RU2308685C1 - Method of measuring flow rate - Google Patents
Method of measuring flow rate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308685C1 RU2308685C1 RU2005141218/28A RU2005141218A RU2308685C1 RU 2308685 C1 RU2308685 C1 RU 2308685C1 RU 2005141218/28 A RU2005141218/28 A RU 2005141218/28A RU 2005141218 A RU2005141218 A RU 2005141218A RU 2308685 C1 RU2308685 C1 RU 2308685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid metal
- electrodes
- current
- flow rate
- pair
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости.The invention relates to instrumentation, and in particular to a technique for measuring the flow of liquid metals using an electromagnetic method, i.e. a method based on the interaction of a moving fluid with a magnetic field. This interaction obeys the law of electromagnetic induction, according to which in a fluid crossing a magnetic field, an EMF is proportional to the velocity of the fluid.
Известен способ измерения расхода жидкого металла, протекающего в магнитном поле через стальную немагнитную трубу [1]. Поскольку измерение производится, как правило, при высокой температуре жидкого металла, не применяют электроизоляционного покрытия внутренней поверхности трубы.A known method of measuring the flow rate of liquid metal flowing in a magnetic field through a steel non-magnetic pipe [1]. Since the measurement is carried out, as a rule, at a high temperature of liquid metal, do not use an electrical insulation coating on the inner surface of the pipe.
Способ состоит в определении расхода жидкого металла по разности потенциалов между двумя электродами, касающимися наружной поверхности трубы в точках, диаметрально противоположно расположенных по линии, перпендикулярной направлению магнитного поля. Недостатком известного способа измерения является шунтирующее действие стенок трубы, приводящее к частичной потере сигнала и низкой точности определения расхода.The method consists in determining the flow rate of liquid metal by the potential difference between two electrodes touching the outer surface of the pipe at points diametrically opposed along a line perpendicular to the direction of the magnetic field. A disadvantage of the known measurement method is the shunting action of the pipe walls, leading to a partial loss of signal and low accuracy in determining the flow rate.
Известен электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла, предусматривающий дополнительно к способу, рассмотренному выше, пропускание через электроды стороннего тока такой величины, при которой разность потенциалов между электродами становится равной ЭДС, индуктируемой движением жидкого металла в магнитном поле [2]. В этом способе ток через стенку трубы полностью определяется сторонним током, шунтирующее действие стенок отсутствует, и разность потенциалов между электродами равна ЭДС, индуктируемой взаимодействием потока измеряемой среды с магнитным полем. При этом в качестве меры объемного расхода принимается величина стороннего тока.A known electromagnetic method for measuring the flow rate of liquid metal, providing in addition to the method discussed above, passing through the electrodes of the external current of such a magnitude that the potential difference between the electrodes becomes equal to the EMF, induced by the movement of the liquid metal in a magnetic field [2]. In this method, the current through the pipe wall is completely determined by an external current, there is no shunting effect of the walls, and the potential difference between the electrodes is equal to the EMF induced by the interaction of the measured medium flow with the magnetic field. Moreover, as a measure of volumetric flow rate, the value of the external current is taken.
Например, в работе [3] описана схема уравновешенного электрического моста, в которой одним из плеч моста является сопротивление между электродами пустой трубы расходомера, т.е. сопротивления, определяемого только стенкой трубы. Такой мост (при пустой трубе) электрически уравновешен при любом напряжении, подведенном к одной из диагоналей. При движении же по трубе потока жидкого металла электрический мост становится разбалансированным, мост уравновешивается только при подведении к диагонали напряжения строго определенной величины, при которой разность потенциалов между электродами становится равной ЭДС, индуктируемой движением по трубе жидкого металла в магнитном поле. При этом мерой расхода могут быть напряжение или ток питания моста.For example, in [3] a balanced electric bridge circuit was described, in which one of the bridge arms is the resistance between the electrodes of the empty flowmeter tube, i.e. resistance determined only by the pipe wall. Such a bridge (with an empty pipe) is electrically balanced at any voltage applied to one of the diagonals. When the liquid metal flow moves through the pipe, the electric bridge becomes unbalanced, the bridge is balanced only when a voltage is strictly defined to the diagonal, at which the potential difference between the electrodes becomes equal to the EMF induced by the movement of the liquid metal pipe in the magnetic field. In this case, the voltage or current supply to the bridge can be a measure of consumption.
Недостатком известного способа является низкая точность измерения расхода в случае, если при эксплуатации прибора по каким-то причинам изменяется сопротивление стенки трубы, т.к. сторонний ток устанавливается строго в соответствии с ранее определенным сопротивлением шунта, образуемым стенкой трубы.The disadvantage of this method is the low accuracy of flow measurement if, during operation of the device, for some reason, the resistance of the pipe wall changes, because external current is set strictly in accordance with the previously determined shunt resistance formed by the pipe wall.
Измерение расхода жидких металлов необходимо, например, при эксплуатации энергетических установок, где жидкий металл используется в качестве теплоносителя.The measurement of the flow rate of liquid metals is necessary, for example, in the operation of power plants, where liquid metal is used as a coolant.
В процессе длительной эксплуатации прибора возможны изменения толщины стенки трубы, налипание осадков и окислов на внутренней поверхности стенки и вымывание из металла стенки каких-либо компонентов, причем эти эффекты изменяют сопротивление стенки. Так как при всех известных способах измерения [1], [2], [3] по стенке трубы протекает ток, то всякое отклонение от установленного при градуировке сопротивления стенки влияет на показания расходомера.During long-term operation of the device, changes in the wall thickness of the pipe are possible, deposits and oxides are adhering to the inner wall surface and any components are washed out of the metal wall, and these effects change the wall resistance. Since with all known methods of measurement [1], [2], [3] a current flows through the pipe wall, any deviation from the wall resistance set during graduation affects the flowmeter readings.
Предлагаемое изобретение устраняет этот недостаток.The present invention eliminates this disadvantage.
В нем предлагается сторонний ток к электродам подводить такой величины, при которой разность потенциалов между электродами становится равной нулю. Т.е. обеспечивается режим измерения, при котором ток в стенке трубы отсутствует. Во всех точках стенки электрические потенциалы становятся одинаковыми и равными нулю, хотя поток жидкого металла протекает по трубе и существует его взаимодействие с магнитным полем. За меру расхода принимается величина стороннего тока.It proposes to supply an external current to the electrodes of such a magnitude that the potential difference between the electrodes becomes equal to zero. Those. a measurement mode is provided in which there is no current in the pipe wall. At all points of the wall, the electric potentials become the same and equal to zero, although the flow of liquid metal flows through the pipe and there is its interaction with the magnetic field. As a measure of consumption, the value of the external current is taken.
Фиг.1 и фиг.2 поясняют способ измерения расхода жидкого металла, при котором сторонний ток может устанавливаться с помощью регулируемого источника постоянного тока, а нулевая разность потенциалов между электродами контролироваться с помощью нуль-индикатора. Для повышения точности измерений желательно иметь потенциальные и токовые электроды, касающиеся одних и тех же точек на внешней стенке трубопровода.Figure 1 and figure 2 explain the method of measuring the flow rate of molten metal, in which the external current can be set using an adjustable constant current source, and the zero potential difference between the electrodes is controlled using a zero indicator. To increase the accuracy of measurements, it is desirable to have potential and current electrodes touching the same points on the outer wall of the pipeline.
На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - постоянный магнит, 2 - нуль-индикатор, 3 - труба с электродами - потенциальные электроды, подсоединены к нуль-индикатору 2, а токовые электроды подсоединены к измерителю тока 4 и регулируемому источнику стороннего тока 5. Причем каждая пара электродов, один из которых потенциальный, а другой токовый, касаются одной и той же точки на внешней поверхности трубопровода.In Fig. 1, the following notation is adopted: 1 - a permanent magnet, 2 - a zero indicator, 3 - a tube with electrodes - potential electrodes, connected to a zero indicator 2, and current electrodes connected to a current meter 4 and an adjustable source of external current 5. Moreover, each pair of electrodes, one of which is potential and the other current, touch the same point on the outer surface of the pipeline.
На фиг.2 приведена упрощенная электрическая эквивалентная схема узла трубопровода расходомера. На схеме приняты следующие обозначения: Е - ЭДС, индуктированная в канале в результате взаимодействия скорости потока с магнитным полем, r - внутреннее сопротивление источника ЭДС (сопротивление жидкого металла), R - сопротивление стенки трубопровода, U - напряжение между электродами, j - ток от стороннего источника.Figure 2 shows a simplified electrical equivalent circuit node of the pipeline flowmeter. The following notation is used in the diagram: E is the EMF induced in the channel as a result of the interaction of the flow velocity with the magnetic field, r is the internal resistance of the EMF source (resistance of liquid metal), R is the resistance of the pipe wall, U is the voltage between the electrodes, j is the current from third-party source.
Напряжение между электродами U дописывается выражением:The voltage between the electrodes U is added by the expression:
Причем ЭДС пропорциональна объемному расходу жидкого металла Q.Moreover, the EMF is proportional to the volumetric flow rate of the liquid metal Q.
Из выражения (1) следует, что когда сторонний ток j, пропускаемый через стенку, равен j=E/r, то разность потенциалов между электродами U=0. Электрические потенциалы в любом месте внутри стенки становится одинаковыми между собой и не зависят от величины сопротивления стенки R.It follows from expression (1) that when the external current j passed through the wall is j = E / r, then the potential difference between the electrodes is U = 0. Electrical potentials anywhere inside the wall become the same with each other and do not depend on the resistance value of the wall R.
В этом случае ток j несет информацию только об ЭДС Е, т.е. об объемном расходе Q, и сопротивлении теплоносителя r и не зависит от сопротивления стенки. Величина тока измеряется миллиамперметром 4.In this case, the current j carries information only about the EMF E, i.e. about the volume flow Q, and the resistance of the coolant r and does not depend on the resistance of the wall. The current value is measured with a milliammeter 4.
Предполагается, что внутреннее сопротивление измеряемой среды r в процессе эксплуатации прибора не изменяется, за исключением ее зависимости от температуры.It is assumed that the internal resistance of the measured medium r does not change during the operation of the device, except for its dependence on temperature.
Температура теплоносителя контролируется и учитывается при расчете погрешности прибора. Если известен температурный коэффициент сопротивления жидкого металла и его рабочая температура, то поправка на изменение температуры жидкого металла от градуировочной вычисляется по формулеThe temperature of the coolant is controlled and taken into account when calculating the error of the device. If the temperature coefficient of resistance of the liquid metal and its operating temperature are known, then the correction for the change in the temperature of the liquid metal from the calibration is calculated by the formula
где jx - величина стороннего тока, характеризующая расход жидкого металла при рабочей температуре t, j - измеренное значение стороннего тока при рабочей температуре t; α - температурный коэффициент жидкого металла, t0 - температура жидкого металла при градуировке расходомера.where j x is the value of the external current characterizing the flow of liquid metal at the operating temperature t, j is the measured value of the external current at the operating temperature t; α is the temperature coefficient of the liquid metal, t 0 is the temperature of the liquid metal during calibration of the flow meter.
Расчеты показывают, что Е изменяется от 0 до нескольких мВ, сопротивление r составляет несколько мОм, а ток j изменяется от 0 до 0.4-0.5 А.Calculations show that E varies from 0 to several mV, the resistance r is several mOhm, and the current j varies from 0 to 0.4-0.5 A.
Достоинство предлагаемого способа измерения состоит в том, что он позволяет определить расход при отсутствии тока в стенке, а следовательно, при отсутствии влияния изменения сопротивления стенки трубопровода.The advantage of the proposed measurement method is that it allows you to determine the flow rate in the absence of current in the wall, and therefore, in the absence of the influence of changes in the resistance of the pipeline wall.
Источники изобретенияSources of invention
1. П.П.Кремлевский. «Измерение расхода многофазных потоков». Л.: Машиностроение, 1982.1. P.P. Kremlevsky. "Measurement of multiphase flow rate." L .: Engineering, 1982.
2. Вельт И.Д. Приборы и системы управления, №10, 1972, стр.17.2. Welt, I.D. Instruments and control systems, No. 10, 1972, p. 17.
3. Авторское свидетельство СССР №200199, Бюллетень №16, 1967.3. USSR Copyright Certificate No. 200199, Bulletin No. 16, 1967.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141218/28A RU2308685C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Method of measuring flow rate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141218/28A RU2308685C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Method of measuring flow rate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005141218A RU2005141218A (en) | 2007-07-10 |
RU2308685C1 true RU2308685C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38316371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141218/28A RU2308685C1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Method of measuring flow rate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308685C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489686C2 (en) * | 2010-12-14 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic method of flow measurement |
-
2005
- 2005-12-29 RU RU2005141218/28A patent/RU2308685C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Логинов Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов. М.: Энергоиздат, 1981, с.30-32. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489686C2 (en) * | 2010-12-14 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic method of flow measurement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005141218A (en) | 2007-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7946184B2 (en) | Electromagnetic flowmeter having temperature measurement value for correcting electrical conductivity value | |
JP2009258125A (en) | Magnetically induced flow measurement gauge for fluid and method of magnetically induced flow measurement | |
CN114829883A (en) | Method for operating a magnetically inductive flow meter | |
US6708569B2 (en) | Method of operating an electromagnetic flowmeter | |
JP4424511B2 (en) | Electromagnetic flow meter and electromagnetic flow meter system | |
RU2654966C1 (en) | Electromagnetic method to measure the low rate of a liquid metal | |
RU2308685C1 (en) | Method of measuring flow rate | |
US4357835A (en) | Electromagnetic flowmeter in shielded lines | |
CN114787587A (en) | Method for operating a magneto-inductive flow meter and magneto-inductive flow meter | |
CN115698644A (en) | Flow meter for measuring flow velocity in oil continuous flow | |
Khalilov et al. | A combined liquid sodium flow measurement system | |
CN111417841B (en) | Method for determining the viscosity of a medium by means of a coriolis mass flowmeter and coriolis mass flowmeter for carrying out the method | |
RU2343423C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
DE102006018623B4 (en) | Method and arrangement for contactless measurement of the flow of electrically conductive media | |
RU2716601C2 (en) | Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal | |
RU2489686C2 (en) | Electromagnetic method of flow measurement | |
CN110715695A (en) | Superconducting metal fluid flowmeter based on pipe wall matrix electrode | |
RU2591260C1 (en) | Electromagnetic flowmeter of liquid metals | |
RU101817U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
JPS597929B2 (en) | How to excite an electromagnetic flowmeter | |
RU2518380C1 (en) | Flow measurement electromagnetic method | |
Head | Electromagnetic flowmeter primary elements | |
KR100467314B1 (en) | Electromagnetic Flowmeter | |
RU2146041C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
US20240328842A1 (en) | Magneto-inductive flow measurement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141230 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160327 |