RU154866U1

RU154866U1 - ELECTROMAGNETIC FLOW METER

Info

Publication number: RU154866U1
Application number: RU2014141684/28U
Authority: RU
Inventors: Олег Александрович Любимов; Владимир Александрович Магала; Тарас Юрьевич Васильев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком"
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к тепло- и расходометрии и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах, преимущественно в квартирах или иных других личных или служебных помещениях. В электромагнитном расходомере, содержащем корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, в корпусе эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода укреплен трубчатый экран, выполненный из ферромагнитного материала; трубчатый экран может быть выполнен многослойным. Исключается или сводится к минимуму возможность вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством воздействия магнитным полем. The utility model relates to the field of instrumentation, in particular, to heat and flow metering and allows you to measure the flow rate of electrically conductive fluid and coolant in pressure pipelines, mainly in apartments or other other personal or office rooms. In an electromagnetic flowmeter containing a housing, a measuring tube, on the outer surface of which there is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils with cores placed in a tubular magnetic circuit, two counter holes are made in diameter in the cross section of the measuring tube in diameter, in which two electrodes are installed , in the case equidistant relative to the tubular magnetic circuit, a tubular screen made of ferromagnetic material is strengthened; the tubular screen can be multilayer. Eliminates or minimizes the possibility of interference in the metrological parameters of the flow meter by exposure to a magnetic field.

Description

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к тепло- и расходометрии и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах, преимущественно в квартирах или иных других личных или служебных помещениях.The utility model relates to the field of instrumentation, in particular, to heat and flow metering and allows you to measure the flow rate of electrically conductive fluid and coolant in pressure pipelines, mainly in apartments or other other personal or office rooms.

Известен электромагнитный преобразователь расхода, содержащий трубу, магнитную систему и утопленные в стенку трубы электроды; с целью уменьшения дрейфа нуля, электроды окружены магнитными экранами, SU 606103, опубл. 05.05.1978.Known electromagnetic flow transducer comprising a pipe, a magnetic system and electrodes recessed into the wall of the pipe; in order to reduce zero drift, the electrodes are surrounded by magnetic screens, SU 606103, publ. 05/05/1978.

Это устройство не обеспечивает требуемую точность измерений, поскольку магнитные экраны в недостаточной степени уменьшают магнитную индукцию в зоне электродов и, соответственно, дрейф нуля.This device does not provide the required measurement accuracy, since magnetic screens do not sufficiently reduce the magnetic induction in the area of the electrodes and, accordingly, zero drift.

Большую точность измерений обеспечивает электромагнитный преобразователь расхода, содержащий корпус, клеммную коробку, керамическую измерительную трубу с фланцами по ее концам, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку, RU 2349880 C2, опубл. 20.03.2009.Greater accuracy of measurements is provided by an electromagnetic flow transducer, comprising a housing, a terminal box, a ceramic measuring tube with flanges at its ends, on the outer surface of which is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils, two counter-holes are made in diameter in the cross section of the measuring tube in diameter in which two electrodes are installed, while the electric wires from the field coils and electrodes are brought out into the terminal box, RU 2349880 C2, publ. 03/20/2009.

Использованная в данном устройстве керамическая труба является неэлектропроводным и химически стойким элементом, однако ее механическая прочность весьма невелика из-за хрупкости керамики, что часто приводит к ее повреждению и выходу устройства из строя; кроме того, следует отметить, что в процессе эксплуатации на внутренней поверхности керамической трубы откладываются осадки в виде солей, содержащихся в протекающей жидкости; в результате этого уменьшается проходное сечение измерительной трубы и тем самым создается погрешность в измерениях.The ceramic pipe used in this device is a non-conductive and chemically resistant element, however, its mechanical strength is very small due to the fragility of the ceramic, which often leads to damage and failure of the device; in addition, it should be noted that during operation, deposits are deposited on the inner surface of the ceramic pipe in the form of salts contained in the flowing liquid; as a result of this, the flow cross section of the measuring tube is reduced and thereby the measurement error is created.

Известен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, клеммную коробку, измерительную трубу с фланцами на ее концах, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с магнитными сердечниками, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку; измерительная труба выполнена из двух слоев, наружного и внутреннего, наружный слой выполнен из немагнитного материала, а внутренний слой - из химически стойкого неэлектропроводного полимерного материала, RU 107859 U1, опубл. 27.08.2011.A known electromagnetic flowmeter comprising a housing, a terminal box, a measuring pipe with flanges at its ends, on the outer surface of which is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils with magnetic cores, two counter-holes are made in diameter in the cross section of the measuring pipe in diameter, of which two electrodes are installed, while the electric wires from the excitation coils and electrodes are brought out into the terminal box; the measuring tube is made of two layers, the outer and inner, the outer layer is made of non-magnetic material, and the inner layer is of a chemically resistant non-conductive polymer material, RU 107859 U1, publ. 08/27/2011.

Данное техническое решение обеспечивает повышение прочности измерительной трубы и долговечности устройства в целом, а также уменьшение погрешности измерений в ходе эксплуатации устройства.This technical solution provides an increase in the strength of the measuring tube and the durability of the device as a whole, as well as a decrease in measurement error during operation of the device.

Однако недостатком этого расходомера является зависимость его показаний от режима течения жидкости в измерительной трубе, в связи с чем необходимо использование дополнительных элементов для стабилизации режима течения жидкости после прохождения криволинейных участков трубопровода, являющихся возмутителями потока. Для выравнивания (устранения турбулентности) потока перед расходомером должен находиться прямой отрезок трубопровода необходимой длины. Это ограничивает возможность применения данного устройства или даже делает невозможным его использование в ограниченном пространстве, или в случае трубопроводов с множеством возмутителей потока.However, the disadvantage of this flow meter is the dependence of its readings on the flow of fluid in the measuring tube, and therefore it is necessary to use additional elements to stabilize the flow of fluid after passing curved sections of the pipeline, which are flow perturbators. To equalize (eliminate turbulence) of the flow, a straight section of the pipeline of the required length must be in front of the flowmeter. This limits the possibility of using this device or even makes it impossible to use it in a limited space, or in the case of pipelines with many flow perturbators.

Известен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, RU 2504736 C1, опубл. 20.01.2014.Known electromagnetic flow meter containing a housing, a measuring tube, on the outer surface of which is placed a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils with cores placed in a tubular magnetic circuit, in the cross section of the measuring tube in diameter there are two counter holes in which two electrodes are installed , RU 2504736 C1, publ. 01/20/2014.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.This technical solution was made as a prototype of this utility model.

Недостатком прототипа является отсутствие защиты от несанкционированного вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством постороннего магнитного воздействия. Как известно, установка постоянного магнита на корпус расходомера является самым доступным и наиболее распространенным видом вмешательства.The disadvantage of the prototype is the lack of protection against unauthorized interference in the metrological parameters of the flow meter through extraneous magnetic exposure. As you know, the installation of a permanent magnet on the body of the flowmeter is the most affordable and most common type of intervention.

Задачей настоящей полезной модели является исключение или сведение к минимуму возможности вмешательства в метрологические параметры расходомера посредством воздействия магнитным полем.The objective of this utility model is to eliminate or minimize the possibility of interference in the metrological parameters of the flowmeter through exposure to a magnetic field.

Согласно полезной модели в электромагнитном расходомере, содержащем корпус, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, размещенная в трубчатом магнитопроводе, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, в корпусе эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода укреплен трубчатый экран, выполненный из ферромагнитного материала; трубчатый экран может быть выполнен многослойным.According to a utility model, in an electromagnetic flowmeter containing a housing, a measuring tube, on the outer surface of which there is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils with cores placed in a tubular magnetic circuit, two counter openings are made in diameter in the cross section of the measuring tube in diameter, in which two electrodes are installed, a tubular screen made of ferromagnetic material is strengthened in the case equidistantly relative to the tubular magnetic circuit; the tubular screen can be multilayer.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - продольный разрез устройства;in FIG. 1 is a longitudinal section of a device;

на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1.in FIG. 2 is a section Α-A in FIG. one.

Электромагнитный расходомер содержит корпус 1, выполненный из пластмассы, и измерительную трубу 2, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля. Катушки 3, 4 имеют сердечники 5, 6, соответственно. Магнитная система размещена в трубчатом магнитопроводе 7. В поперечном сечении измерительной трубы 2 по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода 8 и 9. В корпусе 1 эквидистантно относительно трубчатого магнитопровода 7 укреплен трубчатый экран 10, выполненный из ферромагнитного материала, в частности, «черной» стали, толщина 1 мм. Трубчатый экран 10 может быть многослойным. Воздушный зазор между наружной поверхностью магнитопровода 7 и внутренней поверхностью экрана 10 составляет не менее 3 мм. Ширина экрана 10 должна быть на 20-50% больше ширины магнитопровода 7.The electromagnetic flow meter comprises a housing 1 made of plastic, and a measuring tube 2, on the outer surface of which is placed a magnetic system consisting of two coils 3, 4 of magnetic field excitation. Coils 3, 4 have cores 5, 6, respectively. The magnetic system is housed in a tubular magnetic circuit 7. In the cross section of the measuring tube 2, two opposing holes are made in diameter, in which two electrodes 8 and 9 are installed. In the housing 1, a tubular screen 10 made of a ferromagnetic material is reinforced relative to the tubular magnetic circuit 7, in particular , "Black" steel, 1 mm thick. The tubular screen 10 may be multilayer. The air gap between the outer surface of the magnetic circuit 7 and the inner surface of the screen 10 is at least 3 mm. The width of the screen 10 should be 20-50% more than the width of the magnetic circuit 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Принцип действия устройства основан на явлении индуцирования электродвижущей силы (ЭДС) в движущемся в магнитном поле, создаваемом катушками, проводнике, которым является измеряемая жидкая электропроводящая среда, в частности, вода. Электромагнитный расходомер имеет внешнее электропитание.The principle of operation of the device is based on the phenomenon of induction of electromotive force (EMF) in a conductor moving in a magnetic field created by coils, which is a measured liquid electrically conductive medium, in particular water. The electromagnetic flowmeter has an external power supply.

Устройство монтируется в трубопровод (не показан) и является в этом случае его участком. Вода, протекающая по трубопроводу, протекает также через измерительную трубу 2 расходомера. ЭДС, индуцируемая в движущейся в измерительной трубе 2 воде, пропорциональна скорости и, соответственно, объемному расходу воды. ЭДС воспринимается электродами 8, 9 и поступает на электронный блок преобразования и обработки сигналов (на чертежах) не показан.The device is mounted in a pipeline (not shown) and is in this case its section. Water flowing through the pipeline also flows through the measuring tube 2 of the flow meter. EMF induced in the water moving in the measuring tube 2 is proportional to the speed and, accordingly, the volumetric flow rate of water. EMF is perceived by electrodes 8, 9 and enters the electronic unit for converting and processing signals (in the drawings) not shown.

В случае попытки несанкционированного вмешательства в показания расходомера путем установки постоянного магнита трубчатый экран 10 экранирует поле, создаваемое постоянным магнитом и, практически, исключает его воздействие на метрологические параметры электромагнитного расходомера.In the event of an unauthorized attempt to interfere with the flowmeter by installing a permanent magnet, the tubular screen 10 shields the field created by the permanent magnet and practically eliminates its effect on the metrological parameters of the electromagnetic flowmeter.

В конкретном примере был испытан заявленный электромагнитный расходомер, диаметр условного прохода - 15 мм.In a specific example, the claimed electromagnetic flowmeter was tested, the nominal diameter of the passage is 15 mm.

Источник внешнего постоянного магнитного поля - два дисковых постоянных магнита Д37×5А из сплава Nd-Fe-B и диск из черной стали диаметром 37 мм, толщиной 2 мм. Суммарная магнитная индукция составила ≥300 мТл.The external constant magnetic field source is two D37 × 5A disk permanent magnets from Nd-Fe-B alloy and a black steel disk with a diameter of 37 mm and a thickness of 2 mm. The total magnetic induction was ≥300 mT.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in table 1.

Таким образом, проведенные испытания (в сопоставлении с прототипом) подтвердили достижение технического результата, состоящего в предотвращении воздействия внешнего вмешательства с использованием постоянного магнитного поля на метрологические параметры электромагнитного расходомера.Thus, the tests (in comparison with the prototype) confirmed the achievement of the technical result, which consists in preventing the effects of external interference using a constant magnetic field on the metrological parameters of the electromagnetic flow meter.

Claims

1. An electromagnetic flow meter comprising a housing 1, a measuring tube 2, on the outer surface of which is placed a magnetic system consisting of two coils 3, 4 of magnetic field excitation with cores 5, 6, placed in a tubular magnetic circuit 7, in the cross section of the measuring tube in diameter two counter-holes are made, in which two electrodes 8, 9 are installed, characterized in that a tubular screen 10 made of a ferromagnetic material is fixed in the housing 1 equidistantly relative to the tubular magnetic circuit 7.

2. The electromagnetic flow meter according to claim 1, characterized in that the tubular screen is multilayer.