RU2504736C1 - Electromagnetic flow meter - Google Patents
Electromagnetic flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504736C1 RU2504736C1 RU2012132002/28A RU2012132002A RU2504736C1 RU 2504736 C1 RU2504736 C1 RU 2504736C1 RU 2012132002/28 A RU2012132002/28 A RU 2012132002/28A RU 2012132002 A RU2012132002 A RU 2012132002A RU 2504736 C1 RU2504736 C1 RU 2504736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- cores
- section
- magnetic field
- excitation coils
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к тепло- и расходометрии и позволяет измерять расходы электропроводной жидкости и теплоносителя в напорных трубопроводах.The invention relates to the field of instrumentation, in particular, to heat and flow metering and allows you to measure the flow rate of electrically conductive liquid and coolant in pressure pipelines.
Известен электромагнитный преобразователь расхода, содержащий трубу, магнитную систему и утопленные в стенку трубы электроды; с целью уменьшения дрейфа нуля, электроды окружены магнитными экранами, SU 606103.Known electromagnetic flow transducer comprising a pipe, a magnetic system and electrodes recessed into the wall of the pipe; In order to reduce zero drift, the electrodes are surrounded by magnetic screens, SU 606103.
Это устройство не обеспечивает требуемую точность измерений, поскольку магнитные экраны в недостаточной степени уменьшают магнитную индукцию в зоне электродов и, соответственно, дрейф нуля.This device does not provide the required measurement accuracy, since magnetic screens do not sufficiently reduce the magnetic induction in the area of the electrodes and, accordingly, zero drift.
Большую точность измерений обеспечивает электромагнитный преобразователь расхода, содержащий корпус, клеммную коробку, керамическую измерительную трубу с фланцами по ее концам, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку, RU 2349880 С2.Greater accuracy of measurements is provided by an electromagnetic flow transducer, comprising a housing, a terminal box, a ceramic measuring tube with flanges at its ends, on the outer surface of which is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils, two counter-holes are made in diameter in the cross section of the measuring tube in diameter in which two electrodes are installed, while the electric wires from the excitation coils and electrodes are displayed in the terminal box, RU 2349880 C2.
Использованная в данном устройстве керамическая труба является неэлектропроводным и химически стойким элементом, однако ее механическая прочность весьма невелика из-за хрупкости керамики, что часто приводит к ее повреждению и выходу устройства из строя; кроме того, следует отметить, что в процессе эксплуатации на внутренней поверхности керамической трубы откладываются осадки в виде солей, содержащихся в протекающей жидкости; в результате этого уменьшается проходное сечение измерительной трубы и тем самым создается погрешность в измерениях.The ceramic pipe used in this device is a non-conductive and chemically resistant element, however, its mechanical strength is very small due to the fragility of the ceramic, which often leads to damage and failure of the device; in addition, it should be noted that during operation, deposits are deposited on the inner surface of the ceramic pipe in the form of salts contained in the flowing liquid; as a result of this, the flow cross section of the measuring tube is reduced and thereby the measurement error is created.
Известен электромагнитный расходомер, содержащий корпус, клеммную коробку, измерительную трубу с фланцами на ее концах, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с магнитными сердечниками, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения и электродов выведены в клеммную коробку; измерительная труба выполнена из двух слоев, наружного и внутреннего, наружный слой выполнен из немагнитного материала, а внутренний слой - из химически стойкого неэлектропроводного полимерного материала, RU 107859 U1.A known electromagnetic flowmeter comprising a housing, a terminal box, a measuring pipe with flanges at its ends, on the outer surface of which is a magnetic system consisting of two magnetic field excitation coils with magnetic cores, two counter-holes are made in diameter in the cross section of the measuring pipe in diameter, of which two electrodes are installed, while the electric wires from the excitation coils and electrodes are brought out into the terminal box; the measuring tube is made of two layers, the outer and inner, the outer layer is made of non-magnetic material, and the inner layer is of a chemically resistant non-conductive polymer material, RU 107859 U1.
Данное техническое решение, принятое в качестве прототипа настоящего изобретения, обеспечивает повышение прочности измерительной трубы и долговечности устройства в целом, а также уменьшение погрешности измерений в ходе эксплуатации устройства.This technical solution, adopted as a prototype of the present invention, provides an increase in the strength of the measuring tube and the durability of the device as a whole, as well as a decrease in measurement error during operation of the device.
Однако недостатком этого расходомера является зависимость его показаний от режима течения жидкости в измерительной трубе, в связи с чем необходимо использование дополнительных элементов для стабилизации режима течения жидкости после прохождения криволинейных участков трубопровода, являющихся возмутителями потока. Для устранения турбулентности потока перед расходомером должен находиться прямой отрезок трубопровода необходимой длины. Это ограничивает возможность применения данного устройства или даже делает невозможным его использование в ограниченном пространстве, или в случае трубопроводов с множеством возмутителей потока.However, the disadvantage of this flow meter is the dependence of its readings on the flow of fluid in the measuring tube, and therefore it is necessary to use additional elements to stabilize the flow of fluid after passing curved sections of the pipeline, which are flow perturbators. To eliminate turbulence in the flow, a straight section of the pipeline of the required length must be in front of the flowmeter. This limits the possibility of using this device or even makes it impossible to use it in a limited space, or in the case of pipelines with many flow perturbators.
Задачей настоящего изобретения является создание электромагнитного расходомера, показания которого не зависят от режима течения жидкости в измерительной трубе.The present invention is the creation of an electromagnetic flow meter, the readings of which are independent of the flow regime of the liquid in the measuring tube.
Согласно изобретению в электромагнитном расходомере, содержащем корпус, клеммную коробку, измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек возбуждения магнитного поля с сердечниками, в поперечном сечении измерительной трубы по диаметру выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода, при этом электрические провода от катушек возбуждения магнитного поля и электродов выведены в клеммную коробку, измерительная труба состоит из пяти участков: среднего, двух промежуточных и двух крайних, при этом средний участок измерительной трубы имеет плоские внутренние поверхности в местах установки сердечников катушек возбуждения магнитного поля и цилиндрические внутренние боковые поверхности, промежуточные участки измерительной трубы расширяются в стороны от ее среднего участка и плавно переходят в крайние участки, имеющие цилиндрическую форму; сердечники катушек возбуждения магнитного поля имеют поперечное сечение прямоугольной или Т-образной формы.According to the invention, in an electromagnetic flow meter comprising a housing, a terminal box, a measuring tube, on the outer surface of which a magnetic system is arranged, consisting of two magnetic field excitation coils with cores, two counter-holes are made in diameter in the cross section of the measuring tube in diameter, in which two electrodes are mounted while the electric wires from the magnetic field excitation coils and electrodes are led out into the terminal box, the measuring tube consists of five sections: middle, two x intermediate and two extreme, while the middle section of the measuring tube has flat inner surfaces at the installation sites of the cores of the magnetic field excitation coils and cylindrical inner side surfaces, the intermediate sections of the measuring tube expand to the sides of its middle section and smoothly pass to the extreme sections having a cylindrical form; the cores of the magnetic field excitation coils have a rectangular or T-shaped cross section.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “Novelty”.
В прототипе (круглое сечение канала) уровень сигнала в электромагнитном расходомере определяется из соотношенияIn the prototype (circular section of the channel), the signal level in the electromagnetic flowmeter is determined from the ratio
Е=k·Q,E = k · Q,
гдеWhere
Е - ЭДС на электродах, В;E - EMF on the electrodes, V;
Q - часовой объемный расход воды, м3/ч;Q - hourly volumetric flow rate of water, m 3 / h;
k - коэффициент пропорциональности, представляющий собой зависимость видаk is the coefficient of proportionality, which is a dependence of the form
гдеWhere
d - диаметр канала расходомера в плоскости электродов, м;d is the diameter of the flowmeter channel in the plane of the electrodes, m;
r - радиус канала расходомера в плоскости электродов, м;r is the radius of the flowmeter channel in the plane of the electrodes, m;
В - магнитная индукция в области плоскости электродов (принимается близкой к постоянной) в Тл;B - magnetic induction in the region of the plane of the electrodes (taken close to constant) in T;
С(r) - скорость, как функция радиуса, м/с.C (r) - speed, as a function of radius, m / s.
В случае настоящего изобретения для канала участка 10 измерительной трубы коэффициент пропорциональности k определяется какIn the case of the present invention, for the channel of the
где h - расстояние между плоскими поверхностями 15.where h is the distance between the
После сокращений:After abbreviations:
таким образом, в случае настоящего изобретения коэффициент k не зависит от режима течения жидкости в измерительной трубе расходомера (числа Рейнольдса).thus, in the case of the present invention, the coefficient k does not depend on the mode of fluid flow in the measuring tube of the flow meter (Reynolds number).
Таким образом, в результате реализации признаков настоящего изобретения достигается важное новое свойство объекта, состоящее в обеспечении независимости показаний расходомера от характеристик течения жидкости в измерительной трубе. Это, по мнению заявителя, подтверждает соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».Thus, as a result of the implementation of the features of the present invention, an important new property of the object is achieved, which consists in ensuring the independence of the flow meter readings from the characteristics of the fluid flow in the measuring tube. This, according to the applicant, confirms the conformity of the claimed technical solution with the condition of patentability "Inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - продольный разрез устройства;figure 1 is a longitudinal section of a device;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, вариант с сердечниками катушек возбуждения магнитного поля с сечением прямоугольной формы;figure 2 - section aa in figure 1, a variant with the cores of the magnetic field excitation coils with a rectangular cross-section;
на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1, вариант с сердечниками катушек возбуждения магнитного поля с сечением Т-образной формы;figure 3 is a section aa in figure 1, a variant with the cores of the magnetic field excitation coils with a cross section of a T-shape;
на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1;figure 4 is a section bB in figure 1;
на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1.figure 5 - section bb in figure 1.
Электромагнитный расходомер содержит корпус 1, выполненный из пластмассы, неметаллическую клеммную коробку 2 и измерительную трубу, на наружной поверхности которой размещена магнитная система, состоящая из двух катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля. Катушки 3, 4 имеют сердечники 5, 6. В поперечном сечении измерительной трубы выполнены два встречных отверстия, в которых установлены два электрода 7, 8. Электрические провода 9 от катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля и электродов 7, 8 выведены в клеммную коробку 2. Измерительная труба включает пять участков: средний участок 10, два промежуточных 11, 12 и два крайних - 13, 14. Средний участок измерительной трубы имеет плоские внутренние поверхности 15 в месте установки сердечников 5, 6 катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля и цилиндрические внутренние боковые поверхности 16.The electromagnetic flow meter comprises a
Промежуточные участки 11, 12 измерительной трубы расширяются в стороны от ее среднего участка 10 и плавно переходят в крайние участки, соответственно, 13 и 14, которые имеют цилиндрическую форму. Такая форма участков 13, 14 обусловлена необходимостью сопряжения с трубопроводной магистралью.The
Сердечники катушек 3, 4 возбуждения магнитного поля могут иметь сечение прямоугольной формы (фиг.1, 2) или Т-образной формы (фиг.3). Плоские катушки 3, 4, сердечники 5, 6 и постоянная высота h канала в области формирования сигнала создают ровное магнитное поле с высоким уровнем индукции, что приводит к значительному уменьшению соотношения шум/сигнал и позволяет соответственно увеличить динамический диапазон измерения расхода.The cores of the magnetic
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Принцип действия устройства основан на явлении индуцирования электродвижущей силы (ЭДС) в движущемся в магнитном поле, создаваемом катушками, проводнике, которым является измеряемая жидкая электропроводящая среда, в частности вода.The principle of operation of the device is based on the phenomenon of induction of electromotive force (EMF) in a conductor moving in a magnetic field created by coils, which is a measured liquid electrically conductive medium, in particular water.
Устройство монтируется в трубопровод (не показан) и является в этом случае его участком. Вода, протекающая по трубопроводу, протекает также через измерительную трубу расходомера. ЭДС, индуцируемая в движущейся в измерительной трубе воде, пропорциональна скорости и, соответственно, объемному расходу воды. ЭДС воспринимается электродами 7, 8 и поступает на электронный блок 17 преобразования и обработки сигналов. Питание электрических элементов осуществляется от электрической сети.The device is mounted in a pipeline (not shown) and is in this case its section. Water flowing through the pipeline also flows through the measuring tube of the flowmeter. EMF induced in the water moving in the measuring tube is proportional to the speed and, accordingly, the volumetric flow rate of water. EMF is perceived by
Длина L участка 10 измерительной трубы составляет от 0,5 до 1,5 от диаметра d0 участков 13, 14, оптимальное значение L составляет L≈1,25d0. Расстояние h между плоскими поверхностями 15 составляет от 0,5 до 0,7 от диаметра d0, оптимальное значение h соответствует минимуму потерь в канале и составляет h≈0,6d0, длина промежуточных участков L1, на которых осуществляется переход от круглого сечения d0 к сечению участка 10 измерительной трубы, составляет от 1,0 до 1,5 от диаметра d0, оптимальное значение L1 составляет L≈1,25 d0.The length L of
Для реализации изобретения использованы известные конструкционные материалы и заводское оборудование, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «Промышленная применимость».To implement the invention, well-known structural materials and factory equipment were used, which allows us to conclude that it meets the patentability condition “Industrial Applicability”.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012132002/28A RU2504736C1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Electromagnetic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012132002/28A RU2504736C1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Electromagnetic flow meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2504736C1 true RU2504736C1 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49948040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012132002/28A RU2504736C1 (en) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Electromagnetic flow meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2504736C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599766C2 (en) * | 2014-10-15 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Теплоком-Инвест" | Electromagnetic flow meter |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5458003A (en) * | 1991-11-29 | 1995-10-17 | Hitachi, Ltd. | Electromagnetic flow meter |
EP0846935A1 (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic flow-rate measurement system |
US20080060447A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-03-13 | Abb Limited | Flow meter |
RU107859U1 (en) * | 2011-04-22 | 2011-08-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER |
RU122767U1 (en) * | 2012-07-25 | 2012-12-10 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | ELECTROMAGNETIC FLOW METER |
-
2012
- 2012-07-25 RU RU2012132002/28A patent/RU2504736C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5458003A (en) * | 1991-11-29 | 1995-10-17 | Hitachi, Ltd. | Electromagnetic flow meter |
EP0846935A1 (en) * | 1996-12-04 | 1998-06-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic flow-rate measurement system |
US20080060447A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-03-13 | Abb Limited | Flow meter |
RU107859U1 (en) * | 2011-04-22 | 2011-08-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER |
RU122767U1 (en) * | 2012-07-25 | 2012-12-10 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" | ELECTROMAGNETIC FLOW METER |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599766C2 (en) * | 2014-10-15 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Теплоком-Инвест" | Electromagnetic flow meter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101699226B (en) | Electromagnetic flowmeter for non-full pipe flow measurement | |
RU2659463C2 (en) | Magnetic flowmeter with polytetrafluoroethylene electrodes | |
EP3184969A1 (en) | Electromagnetic flow meter with multiple electrodes | |
RU122767U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU107859U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER | |
RU2504736C1 (en) | Electromagnetic flow meter | |
RU2303768C1 (en) | Flow meter | |
RU2599766C2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
RU2351900C2 (en) | Rate-of-flow indicator of liquid mediums in pipelines | |
RU137366U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU2535807C1 (en) | Electromagnetic flow meter | |
Karamifard et al. | Design and simulation of electromagnetic flow meter for circular pipe type | |
RU2343423C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
RU101817U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU154866U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU137985U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU71426U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU2555517C2 (en) | Large-bore electromagnetic flow meter | |
RU137365U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
KR100477090B1 (en) | Flow meter for open channel and thereof flow measuring method by using principle of electromagnetic induction | |
RU2422780C1 (en) | Method of simulation technique of electromagnet flow metres of liquid metals | |
RU2754521C1 (en) | Ultrasonic flow meter and pipeline for a fluid medium | |
CN104121954A (en) | Partially-filled-pipe electromagnetic flowmeter based on two-dimensional induction potential | |
RU107858U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
Lata et al. | Measurement of Conductive fluid flow rate with Four terminals Electrodes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160815 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181012 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191011 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20200924 |