RU2338207C1 - Velocity converter with electric jamming compensation - Google Patents
Velocity converter with electric jamming compensation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338207C1 RU2338207C1 RU2007137345/28A RU2007137345A RU2338207C1 RU 2338207 C1 RU2338207 C1 RU 2338207C1 RU 2007137345/28 A RU2007137345/28 A RU 2007137345/28A RU 2007137345 A RU2007137345 A RU 2007137345A RU 2338207 C1 RU2338207 C1 RU 2338207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- permanent magnets
- working surface
- inputs
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости потока электропроводящей жидкости, например морской воды.The invention relates to measuring technique and is intended to measure the flow rate of an electrically conductive liquid, such as sea water.
Известен измеритель скорости Смита-Слепяна [1, стр.138, рис.47], содержащий электромагнит, образованный сердечником с обмоткой, расположенным у твердой поверхности, например у борта корабля, и два электрода. Электромагнит создает в жидкости, движущейся вдоль твердой поверхности, магнитное поле, что приводит к возникновению в ней э.д.с., которую измеряют как напряжение между электродами.The known Smith-Slepian speed meter [1, p.138, Fig. 47], containing an electromagnet formed by a core with a winding located on a solid surface, for example at the side of the ship, and two electrodes. An electromagnet creates a magnetic field in a fluid moving along a solid surface, which leads to the appearance of an emf in it, which is measured as the voltage between the electrodes.
Известны различные устройства для измерения пульсаций скорости потока электропроводящей жидкости, содержащие магнитную систему, электроды, подключаемые к усилителям (см., например, [2]-[4].There are various devices for measuring the pulsations of the flow velocity of an electrically conductive liquid, containing a magnetic system, electrodes connected to amplifiers (see, for example, [2] - [4].
Известно также устройство для измерения пульсаций скорости потока жидкости, которое по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому, и выбрано в качестве прототипа [5]. Устройство содержит магнитную систему с рабочей частью, выполненной в виде клина, электроды и измерительный блок, снабженный схемами суммы и разности, к которым подключены электроды.There is also known a device for measuring pulsations of the fluid flow rate, which by technical essence is the closest to the proposed one, and is selected as a prototype [5]. The device contains a magnetic system with a working part, made in the form of a wedge, electrodes and a measuring unit, equipped with circuits of the sum and difference, to which the electrodes are connected.
Недостатком устройства-прототипа, как и всех подобных устройств, является низкая точность измерений при наличии электрических помех в электропроводящей жидкости.The disadvantage of the prototype device, like all similar devices, is the low measurement accuracy in the presence of electrical noise in an electrically conductive liquid.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего производить измерение скорости потока электропроводящей жидкости в условиях высокого уровня электрических помех в жидкости.The objective of the invention is to provide a device that allows you to measure the flow rate of a conductive fluid under conditions of a high level of electrical noise in the fluid.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для измерения скорости потока электропроводящей жидкости магнитная система содержит шесть постоянных магнитов, первый из которых обращен одним из своих полюсов к рабочей поверхности корпуса, образованной покрытием из диэлектрического материала, второй и третий идентичные по конструкции постоянные магниты, расположенные с противоположных сторон от первого постоянного магнита и обращенные к рабочей поверхности корпуса полюсами, полярность которых противоположна полярности полюса первого постоянного магнита, обращенного к рабочей поверхности корпуса, четвертый, пятый и шестой постоянные магниты, расположенные рядом соответственно с первым, вторым и третьим постоянными магнитами и обращенные к рабочей поверхности корпуса полюсами, полярность которых противоположна полярностям обращенных к рабочей поверхности корпуса полюсов соответственно первого, второго и третьего постоянных магнитов, при этом первый электрод расположен между первым и вторым постоянными магнитами, второй электрод расположен между первым и третьим постоянными магнитами, третий электрод расположен между четвертым и пятым постоянными магнитами, четвертый электрод расположен между четвертым и шестым постоянными магнитами, электронный блок содержит первый и второй дифференциальные усилители, первые одноименные входы которых соединены соответственно с первым и третьим электродами, вторые одноименные входы первого и второго дифференциальных усилителей соединены соответственно со вторым и четвертым электродами, третий дифференциальный усилитель, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, а его выход является выходом устройства.The essence of the invention lies in the fact that in a device for measuring the flow rate of a conductive fluid, the magnetic system contains six permanent magnets, the first of which faces one of its poles to the working surface of the housing formed by a coating of dielectric material, the second and third permanent magnets are identical in design, located on opposite sides of the first permanent magnet and facing the working surface of the housing with poles, the polarity of which is opposite to the polarity of the floor the first permanent magnet facing the working surface of the housing, the fourth, fifth and sixth permanent magnets located next to the first, second and third permanent magnets respectively and facing the working surface of the poles, the polarity of which is opposite to the polarities of the poles facing the working surface of the housing, respectively , the second and third permanent magnets, wherein the first electrode is located between the first and second permanent magnets, the second electrode is located between the first m and the third permanent magnets, the third electrode is located between the fourth and fifth permanent magnets, the fourth electrode is located between the fourth and sixth permanent magnets, the electronic unit contains the first and second differential amplifiers, the first inputs of the same name connected respectively to the first and third electrodes, the second inputs of the same name the first and second differential amplifiers are connected respectively to the second and fourth electrodes, the third differential amplifier, the first and second inputs which are connected to the outputs of the first and second differential amplifiers, respectively, and its output is the output of the device.
В предлагаемом устройстве расстояния между электродами преимущественно удовлетворяют соотношениям:In the proposed device, the distance between the electrodes mainly satisfy the ratios:
где α12, α34, α13, α24 - расстояния соответственно между первым и вторым, третьим и четвертым, первым и третьим, вторым и четвертым электродами.where α 12 , α 34 , α 13 , α 24 are the distances respectively between the first and second, third and fourth, first and third, second and fourth electrodes.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представленыThe invention is illustrated by drawings, on which
фиг.1 - чертеж магнитной системы с электродами;figure 1 is a drawing of a magnetic system with electrodes;
фиг.2 - разрез по А-А;figure 2 is a section along aa;
фиг.3 - схема, характеризующая взаимное расположение электродов;figure 3 is a diagram characterizing the relative position of the electrodes;
фиг.4 - распределение силовых линий в районе расположения первого и второго электродов (в сечении Б-Б).figure 4 - distribution of the lines of force in the region of the first and second electrodes (in section BB).
фиг.5 - распределение силовых линий в районе расположения третьего и четвертого электродов (в сечении В-В);figure 5 - distribution of the lines of force in the region of the third and fourth electrodes (in section BB);
фиг.6 - электрическая схема устройства.6 is an electrical diagram of the device.
На фиг.1-6 обозначено:Figure 1-6 indicated:
1,...,6 - постоянные магниты;1, ..., 6 - permanent magnets;
7,...,10 - электроды;7, ..., 10 - electrodes;
11 - корпус;11 - case;
12 - рабочая поверхность корпуса;12 - working surface of the housing;
13 - покрытие корпуса из диэлектрического материала;13 - coating of the body of a dielectric material;
14, 15 - силовые линии;14, 15 - power lines;
16 - электронный блок;16 - electronic unit;
17,...,19 - дифференциальные усилители.17, ..., 19 - differential amplifiers.
В предлагаемом устройстве для измерения скорости потока электропроводящей жидкости магнитная система содержит шесть постоянных магнитов 1,...,6, закрепленных в корпусе 11, выполненном из немагнитного металла, например титана (см. фиг.1, 2). Форма корпуса 11 может быть самой разнообразной в зависимости от конструкции прибора. На фиг.1-3 изображено устройство, магнитная система которого с электродами 7,...,10 выполнена в корпусе цилиндрической формы. Такая форма корпуса является технологичной как с точки зрения его изготовления, так и с точки зрения выполнения места установки его в прибор. Рабочая поверхность 12 корпуса образована покрытием 13 из диэлектрического материала, в котором выполнены отверстия для электродов 7,...,10. В качестве диэлектрического материала может быть использован эпоксидный компаунд. Под рабочей поверхностью 12 понимается поверхность, вдоль которой протекает поток электропроводящей жидкости. Рабочая поверхность 12 имеет преимущественно плоскую форму, но в общем случае может иметь и выпуклую форму.In the proposed device for measuring the flow rate of a conductive fluid, the magnetic system contains six
Постоянные магниты 1,...,6 имеют преимущественно форму прямоугольного параллелепипеда. Их изготавливают из магнитотвердого материала, например Nd-Fe-B.
Первый постоянный магнит 1 обращен одним из своих полюсов, в частности полюсом S, к рабочей поверхности 12, образованной покрытием 13 из диэлектрического материала. Второй и третий идентичные по конструкции и параметрам постоянные магниты 2 и 3 расположены с противоположных сторон от первого постоянного магнита 1 и обращены к рабочей поверхности 12 полюсами N, полярность которых противоположна полярности полюса S первого постоянного магнита 1, обращенного к рабочей поверхности 12.The first
Четвертый, пятый и шестой постоянные магниты 4, 5 и 6 расположены рядом соответственно с первым, вторым и третьим постоянными магнитами 1, 2 и 3 и обращены к рабочей поверхности корпуса полюсами N, S и S, полярность которых противоположна полярностям обращенных к рабочей поверхности корпуса полюсов S, N и N соответственно первого, второго и третьего постоянных магнитов 1, 2 и 3. Конструкции постоянных магнитов 4, 5 и 6 идентичны конструкциям соответственно первого, второго и третьего постоянных магнитов 1, 2 и 3.The fourth, fifth and sixth
Электроды 7,...,10 изготовлены преимущественно из круглой платиновой проволоки и имеет чернение своих торцевых поверхностей, непосредственно контактирующих с электропроводящей жидкостью, в целях уменьшения переходного сопротивления электрод - жидкость. Первый электрод 7 расположен между первым и вторым постоянными магнитами 1 и 2. Второй электрод 8 расположен между первым и третьим постоянными магнитами 1 и 3. Третий электрод 9 расположен между четвертым и пятым постоянными магнитами 4 и 5. Четвертый электрод 10 расположен между четвертым и шестым постоянными магнитами 4 и 6.The
В предлагаемом устройстве расстояния между электродами преимущественно удовлетворяют соотношениям (1) и (2). В этом случае электроды находятся в вершинах прямоугольника (см. фиг.3). При этом достигается максимальное подавление электрической помехи. Расстояния α12, α34, α13, α24 могут измеряться как между центрами электродов, так и между их ближайшими точками.In the proposed device, the distance between the electrodes mainly satisfy the relations (1) and (2). In this case, the electrodes are at the vertices of the rectangle (see figure 3). In this case, maximum suppression of electrical noise is achieved. The distances α 12 , α 34 , α 13 , α 24 can be measured both between the centers of the electrodes and between their nearest points.
Электронный блок 16 (см. фиг.6) содержит первый и второй дифференциальные усилители 17 и 18, первые одноименные входы которых, в частности неинвертирующие входы, соединены соответственно с первым и третьим электродами 7 и 9. Вторые одноименные входы, в частности инвертирующие входы, первого и второго дифференциальных усилителей 17 и 18 соединены соответственно со вторым и четвертым электродами 8 и 10, а также третий дифференциальный усилитель 19, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей 17 и 18, а выход является выходом устройства. К какому из конкретных входов (инвертирующему или неинвертирующему) усилителя 19 подключены выходы дифференциальных усилителей 17 и 18, не имеет значения. Компенсация электрической помехи происходит в любом варианте. Меняется только знак выходного сигнала.The electronic unit 16 (see Fig.6) contains the first and second
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Поток электропроводящей жидкости, например морской воды, движется вдоль поверхности 12. Под действием магнитного поля (см. фиг.4, 5) в движущейся электропроводящей жидкости создается электрическое поле, напряженность которого пропорциональна скорости движения жидкости и напряженности магнитного поля. На электродах 7 и 8, размещенных на поверхности 12, индуцируются электрические потенциалы, пропорциональные скорости движения жидкости. Разность потенциалов между электродами 7 и 8 определяется разностями потенциалов между точками, лежащими на нормалях к поверхности 12 и проходящих через точку соприкосновения электродов 7 и 8 с жидкостью. Если в электропроводящей среде имеется электрическая помеха, то на электродах 7 и 8 с полезным сигналом, пропорциональным скорости потока жидкости, суммируется сигнал электрической помехи, пропорциональный напряженности электрического поля помехи и расстоянию между электродами 7 и 8. Напряжение между электродами 7 и 8 поступает на входы дифференциального усилителя 17, в котором сигнал усиливается и поступает на один из входов усилителя 19.The proposed device operates as follows. The flow of an electrically conductive liquid, such as sea water, moves along
Одновременно на электродах 9 и 10, размещенных на поверхности 12, индуцируются электрические потенциалы, пропорциональные скорости движения жидкости. Разность потенциалов между электродами 9 и 10 определяется разностями потенциалов между точками, лежащими на нормалях к поверхности 12, и проходящих через точку соприкосновения электродов 9 и 10 с жидкостью. При идентичности параметров магнитов 1 и 4, а также магнитов 2, 3, 5 и 6, полезный сигнал на электродах 9 и 10, пропорциональный скорости потока жидкости, будет равен полезному сигналу на электродах 7 и 8, но иметь противоположный знак, так как силовые линии 14 в области расположения электродов 7 и 8 и силовые линии 15 в области расположения электродов 9 и 10 имеют противоположную направленность (см. фиг.4 и 5). Если в электропроводящей среде имеется электрическая помеха, то на электродах 9 и 10 с полезным сигналом, пропорциональным скорости потока жидкости, суммируется сигнал электрической помехи, пропорциональный напряженности электрического поля помехи и расстоянию между электродами 9 и 10. При выполнении условий (1) и (2) сигнал помехи на электродах 9 и 10 будет иметь ту же полярность (ту же фазу) и примерно то же значение, что и на электродах 7 и 8. Напряжение между электродами 9 и 10 поступает на входы дифференциального усилителя 18, в котором сигнал усиливается и поступает на другой вход усилителя 19.Simultaneously, at the
После усиления усилителем 19 разностного сигнала, поступающего на его входы, сигнал на его выходе пропорционален только скорости потока жидкости, так как при вычитании полезных противофазных сигналов, поступающих с выходов усилителей 17 и 18, эти сигналы суммируются, а синфазные сигналы, пропорциональные уровню электрической помехи, вычитаются.After the
Сигнал на выходе усилителя 19, пропорциональный измеряемой скорости потока жидкости, может поступать на индикатор или преобразовываться в цифровую форму, передаваться по линиям связи для обработки и регистрации.The signal at the output of the
Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении точности измерения скорости потока электропроводящей жидкости из-за снижения влияния электрических помех в исследуемой электропроводящей жидкости на результаты измерений.Thus, when using the present invention, a technical result is achieved, which consists in increasing the accuracy of measuring the flow rate of the electrically conductive liquid due to the reduced influence of electrical noise in the studied electrically conductive liquid on the measurement results.
Представленные чертежи и описание позволяет изготовить устройство по известным технологиям с применением известных материалов и использовать его для проведения измерений скорости потока жидкости, что характеризует изобретение как промышленно применимое.The presented drawings and description make it possible to manufacture the device using known technologies using known materials and use it for measuring fluid flow rates, which characterizes the invention as industrially applicable.
Источники информацииInformation sources
1. Шерклиф Дж. Теория электромагнитного измерения расхода. М.: Мир, 1965.1. Sherklif J. Theory of electromagnetic flow measurement. M.: Mir, 1965.
2. А.С. СССР №775699, МПК G01P 5/08, опубл. 30.10.1980.2. A.S. USSR No. 775699,
3. А.С. СССР №1144057, МПК G01P 5/08, опубл. 07.02.1985.3. A.S. USSR No. 1144057,
4. А.С. СССР №1239604, МПК G01P 5/08, опубл. 23.06.1986.4. A.S. USSR No. 1239604,
5. А.С. СССР №679878, МПК G01P 5/08, опубл. 15.08.1979 (прототип).5. A.S. USSR No. 679878,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137345/28A RU2338207C1 (en) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | Velocity converter with electric jamming compensation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137345/28A RU2338207C1 (en) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | Velocity converter with electric jamming compensation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2338207C1 true RU2338207C1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007137345/28A RU2338207C1 (en) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | Velocity converter with electric jamming compensation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2338207C1 (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 |
-
2007
- 2007-10-10 RU RU2007137345/28A patent/RU2338207C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛОГИНОВ Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов. - М.: Энергоиздат, 1981, с.48-51. * |
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 |
---|---|---|
EP3338063B1 (en) | Inductive flow meter including extended magnetic pole pieces | |
US20180067146A1 (en) | Electric current sensor | |
JPS61500276A (en) | Charge detection type flowmeter | |
JPH08503077A (en) | Magnetic flowmeter that determines flow rate from phase angle difference | |
RU2338207C1 (en) | Velocity converter with electric jamming compensation | |
JPH11509638A (en) | Hall effect non-contact position sensor | |
US9032814B2 (en) | Measuring device and method for measuring the flow rate of a medium flowing through a measuring tube | |
JP4948719B2 (en) | Displacement detection device using magnetoelectric transducer | |
CN112684206B (en) | Permanent magnet type surface flow field sensor and sensor array | |
RU2420743C1 (en) | Device for measuring turbulent flow parametres of liquid (versions) | |
RU2591260C1 (en) | Electromagnetic flowmeter of liquid metals | |
RU2335774C1 (en) | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone | |
RU112437U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) | |
JP6839399B1 (en) | Magnetic field detection element | |
RU2716601C2 (en) | Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal | |
RU2591277C1 (en) | Magnetic flow meter of liquid metal | |
RU2555517C2 (en) | Large-bore electromagnetic flow meter | |
KR20190108059A (en) | Capacitive electromagnetic flowmeter | |
US6508116B1 (en) | Water bike equipped with speed meter | |
JPH0428063Y2 (en) | ||
KR100359235B1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
RU18857U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT SPEEDS OF SPEED | |
SU1007015A1 (en) | Flow parameter electromagnetic converter | |
RU2164691C1 (en) | Device for measuring turbulent fluctuations of speed | |
RU2133038C1 (en) | Electromagnetic meter of velocity of water flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |