RU2432551C1

RU2432551C1 - Method to calibrate electromagnet flow metres without dismantling from pipeline

Info

Publication number: RU2432551C1
Application number: RU2010111092/28A
Authority: RU
Inventors: Иван Дмитриевич Вельт (RU); Иван Дмитриевич Вельт; Юлия Владимировна Михайлова (RU); Юлия Владимировна Михайлова; Надежда Викторовна Терехина (RU); Надежда Викторовна Терехина
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-27

Abstract

FIELD: instrument making. ^ SUBSTANCE: method to calibrate electromagnet flow metres includes conversion of primary converter magnetic field into electric voltage with the help of an inductance coil arranged in the magnetic field of the flow metre, integration of electric voltage produced at output terminals of the inductance coil, and determination of an experimental coefficient of flow metre conversion Kf. At the same time before the start of operation the conversion coefficient is determined with the help of two inductance coils, one of which is arranged in the channel, and the other one is arranged outside the limits of the flow metre channel. Then the ratio of electromagnetic flow metre conversion coefficients k=Kf/Kf2, where Kf is a conversion coefficient determined with the help of an inductance coil arranged in the flow metre channel, and Kf2 is a conversion coefficient determined with the help of inductance coil arranged outside the limits of the flow metre channel. At the same time in process of flow metre calibration without pipeline dismantling the conversion coefficient Kf2 is determined by integration of electric voltage at output terminals of the inductance coil arranged outside the channel limits, measurement of the conversion coefficient Kf2. On this basis the rated value of the conversion coefficient Kf is calculated using formula Kf=kKf2. ^ EFFECT: provision of the possibility to calibrate the operated flow metre without its dismantling from the pipeline and without interruption of metered liquid flow along the pipeline. ^ 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, предназначенных для измерения расхода электропроводных жидкостей, к технике поверки электромагнитных расходомеров.The present invention relates to the field of instrumentation, and in particular to a technique for measuring flow using electromagnetic flow meters designed to measure the flow rate of electrically conductive liquids, to a technique for calibrating electromagnetic flow meters.

Известен [1] имитационный способ поверки электромагнитных расходомеров, предусматривающий преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение с помощью метрологической индукционной катушки, помещаемой в канал, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах метрологической индукционной катушки, и определение коэффициента преобразования расходомера К_р.Known [1] is a simulation method for checking electromagnetic flowmeters, which involves converting the magnetic field of the primary transducer into electrical voltage using a metrological induction coil placed in the channel, integrating the electrical voltage obtained at the output terminals of the metrological induction coil, and determining the conversion coefficient of the flow meter K _p .

Метрологическая индукционная катушка выполнена по специальной технологии (ее витки распределены по весовой функции расходомера) [2] и является составной частью имитационной поверочной установки. Известный способ удобен при выполнении первичной поверки расходомера, т.е. поверки расходомера непосредственно после его изготовления или ремонта. Достоинство известного способа состоит в том, что не требуется использовать дорогостоящую расходомерную проливную установку.The metrological induction coil is made using a special technology (its coils are distributed according to the weight function of the flow meter) [2] and is an integral part of the simulation calibration unit. The known method is convenient when performing initial calibration of the flow meter, i.e. verification of the flow meter immediately after its manufacture or repair. The advantage of this method is that it is not required to use an expensive flow meter pouring installation.

Недостатком известного способа является невозможность осуществить поверку расходомера, находящегося в эксплуатации без его съема с трубопровода, т.е. вторичную поверку расходомера. Иными словами, расходомер, находящийся в эксплуатации, смонтированный на трубопроводе, по которому протекает поток измеряемой жидкости, не может быть поверен известным способом. Для применения известного способа поверки [1] обязательно необходим демонтаж расходомера с трубопровода и размещение в нем метрологической индукционной катушки. Следовательно, на время поверки эксплуатируемого расходомера необходимо остановить технологический процесс протекания потока измеряемой жидкости через трубопровод, что сопряжено с определенными экономическими потерями, обычно возрастающими по мере увеличения диаметра поверяемого расходомера, расхода измеряемой жидкости и срока поверки.The disadvantage of this method is the inability to verify the flow meter, which is in operation without removing it from the pipeline, i.e. secondary verification of the flow meter. In other words, a flow meter in operation mounted on a pipeline through which the flow of the measured liquid flows cannot be verified in a known manner. To apply the known verification method [1], it is necessary to dismantle the flowmeter from the pipeline and place a metrological induction coil in it. Therefore, during the calibration of the operated flow meter, it is necessary to stop the process of the flow of the measured fluid through the pipeline, which is associated with certain economic losses, which usually increase with increasing diameter of the calibrated flow meter, the flow rate of the measured fluid and the verification period.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить этот недостаток.The present invention eliminates this disadvantage.

Способ поверки [1] является наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения.The verification method [1] is the closest prototype of the present invention.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности поверки электромагнитного расходомера без демонтажа его с трубопровода и без остановки потока измеряемой жидкости, протекающей через канал расходомера.The aim of the invention is to enable calibration of the electromagnetic flow meter without dismantling it from the pipeline and without stopping the flow of the measured fluid flowing through the channel of the flow meter.

Для этой цели в первичном преобразователе электромагнитного расходомера предусмотрена дополнительная индукционная катушка, которая размещена в магнитном поле, находящемся за пределами канала. Дополнительная индукционная катушка может быть расположена непосредственно на наружной поверхности трубы расходомера или на магнитопроводе индуктора. С помощью дополнительной индукционной катушки, расположенной за пределами канала в магнитном поле расходомера, можно определить коэффициент преобразования К_р без демонтажа расходомера с трубопровода и без остановки потока измеряемой жидкости. Определение коэффициента преобразования эксплуатируемого расходомера, т.е. прибора, находящегося на трубопроводе, по которому протекает измеряемая жидкость, производится следующим образом. С помощью дополнительной индукционной катушки, расположенной за пределами канала, осуществляется преобразование магнитного поля в электрическое напряжение, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах этой дополнительной индукционной катушки, и определение коэффициента К_р2.For this purpose, an additional induction coil is provided in the primary transducer of the electromagnetic flowmeter, which is placed in a magnetic field outside the channel. An additional induction coil can be located directly on the outer surface of the flowmeter pipe or on the magnetic circuit of the inductor. Using an additional induction coil located outside the channel in the magnetic field of the flow meter, it is possible to determine the conversion coefficient K _p without dismantling the flow meter from the pipeline and without stopping the flow of the measured liquid. Determination of the conversion coefficient of the operated flow meter, i.e. the device located on the pipeline through which the measured fluid flows, is as follows. Using an additional induction coil located outside the channel, the magnetic field is converted into electric voltage, the electric voltage obtained at the output terminals of this additional induction coil is integrated, and the coefficient K _{p2 is} determined.

Коэффициент К_p2 не отражает коэффициента преобразования расходомера К_р, т.к. витки дополнительной индукционной катушки выполнены не по весовой функции, она расположена не в рабочей зоне канала расходомера и магнитное поле за пределами канала не однозначно определяет распределение магнитного поля в рабочей зоне канала. Иными словами, дополнительная индукционная катушка не является метрологической. Для того чтобы дополнительная индукционная катушка стала метрологической, необходимо определить коэффициент k, равныйThe coefficient K _p2 does not reflect the conversion coefficient of the flow meter K _p , because the turns of the additional induction coil are not performed according to the weight function, it is not located in the working area of the flowmeter channel and the magnetic field outside the channel does not uniquely determine the distribution of the magnetic field in the working area of the channel. In other words, an additional induction coil is not metrological. In order for the additional induction coil to become metrological, it is necessary to determine the coefficient k equal to

с помощью которого и коэффициента К_р2 становится возможным определить коэффициент преобразования расходомера К_р по формуле К_р=kК_р2.with the help of which coefficient K _p2 it becomes possible to determine the conversion coefficient of the flow meter K _p according to the formula K _p = kK _p2 .

Определение коэффициента k производится до начала эксплуатации расходомера, т.е. до монтажа расходомера на трубопроводе, следующим образом. В канал расходомера помещается метрологическая индукционная катушка. В соответствии с известным способом [1] осуществляется преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение с помощью метрологической индукционной катушки, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах метрологической индукционной катушки, и определение коэффициента преобразования расходомера К_р. Затем с помощью дополнительной индукционной катушки осуществляется преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах этой дополнительной индукционной катушки, и определение коэффициента К_р2. По результатам этих измерений вычисляется коэффициент k, характеризующий меру коэффициента К_р поверяемого расходомера. Коэффициент k вычисляется по формуле (1) и заносится в паспорт расходомера и в его электронную базу данных.The coefficient k is determined before the operation of the flowmeter, i.e. before mounting the flowmeter in the pipeline, as follows. A metrological induction coil is placed in the flowmeter channel. In accordance with the known method [1], the magnetic field of the primary transducer is converted into electric voltage using a metrological induction coil, the electric voltage obtained at the output terminals of the metrological induction coil is integrated, and the conversion coefficient of the flow meter K _{r is} determined. Then, with the help of an additional induction coil, the magnetic field of the primary converter is converted into electric voltage, the electric voltage obtained at the output terminals of this additional induction coil is integrated, and the coefficient K _{p2 is} determined. According to the results of these measurements, the coefficient k is calculated, which characterizes the measure of the coefficient K _{p of the} flow meter being verified. The coefficient k is calculated by the formula (1) and is entered in the flowmeter passport and in its electronic database.

После того, как вычислен коэффициент k для данного расходомера, поверку его можно осуществлять без демонтажа с трубопровода и остановки потока измеряемой жидкости. Эксплуатируемый расходомер, т.е. установленный на трубопроводе, по которому протекает измеряемая жидкость, поверяется следующим образом. Осуществляется преобразование магнитного поля первичного преобразователя в электрическое напряжение с помощью дополнительной индукционной катушки, размещенной в магнитном поле расходомера за пределами канала, интегрирование электрического напряжения, полученного на выходных клеммах дополнительной индукционной катушки, определение коэффициента К_р2 и вычисление коэффициента К_р по формуле К_р=kК_р2.After the coefficient k has been calculated for a given flow meter, it can be verified without dismantling from the pipeline and stopping the flow of the measured liquid. Operated flow meter, i.e. installed on the pipeline through which the measured fluid flows, is verified as follows. Implemented by converting the magnetic field of the primary device into voltage by an additional induction coil disposed in a magnetic flowmeter field outside the channel, the integration voltage obtained at the output terminals an additional induction coil, determination of the coefficient K _p2 and the calculation coefficient K _p by the formula _p = kK _p2 .

Чертеж поясняет размещение дополнительной индукционной катушки непосредственно на магнитопроводе индуктора расходомера. На чертеже изображена труба 1 с электродами 2. На магнитопроводе 3 расположена индукционная катушка 4 индуктора. Кроме того, на магнитопроводе 3 имеется дополнительная индукционная катушка 5. Магнитное поле, создаваемое индукционной катушкой 4 индуктора, последовательно проходит через магнитопровод и канал расходомера. Всякое изменение магнитного поля, вызванное, например, пробоем изоляции витков катушки индуктора, отразится на изменении магнитного поля как в канале расходомера, так и в магнитопроводе и при поверке расходомера предлагаемым способом будет обнаружено.The drawing explains the placement of an additional induction coil directly on the magnetic circuit of the flowmeter inductor. The drawing shows a pipe 1 with electrodes 2. On the magnetic circuit 3 is an induction coil 4 of the inductor. In addition, the magnetic circuit 3 has an additional induction coil 5. The magnetic field generated by the induction coil 4 of the inductor sequentially passes through the magnetic circuit and the flow meter channel. Any change in the magnetic field caused, for example, by a breakdown in the insulation of the turns of the inductor coil, will affect the change in the magnetic field both in the channel of the flowmeter and in the magnetic circuit, and when the flowmeter is calibrated by the proposed method, it will be detected.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в обеспечении возможности поверки эксплуатируемого расходомера без съема его с трубопровода и без остановки потока измеряемой жидкости по трубопроводу. При измерении жидкостей с ионной электропроводностью (вода, водные растворы) вторичное магнитное поле в канале расходомера, возникающее в результате магнитогидродинамических процессов, пренебрежимо мало.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to enable calibration of the flowmeter in operation without removing it from the pipeline and without stopping the flow of the measured liquid through the pipeline. When measuring liquids with ionic conductivity (water, aqueous solutions), the secondary magnetic field in the flowmeter channel arising as a result of magnetohydrodynamic processes is negligible.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2146042 C1, 7 G01F 25/00, бюллетень №6, 2000.1. Patent RU 2146042 C1, 7 G01F 25/00, Bulletin No. 6, 2000.

2. Авторское свидетельство СССР №627343, кл. G01F 25/00, бюллетень №37, 1978.2. Copyright certificate of the USSR No. 627343, cl. G01F 25/00, Bulletin No. 37, 1978.

Claims

1. The method of calibration of electromagnetic flowmeters, comprising converting the magnetic field of the primary transducer into electrical voltage using an induction coil located in the magnetic field of the flowmeter, integrating the electrical voltage obtained at the output terminals of the induction coil, and determining the experimental conversion coefficient of the flowmeter K _p , characterized in that before the start of operation, the conversion coefficient is determined using, respectively, two induction cat ears, one of which is located in the channel, and the other is located outside the channel of the flowmeter, and calculate the ratio of the conversion coefficients of the electromagnetic flowmeter k = K _p / K _p2 , where K _p is the conversion coefficient determined using an induction coil located in the channel of the flow meter, and K _p2 - conversion coefficient determined by means of an induction coil located outside the channel flowmeter, the flowmeter under calibration without removing pipe is determined conversion factor K _p2 Uteem integrating the voltage at the output terminals of the induction coil located outside the channel, measurement of the conversion coefficient K _p2 and it is calculated on the basis of the calculated value of the conversion coefficient K _p using the formula K = kK _p _p2.

2. The method according to claim 1, characterized in that the induction coil located outside the channel is placed anywhere on the magnetic circuit of the inductor of the flow meter.