RU2065136C1

RU2065136C1 - Method of determination of flow of liquid helium

Info

Publication number: RU2065136C1
Application number: RU93007358A
Authority: RU
Inventors: А.К. Мезиков; В.К. Мезиков
Original assignee: Мезиков Аркадий Константинович
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: method of determination of flow of liquid medium consists in creation of local reduction in pipe-line by formation of circular gas cavern kept on internal surface of pipe-line with the aid of magnetic field of solenoid embracing pipe-line, in measurement of parameter coupled to flow in which capacity value of capacitance of capacitor is assumed. Plates of capacitor are placed on internal surface of pipe-line in zone of magnetic field of solenoid. EFFECT: improved authenticity of method. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении расхода жидкого геля. The invention relates to measuring technique and may find application in measuring the flow rate of a liquid gel.

Известен способ определения расхода, включающий измерение параметра, связанного с расходом /перепада давления/ на местном сужении потока в трубопроводе /Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л. Машиностроение, 1989-70, с. 10-130/. A known method of determining the flow rate, including the measurement of a parameter associated with the flow rate / pressure drop / local flow restriction in the pipeline / Kremlevsky PP Flow meters and quantity counters. L. Mechanical Engineering, 1989-70, p. 10-130 /.

Использование в данном способе измерительного преобразователя /дифманометра/, непосредственно контактирующего с измеряемой средой и нарушение целостности трубопровода при установке на нем дифманометра усложняет осуществление способа и снижает его надежность. The use in this method of a measuring transducer / differential pressure gauge / in direct contact with the medium to be measured and violation of the integrity of the pipeline when installing a differential pressure gauge on it complicates the implementation of the method and reduces its reliability.

Предложенный способ лишен указанных недостатков. The proposed method is devoid of these disadvantages.

От известного способа определения расхода, включающего измерение параметра, связанного расходом, на местном сужении потока в трубопроводе, предложенный способ отличается тем, что местное сужение потока создают путем формирования кольцевой газовой каверны, удерживаемой на внутренней поверхности трубопровода посредством неоднородного магнитного поля соленоида, охватывающего трубопровод, а в качестве параметра, связанного с расходом, принята величина электрической емкости конденсатора, обкладки которого размещают на внутренней поверхности трубопровода в зоне магнитного поля соленоида. From the known method for determining the flow rate, including measuring a parameter related to the flow rate at a local narrowing of the flow in the pipeline, the proposed method is characterized in that the local flow narrowing is created by forming an annular gas cavity held on the inner surface of the pipeline by means of an inhomogeneous magnetic field of the solenoid covering the pipeline, and as a parameter associated with the flow rate, the value of the electric capacitance of the capacitor is adopted, the plates of which are placed on the inner turn pipeline features in the magnetic field zone of the solenoid.

На фиг. показана принципиальная схема расходомера, реализующего предлагаемый способ, общий вид, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. shows a schematic diagram of a flow meter that implements the proposed method, a General view, in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Расходомер содержит выполненный из немагнитного и неэлектропроводного материала участок трубопровода 1, поверх которого размещен соленоид 2, являющийся источником неоднородного магнитного поля, что обеспечивается отношением высоты соленоида к его внутреннему диаметру в пределах 0,1^oC0,5.The flow meter contains a portion of the pipe 1 made of non-magnetic and non-conductive material, on top of which a solenoid 2 is placed, which is a source of an inhomogeneous magnetic field, which is ensured by the ratio of the height of the solenoid to its internal diameter within 0.1 ^o C0.5.

На внутренней поверхности трубопровода 1 в пределах неоднородного магнитного поля соленоида 2 установлены обкладки 3 конденсатора, подключенные к измерительному прибору /не показан/. On the inner surface of the pipeline 1 within the inhomogeneous magnetic field of the solenoid 2 there are capacitor plates 3 connected to the measuring device (not shown).

Измерение расхода жидкого гелия предлагаемым способом осуществляют следующим образом. The measurement of flow rate of liquid helium by the proposed method is as follows.

При движении потока жидкого гелия по трубопроводу 1 на немагнитном его участке, в зоне неоднородного магнитного поля, создаваемого соленоидом 2, происходит деформация профиля потока вследствие взаимодействия диамагнитной среды /гелия/ с неоднородным магнитным полем, когда пондеромоторная сила взаимодействия магнитного поля и диамагнитной среды стремится удалить последнюю из области, где магнитная индукция имеет максимальное значение, т.е. из области, прилегающей к внутренней поверхности немагнитного участка трубопровода 1 внутри соленоида 2. Вследствие отжатия жидкого гелия от внутренней стенки трубопровода 1 в пределах магнитного поля соленоида 2 образуется устойчивая кольцевая газовая каверна 3, примыкающая к периферийной части к внутренней поверхности трубопровода 1, а в центральной части ограниченная потоком измеряемого жидкого гелия. When the flow of liquid helium through the pipeline 1 in its non-magnetic section, in the zone of the inhomogeneous magnetic field created by the solenoid 2, the deformation of the flow profile occurs due to the interaction of the diamagnetic medium / helium / with the inhomogeneous magnetic field, when the ponderomotive force of interaction of the magnetic field and the diamagnetic medium tends to remove the last of the areas where magnetic induction has a maximum value, i.e. from the region adjacent to the inner surface of the non-magnetic section of the pipeline 1 inside the solenoid 2. Due to the extraction of liquid helium from the inner wall of the pipeline 1, a stable annular gas cavity 3 is formed within the magnetic field of the solenoid 2, adjacent to the peripheral part to the inner surface of the pipeline 1, and in the central parts limited by the flow of measured liquid helium.

При движении потока жидкого гелия на каверну, заполненную парами гелия, действует гидродинамическая сила, которая стремится уменьшить объем кольцевой каверны 4. При этом толщина последней функционально связана с гидродинамической силой, а следовательно, и с расходом жидкого гелия. Движение среды, таким образом, вызывает девиацию электрической емкости конденсатора, обкладки которого расположены во внутренней поверхности участка трубопровода 1, вследствие изменения диэлектрической проницаемости газожидкостной смеси потока. /Диэлектрическая проницаемость жидкого гелия ε_ж.г= 1,057, а паров гелия ε_пπ= 1,049/.When the liquid helium flow moves, a hydrodynamic force acts on the cavity filled with helium vapor, which tends to reduce the volume of the annular cavity 4. Moreover, the thickness of the latter is functionally related to the hydrodynamic force, and, consequently, to the flow rate of liquid helium. The movement of the medium, therefore, causes a deviation in the electric capacitance of the capacitor, the plates of which are located on the inner surface of the pipeline section 1, due to a change in the dielectric constant of the gas-liquid mixture of the flow. / The dielectric constant of liquid helium ε _z.g = 1,057, and the helium vapor ε _pπ = 1,049 /.

По девиации электрической емкости конденсатора с помощью измерительного устройства определяют расход гелия. The deviation of the electric capacitance of the capacitor using a measuring device determines the flow of helium.

Claims

A method for determining the flow rate of liquid helium, including measuring a parameter associated with the flow rate at a local flow restriction in the pipeline, characterized in that the local flow restriction is created by forming an annular gas cavity held on the inner surface of the pipeline by means of an inhomogeneous magnetic field of the solenoid covering the pipeline, and as a parameter associated with the flow rate, the value of the electric capacitance of the capacitor is adopted, the plates of which are placed on the inner surface of the pipeline in the zone of the magnetic field of the solenoid.