en) | Device for measurement of turbulent liquid flow parameters (versions) | |
| RU2338207C1 (en) | Velocity converter with electric jamming compensation | |
| CN112684206B (en) | Permanent magnet type surface flow field sensor and sensor array | |
| RU2555517C2 (en) | Large-bore electromagnetic flow meter | |
| RU2606340C2 (en) | Electromagnetic meter of electroconductive fluid flow velocity vector components | |
| RU2591277C1 (en) | Magnetic flow meter of liquid metal | |
| RU2335774C1 (en) | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone | |
| CN105571662B (en) | A kind of electromagnetic flowmeter signal processing method and processing device | |
| RU2422781C1 (en) | Method of simulation technique of electromagnet flow metres with electrically conducting channel wall | |
| CN218156322U (en) | Brine corrosion resistant flowmeter | |
| RU109555U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
| CN203657868U (en) | Electromagnetic and ultrasonic integrated-design flow meter | |
| RU2516190C2 (en) | Electromagnetic flow meter of liquid metals | |
| RU2548126C1 (en) | Device to measure pulsation of electrically conducting fluid flow rate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner |