RU2303767C2 - Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters - Google Patents

Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters Download PDF

Info

Publication number
RU2303767C2
RU2303767C2 RU2005125874/28A RU2005125874A RU2303767C2 RU 2303767 C2 RU2303767 C2 RU 2303767C2 RU 2005125874/28 A RU2005125874/28 A RU 2005125874/28A RU 2005125874 A RU2005125874 A RU 2005125874A RU 2303767 C2 RU2303767 C2 RU 2303767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
coil
magnetic field
voltage
calculated
Prior art date
Application number
RU2005125874/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Дмитриевич Вельт (RU)
Иван Дмитриевич Вельт
Юли Владимировна Михайлова (RU)
Юлия Владимировна Михайлова
Алексей Павлович Овчинников (RU)
Алексей Павлович Овчинников
Надежда Викторовна Терёхина (RU)
Надежда Викторовна Терёхина
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" ОАО "НИИТеплоприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" ОАО "НИИТеплоприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" ОАО "НИИТеплоприбор"
Priority to RU2005125874/28A priority Critical patent/RU2303767C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2303767C2 publication Critical patent/RU2303767C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: method is based upon imitation modeling of process of measurement of electromagnet flow meter.
SUBSTANCE: method of inspection provides for placement of multiple similar small-sized induction coils onto working area of flow meter's channel; coils are disposed uniformly to have one pitch. Voltage in any coil, which voltage is induced by magnetic field of primary converter, is subject to integration, and parameter λ1 is calculated, which parameter characterizes intensity of magnetic field onto any local surface of channel, onto which surface the corresponding small-sized induction coil is disposed. Coefficient of conversion of primary converter of electromagnet flow meter is calculated for all (n) local areas of channels on base of received values λ1 for preset distribution of flow speed in channel.
EFFECT: improved precision of calibration of electromagnet flow meters at any specified cinematic structures of flow.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, к их градуировке и поверке имитационным способом.The invention relates to the field of instrumentation, and in particular to a technique for measuring flow using electromagnetic flow meters, to their calibration and verification by a simulation method.

Известно, что электромагнитные расходомеры мало чувствительны к изменению распределения скорости потока в канале [1]. Для поверки электромагнитных расходомеров при различных кинематических структурах потока (т.е. при различных распределениях скорости потока в канале) применяют способ, основанный на имитационном моделировании процесса измерения электромагнитного расходомера.It is known that electromagnetic flowmeters are slightly sensitive to changes in the distribution of flow velocity in the channel [1]. To verify electromagnetic flowmeters with various kinematic flow structures (i.e., with different distributions of the flow velocity in the channel), a method is used based on simulation of the measurement process of an electromagnetic flowmeter.

Известен имитационный способ поверки электромагнитных расходомеров, предусматривающий преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение с помощью индукционной катушки, помещаемой в канал; интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах индукционной катушки, и определение коэффициента преобразования расходомера Кр [2].A known imitation method of checking electromagnetic flowmeters, which provides for the conversion of the magnetic field of the primary Converter into electrical voltage using an induction coil placed in the channel; the integration of the electrical voltage obtained at the output terminals of the induction coil, and the determination of the conversion coefficient of the flow meter To p [2].

Для поверки электромагнитных расходомеров при различных кинематических структурах потока в качестве преобразователя магнитного поля применяют индукционные катушки, распределение витков которых выполнено по законам поверхностных весовых функций, соответствующих различным распределениям скорости потока в канале расходомера [3].To verify electromagnetic flowmeters with various kinematic flow structures, induction coils are used as a magnetic field transducer, the distribution of turns of which is performed according to the laws of surface weight functions corresponding to various distributions of the flow velocity in the flowmeter channel [3].

Недостатком применяемого способа поверки электромагнитного расходомера при различных распределениях скорости потока является необходимость замены индукционных катушек, т.к. каждая катушка соответствует одному определенному распределению скорости потока в канале расходомера. Кроме того, для расходомеров большого диаметра (Ду 200-1000 мм и более) индукционные катушки представляют собой громоздкие и сложные изделия.The disadvantage of the method used for checking the electromagnetic flowmeter for various distributions of the flow rate is the need to replace induction coils, because each coil corresponds to one specific distribution of flow velocity in the flowmeter channel. In addition, for large diameter flowmeters (DN 200-1000 mm or more), induction coils are bulky and complex products.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить эти недостатки.The present invention eliminates these disadvantages.

Способ поверки электромагнитных расходомеров при различных распределениях скорости потока предусматривает размещение в рабочей области на поверхности канала электромагнитного расходомера множества (n) одинаковых малогабаритных индукционных катушек, расположенных по поверхности канала равномерно, с одинаковым шагом; интегрирование наведенного магнитным полем первичного преобразователя напряжения в каждой катушке и вычисление параметра λi, характеризующего интенсивность магнитного поля на каждой локальной поверхности канала, на которой размещена соответствующая малогабаритная индукционная катушка, причем параметр λi вычисляется по формуле:A method for checking electromagnetic flowmeters with various distributions of the flow rate involves placing in the working area on the channel surface of the electromagnetic flowmeter a plurality of (n) identical small-sized induction coils located uniformly on the channel surface with the same pitch; integration of the primary voltage transducer induced by the magnetic field in each coil and the calculation of the parameter λ i characterizing the intensity of the magnetic field on each local surface of the channel on which the corresponding small-sized induction coil is placed, and the parameter λ i is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Сi - постоянная времени интегрирования i-той индукционной катушки, ki - отношение напряжения, полученного в результате интегрирования выходного напряжения i-той индукционной катушки, к напряжению на сопротивлении r, включенном в цепь питания индуктора, Ni - суммарная площадь витков i-той катушки.where C i is the integration time constant of the i-th induction coil, k i is the ratio of the voltage obtained by integrating the output voltage of the i-th induction coil to the voltage across the resistance r included in the inductor power circuit, N i is the total area of turns i that coil.

По полученным значениям параметров интенсивности магнитного поля для всех (n) локальных площадей поверхности канала вычисляют коэффициент преобразования первичного преобразователя электромагнитного расходомера для заданного распределения скорости потока в канале по формуле:Based on the obtained values of the magnetic field intensity parameters for all (n) local areas of the channel surface, the conversion coefficient of the primary converter of the electromagnetic flow meter is calculated for a given distribution of the flow velocity in the channel according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где wi - значение величины поверхностной весовой функции, вычисленное для i-той локальной поверхности канала при заданной форме распределения скорости потока, D - диаметр трубопровода. В зависимости от задаваемой формы распределения скорости потока изменяются значения wi и вычисляется соответствующий ей коэффициент Кр.where w i is the value of the surface weight function calculated for the i-th local surface of the channel for a given shape of the distribution of flow velocity, D is the diameter of the pipeline. Depending on the given form of the flow velocity distribution, the values of w i change and the coefficient K p corresponding to it is calculated.

Схемы устройства для реализации предлагаемого способа поверки электромагнитных расходомеров при различных структурах потока изображены на фиг.1-3. На фиг.1 изображена индукционная катушка, используемая для реализации рассмотренного способа градуировки и поверки электромагнитного расходомера при различных распределениях скорости потока. Катушка имеет плоскую форму, витки катушки представляют собой спираль, начало и конец которой выведены на выходные клеммы. Для повышения ее чувствительности витки катушки плотно навиты (с минимальным межвитковым расстоянием), катушка может быть выполнена печатным способом и может быть многослойной. Катушка имеет небольшие габариты, ее диаметр составляет более 1/10 внутреннего диаметра канала. На фиг.2 изображен каркас с множеством малогабаритных плоских индукционных катушек 2, приведена примерная схема их расположения на внутренней поверхности канала расходомера. Для удобства размещения катушек в канале они расположены на цилиндрическом каркасе, который вставляется в канал расходомера таким образом, что каждая катушка касается своего участка внутренней поверхности канала, причем ось 3, вокруг которой произведена намотка каждой катушки, направлена перпендикулярно тому участку поверхности канала, на котором расположена соответствующая катушка. Каркас с катушками ориентирован относительно осей канала расходомера следующим образом: ось x направлена по линии, соединяющей электроды, ось у направлена перпендикулярно линии, соединяющей электроды и оси канала z. Все оси пересекаются в центре рабочего объема канала. На каркасе имеются две метки 1, которые должны совпадать с электродами при установке каркаса в канале. На фиг.3 изображена блочная схема, с помощью которой реализуется предлагаемый способ. На схеме изображен первичный преобразователь электромагнитного расходомера 1, состоящий из трубы 2 с двумя электродами 3 и двумя индукторными катушками возбуждения магнитного поля 4. Малогабаритные катушки на схеме обозначены через K1, K2...Кn, их выходы подключены к переключателю 5, программно управляемому от вычислительного устройства 6. Питание низкочастотным током индукторных катушек 4 осуществляется от источника 7, также управляемого вычислителем 6.Schemes of the device for implementing the proposed method for checking electromagnetic flowmeters with various flow structures are shown in figures 1-3. Figure 1 shows the induction coil used to implement the considered method of calibration and calibration of the electromagnetic flowmeter for various distributions of the flow rate. The coil has a flat shape, the coil turns are a spiral, the beginning and end of which are output to the output terminals. To increase its sensitivity, the turns of the coil are tightly wound (with a minimum inter-turn distance), the coil can be printed and can be multi-layered. The coil has small dimensions, its diameter is more than 1/10 of the inner diameter of the channel. Figure 2 shows the frame with many small flat induction coils 2, shows an approximate diagram of their location on the inner surface of the channel of the flow meter. For the convenience of placing coils in the channel, they are located on a cylindrical frame that is inserted into the flowmeter channel so that each coil touches its own section of the channel’s inner surface, and the axis 3 around which each coil is wound is directed perpendicular to the channel surface section on which the corresponding coil is located. The frame with coils is oriented relative to the axis of the flowmeter channel as follows: the x axis is directed along the line connecting the electrodes, the y axis is directed perpendicular to the line connecting the electrodes and the channel axis z. All axes intersect in the center of the working volume of the channel. On the frame there are two marks 1, which should coincide with the electrodes when installing the frame in the channel. Figure 3 shows a block diagram with which the proposed method is implemented. The diagram shows the primary transducer of an electromagnetic flowmeter 1, consisting of a pipe 2 with two electrodes 3 and two inductor coils for exciting a magnetic field 4. Small-sized coils in the diagram are indicated by K 1 , K 2 ... K n , their outputs are connected to switch 5, programmatically controlled from a computing device 6. The low-frequency current of the inductor coils 4 is supplied from a source 7, also controlled by a calculator 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Напряжения малогабаритных катушек K1, К2...Кn и напряжение, снимаемое с сопротивления г поочередно, с помощью переключателя 5 подключаются к вычислительному устройству. В вычислительном устройстве производится оцифровка всех входных напряжений. Причем напряжения, снимаемые с катушек K1, К2...Кn, далее интегрируются, вычисляются по формуле (1) параметры λi интенсивности магнитного поля локальных участков поверхности канала, а затем вычисляются по формуле (2) коэффициенты Кр, соответствующие различным задаваемым распределениям скорости потока в канале. Распределение скорости потока задается программно, например, в виде таблиц коэффициентов поверхностной весовой функции wi для различных распределений скорости потока. Используя полученные коэффициенты Кр, далее производится поверка приборов известным способом согласно [2].The operation of the device is as follows. The voltages of small coils K 1 , K 2 ... K n and the voltage removed from the resistance g alternately, using switch 5 are connected to the computing device. In the computing device, all input voltages are digitized. Moreover, the voltages removed from the coils K 1 , K 2 ... K n are further integrated, the parameters λ i of the magnetic field intensity of the local sections of the channel surface are calculated by formula (1), and then the coefficients K p corresponding to formula (2) are calculated different preset flow velocity distributions in the channel. The distribution of the flow velocity is set programmatically, for example, in the form of tables of coefficients of the surface weight function w i for various distributions of the flow velocity. Using the obtained coefficients K p , then the devices are calibrated in a known manner according to [2].

Таким образом, предложенное решение позволяет поверять электромагнитный расходомер при любых задаваемых структурах потока измеряемой среды в канале и тем самым расширяет функциональные возможности имитационного способа градуировки и поверки электромагнитных расходомеров.Thus, the proposed solution allows you to verify the electromagnetic flowmeter for any given flow patterns of the measured medium in the channel and thereby extends the functionality of the simulation method of calibration and calibration of electromagnetic flowmeters.

Источники изобретенияSources of invention

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л., Машиностроение, 1989 г.1. Kremlin P.P. Flow meters and quantity counters. L., Engineering, 1989

2. Патент RU 2146042 С1, 7 G01F 25/00, БИ №6, 2000.2. Patent RU 2146042 C1, 7 G01F 25/00, BI No. 6, 2000.

3. Изобретение СССР N 627343, G01F, БИ № 37, 1978 г.3. The invention of the USSR N 627343, G01F, BI No. 37, 1978

Claims (1)

Способ поверки электромагнитных расходомеров, включающий размещение в рабочей области канала электромагнитного расходомера индукционной катушки, интегрирование электрического напряжения на выходных клеммах катушки, наведенного магнитным полем первичного преобразователя, измерение отношения ki проинтегрированного напряжения индукционной катушки к напряжению, выделяемому на сопротивлении r, включенном в цепь питания индукционной катушки, и определение коэффициента преобразования первичного преобразователя электромагнитного расходомера, отличающийся тем, что в рабочей области на поверхности канала размещают множество (n) индукционных катушек, выполняют поочередно интегрирование выходного электрического напряжения каждой катушки, наведенного магнитным полем первичного преобразователя, далее производят вычисление параметров λi интенсивности магнитного поля на локальных поверхностях, на которых размещены соответствующие индукционные катушки, причем параметр λi вычисляют по формулеA method for checking electromagnetic flowmeters, including placing an induction coil electromagnetic flowmeter in the channel’s working area, integrating the voltage at the output terminals of the coil induced by the magnetic field of the primary transducer, measuring the ratio k i of the integrated voltage of the induction coil to the voltage released on the resistance r included in the power circuit induction coil, and determination of the conversion coefficient of the primary converter of the electromagnetic race odomera, characterized in that in the working area of the channel surface, a plurality (n) of the induction coils operate alternately integrate the output voltage of each coil, the induced magnetic field of the primary device, then calculates the parameters λ i of the magnetic field intensity at the local surface, on which the corresponding induction coils are placed, and the parameter λ i is calculated by the formula
Figure 00000004
Figure 00000004
где Ci - постоянная времени интегрирования, Ni - суммарная площадь витков i-й катушки, и по полученным значениям параметров λi интенсивности магнитного поля, для всех локальных площадей поверхности канала вычисляют коэффициент преобразования Кр первичного преобразователя электромагнитного расходомера по формулеwhere C i is the integration time constant, N i is the total area of the turns of the i-th coil, and from the obtained values of the parameters λ i of the magnetic field intensity, for all local areas of the channel surface, the conversion coefficient K p of the primary transducer of the electromagnetic flowmeter is calculated by the formula
Figure 00000005
Figure 00000005
где Wi - значение величины поверхностной весовой функции, вычисленное для i-й локальной поверхности канала при заданной форме распределения скорости потока, D - диаметр трубопровода.where W i is the value of the surface weight function calculated for the i-th local surface of the channel for a given shape of the distribution of flow velocity, D is the diameter of the pipeline.
RU2005125874/28A 2005-08-16 2005-08-16 Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters RU2303767C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125874/28A RU2303767C2 (en) 2005-08-16 2005-08-16 Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005125874/28A RU2303767C2 (en) 2005-08-16 2005-08-16 Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2303767C2 true RU2303767C2 (en) 2007-07-27

Family

ID=38431818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005125874/28A RU2303767C2 (en) 2005-08-16 2005-08-16 Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2303767C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494354C1 (en) * 2012-03-15 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Method of calibration of electromagnetic flowmeters without dismantling from pipeline

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТС-6 Приборы и устройства для контроля и регулирования технологических процессов. Выпуск 6. Имитационные методы и средства поверки расходомеров и уровнемеров. - М.: Информприбор, 1988, с.15-22. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494354C1 (en) * 2012-03-15 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Method of calibration of electromagnetic flowmeters without dismantling from pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7750642B2 (en) Magnetic flowmeter with verification
CA2833329C (en) Nuclear magnetic flow meter and method for operation of nuclear magnetic flow meters
US20150177192A1 (en) Method for operating a resonant measurement system
WO2005059476A3 (en) Tunable empty pipe function
RU2303767C2 (en) Method of calibration and inspection of electromagnet flow meters
CN106443536B (en) A kind of calibration system and calibration method of current comparator
RU2146042C1 (en) Calibration and verification technique for electromagnetic flowmeters
Hooshmand et al. Design and optimisation of electromagnetic flowmeter for conductive liquids and its calibration based on neural networks
RU2270420C2 (en) Method for checking electromagnetic flow meters
RU2343423C1 (en) Electromagnetic flowmeter
Slavik et al. Magnetic circuit of electromagnetic flow meter with capacitive electrodes
RU2327977C2 (en) Device for measurement of fluid electrical conductivity
RU2330246C2 (en) Method for graduating and checking electromagnetic flow meters
RU2384823C1 (en) Calibration method of electromagnetic flow metres, and flow simulator for implementation thereof
RU2249187C1 (en) Method of testing electromagnetic level meters
RU2494354C1 (en) Method of calibration of electromagnetic flowmeters without dismantling from pipeline
RU2193758C2 (en) Test and calibration procedure of electromagnetic flowmeters
RU2422780C1 (en) Method of simulation technique of electromagnet flow metres of liquid metals
JP2000028408A (en) Electromagnetic flow meter
RU101819U1 (en) MAGNETIC FIELD CONVERTER
RU2442966C2 (en) Method for electromagnetic flow-meter calibration and discharge simulator for its implementation
CN105651347A (en) Intelligent electromagnetic flowmeter system
RU2594988C1 (en) Method for simulation technique of electromagnet flow meters
RU2012124421A (en) METHOD FOR GRADING AND INSPECTION OF ELECTROMAGNETIC FLOW METERS
RU2432551C1 (en) Method to calibrate electromagnet flow metres without dismantling from pipeline

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070817