RU2610912C1 - Device for measuring liquid flow rate - Google Patents

Device for measuring liquid flow rate Download PDF

Info

Publication number
RU2610912C1
RU2610912C1 RU2015154054A RU2015154054A RU2610912C1 RU 2610912 C1 RU2610912 C1 RU 2610912C1 RU 2015154054 A RU2015154054 A RU 2015154054A RU 2015154054 A RU2015154054 A RU 2015154054A RU 2610912 C1 RU2610912 C1 RU 2610912C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaped core
fluid flow
output
measuring fluid
impeller
Prior art date
Application number
RU2015154054A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Юрьевич Левин
Юрий Константинович Левин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН)
Priority to RU2015154054A priority Critical patent/RU2610912C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610912C1 publication Critical patent/RU2610912C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/06Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
    • G01F1/075Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission with magnetic or electromagnetic coupling to the indicating device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: physics, measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to means of measuring flow rate of liquid media. The device for measuring liquid flow rate comprises an impeller with blades made of ferromagnetic material, placed in a pipe made of non-magnetic material, on the outer side of the pipe there is a signal pickup coil with a U-shaped core made of soft magnetic material, one lead of which is connected to the ground bus, and the other to a receiver, the output of which is connected to the input of a resolver, at the output of which is formed the output signal of the receiver, characterised by that a two-pole magnet is placed at the end of one of the knees of the U-shaped core made of soft magnetic material.
EFFECT: invention increases sensitivity, noise-immunity, accuracy and range of measured flow rates, provides simple and cheap implementation, as well as functional flexibility.
7 cl, 4 dwg

Description

Устройство относится к области приборостроения, в частности - средств для измерения расхода жидкости. Его можно использовать, например, для измерения расхода и скорости жидкости в топливной магистрали энергетической установки.The device relates to the field of instrumentation, in particular - means for measuring fluid flow. It can be used, for example, to measure the flow rate and speed of a liquid in the fuel line of a power plant.

Известен ряд аналогичных устройств для измерения расхода жидкости. Например, аналог [1: RU №2481559 «Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления»], содержащий крыльчатку, размещенную в трубе из немагнитного материала, катушку съема сигнала с сердечником из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника, выход которого подключен к входу решающего блока, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника, что совпадает с существенными признаками предлагаемого.A number of similar devices for measuring fluid flow are known. For example, an analogue [1: RU No. 2481559 “Method for measuring fluid flow and a device for its implementation”], containing an impeller placed in a pipe made of non-magnetic material, a signal pickup coil with a core made of magnetically soft material, one output of which is connected to the ground bus, and the other is with the input of the receiver, the output of which is connected to the input of the decisive unit, at the output of which the output signal of the receiver is formed, which coincides with the essential features of the proposed one.

Кроме того, введен генерирующий блок, сигнал которого поступает на катушку, амплитуда сигнала которой изменяется при прохождении лопастей крыльчатки с закрепленными на них постоянными магнитами.In addition, a generating unit has been introduced, the signal of which is fed to the coil, the signal amplitude of which changes as the impeller blades pass with permanent magnets fixed to them.

Недостаток данного аналога, как показали проведенные оценки, состоит в понижении чувствительности, точности и динамического диапазона.The disadvantage of this analogue, as shown by the estimates, is to reduce the sensitivity, accuracy and dynamic range.

Также известен аналог [2: US Pat №5199307 "Automatic power generation type flowmeter", содержащий крыльчатку, катушку съема сигнала с сердечником из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника, выход которого подключен к входу решающего блока, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника, что совпадает с существенными признаками предлагаемого.An analogue is also known [2: US Pat No. 5199307 "Automatic power generation type flowmeter", containing an impeller, a signal pickup coil with a core made of soft magnetic material, one output of which is connected to the ground bus, and the other to the input of the receiver, the output of which is connected to the input a deciding unit, at the output of which the output signal of the receiver is formed, which coincides with the essential features of the proposed one.

Кроме того, сигнал в катушке формируется при чередовании полюсов постоянных магнитов, связанных с крыльчаткой, внутри магнитопровода, подводящего индуцируемый магнитный поток к виткам катушки.In addition, the signal in the coil is formed by alternating the poles of permanent magnets associated with the impeller, inside the magnetic circuit, which leads the induced magnetic flux to the turns of the coil.

Данному способу присущи недостатки вышеуказанного аналога [1].This method has the disadvantages of the above analogue [1].

Наиболее близким к заявляемому является принятое в качестве прототипа устройство [3: патент US Pat №4,404,860 «Flow rate sensor»], содержащее крыльчатку, размещенную в трубе из немагнитного материала, катушку съема сигнала с сердечником из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника, сигнал с выхода которого поступает на входу решающего блока, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника, что совпадает с существенными признаками предлагаемого.Closest to the claimed is a device adopted as a prototype [3: US Pat. No. 4,404,860 “Flow rate sensor”], comprising an impeller placed in a pipe made of non-magnetic material, a signal pickup coil with a core of magnetically soft material, one terminal of which is connected to the ground bus, and the other with the input of the receiver, the output signal of which goes to the input of the deciding unit, the output of which is formed by the output signal of the receiver, which coincides with the essential features of the proposed.

Кроме того, введен генерирующий блок, сигнал которого через емкость поступает на катушку, в которой формируется сигнал с амплитудой изменяющейся при прохождении лопастей крыльчатки.In addition, a generating unit has been introduced, the signal of which passes through the capacitance to a coil, in which a signal is formed with the amplitude changing as the impeller blades pass.

Работа прототипа основана на том, что сигнал генератора поступает на L-C цепочку, настроенную на частоту последовательного резонанса, когда лопасть крыльчатки находится за пределами зоны между торцами U-образного сердечника из магнитомягкого материала. Когда лопасть крыльчатки перемещается в зону между торцов сердечника, индуктивность L катушки увеличивается, условие последовательного резонанса L-C цепочки нарушается и на огибающей сигнала, снимаемого с катушки, формируются провалы, по частоте следования которых определяют скорость вращения крыльчатки и, соответственно, измеряемый расход жидкости.The work of the prototype is based on the fact that the generator signal is fed to the L-C chain tuned to the frequency of the series resonance when the impeller blade is outside the zone between the ends of the U-shaped core made of soft magnetic material. When the impeller blade moves to the area between the ends of the core, the inductance L of the coil increases, the condition of the series resonance of the L-C chain is violated, and dips are formed on the envelope of the signal taken from the coil, according to the repetition rate of which determine the speed of rotation of the impeller and, accordingly, the measured fluid flow rate.

Недостаток прототипа состоит в понижении чувствительности, точности и динамического диапазона.The disadvantage of the prototype is to lower sensitivity, accuracy and dynamic range.

С целью преодоления указанных недостатков предлагается устройство для измерения расхода жидкости, блок-схема которого приведена на фиг. 1, содержащее крыльчатку 1 с лопастями 2 из ферромагнитного материала, размещенную в трубе 3 из немагнитного материала, с наружной стороны трубы 3 размещена катушка съема сигнала 4 с U-образным сердечником 5 из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника 6, выход которого подключен к входу решающего блока 7, на выходе которого формируется выходной сигнал устройства.In order to overcome these drawbacks, a device for measuring fluid flow is proposed, a block diagram of which is shown in FIG. 1, containing an impeller 1 with blades 2 of ferromagnetic material, placed in a pipe 3 of non-magnetic material, on the outside of the pipe 3 there is a signal pickup coil 4 with a U-shaped core 5 made of soft magnetic material, one terminal of which is connected to the earth bus, and the other - with the input of the receiver 6, the output of which is connected to the input of the decision block 7, the output of which is formed by the output signal of the device.

При этом у торца одного из колен U-образного сердечника 5, выполненного из магнитомягкого материала, размещен двухполюсный магнит 8.At the same time, at the end of one of the knees of the U-shaped core 5 made of soft magnetic material, a bipolar magnet 8 is placed.

Кроме того, расстояние SC между концами U-образного сердечника 5 меньше расстояния SЛ между лопастями 2 крыльчатки 1 (фиг. 1).In addition, the distance S C between the ends of the U-shaped core 5 is less than the distance S L between the blades 2 of the impeller 1 (Fig. 1).

Кроме того, двухполюсный магнит 8 выполнен в виде постоянного магнита.In addition, the bipolar magnet 8 is made in the form of a permanent magnet.

Кроме того, двухполюсный магнит 8 выполнен в виде соленоида, размещенного на U-образном сердечнике 5.In addition, the bipolar magnet 8 is made in the form of a solenoid placed on a U-shaped core 5.

Кроме того, расстояние SC между концами U-образного сердечника 5 совпадает с расстоянием SЛ между лопастями 2 крыльчатки 1, торцы лопастей 2 крыльчатки 1 и колен U-образного сердечника 5 в точке максимального сближения параллельны друг другу и ограничены общей цилиндрической поверхностью, а между лопастями 2 крыльчатки 1 введены вставки 9 из ферромагнитного материала (фиг. 2).In addition, the distance S C between the ends of the U-shaped core 5 coincides with the distance S L between the blades 2 of the impeller 1, the ends of the blades 2 of the impeller 1 and the knees of the U-shaped core 5 at the point of maximum convergence are parallel to each other and are limited by a common cylindrical surface, and between the blades 2 of the impeller 1 inserted insert 9 of ferromagnetic material (Fig. 2).

Кроме того, двухполюсный магнит 8 закреплен на оси вращения 10, перпендикулярной вектору намагниченности магнита 8 и продольной оси одного из колен U-образного сердечника 5 (фиг. 3).In addition, the bipolar magnet 8 is fixed on the axis of rotation 10, perpendicular to the magnetization vector of magnet 8 and the longitudinal axis of one of the elbows of the U-shaped core 5 (Fig. 3).

Кроме того, между торцом U-образного сердечника 5 и магнитом 8 введен регулируемый зазор 11 (фиг. 4).In addition, between the end face of the U-shaped core 5 and the magnet 8 introduced an adjustable gap 11 (Fig. 4).

В предлагаемом устройстве обеспечивается повышение чувствительности, помехоустойчивости, точности и диапазона измеряемых скоростей, простота и экономичность реализации, а также функциональная гибкость.The proposed device provides increased sensitivity, noise immunity, accuracy and range of measured speeds, simplicity and cost-effectiveness of implementation, as well as functional flexibility.

Список фигур чертежейList of Drawings

Фиг. 1. Блок-схема предлагаемого устройства по п. 1 формулы.FIG. 1. The block diagram of the proposed device according to p. 1 of the formula.

Фиг. 2. Вариант исполнения узла предлагаемого устройства по п. 5 формулыFIG. 2. The embodiment of the node of the proposed device according to p. 5 formulas

Фиг. 3. Принципиальная схема предлагаемого устройства по п. 6 формулы.FIG. 3. The schematic diagram of the proposed device according to p. 6 formulas.

Фиг. 4. Вариант исполнения узла предлагаемого устройства в по п. 7 формулыFIG. 4. The embodiment of the node of the proposed device in paragraph 7 of the formula

На фиг. 1 - фиг. 4 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 - FIG. 4 the following notation is accepted:

1 - крыльчатка,1 - impeller,

2 - лопасть крыльчатки 1,2 - impeller blade 1,

3 - труба из немагнитного материала,3 - pipe made of non-magnetic material,

4 - катушка съема сигнала,4 - signal pickup coil,

5 - U-образный сердечник из магнитомягкого материала,5 - U-shaped core of soft magnetic material,

6 - приемник,6 - receiver

7 - решающий блок,7 - a crucial unit,

8 - двухполюсный магнит,8 - bipolar magnet,

9 - вставки из ферромагнитного материала,9 - inserts of ferromagnetic material,

10 - ось вращения магнита,10 - axis of rotation of the magnet,

11 - регулируемый зазор.11 - adjustable clearance.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства по п. 1.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device according to p. 1.

На фиг. 2 представлен вариант исполнения узла предлагаемого устройства по п. 5 формулы, где показано, что расстояния S1=S2 и торцы лопастей крыльчатки и U-образного сердечника из магнитомягкого материала одновременно достигают минимального расстояния между ними, параллельны друг другу и ограничены общей цилиндрической поверхностью, а между лопастями 2 крыльчатки 1 введены вставки 9 из ферромагнитного материала.In FIG. 2 shows an embodiment of the assembly of the proposed device according to claim 5, where it is shown that the distances S1 = S2 and the ends of the impeller blades and the U-shaped core of magnetically soft material simultaneously reach a minimum distance between them, are parallel to each other and are limited by a common cylindrical surface, and between the blades 2 of the impeller 1, inserts 9 of ferromagnetic material are introduced.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения узла предлагаемого устройства по п. 6 формулы, где показано, что магнит 8 выполнен в виде диаметрально намагниченного диска, надетого на ось 9.In FIG. 3 shows an embodiment of the assembly of the device according to claim 6, where it is shown that the magnet 8 is made in the form of a diametrically magnetized disk worn on the axis 9.

На фиг. 4 представлен вариант исполнения узла предлагаемого устройства по п. 7 формулы, где показано, что между торцом U-образного сердечника 5 и магнитом 8 введен регулируемый зазор 10.In FIG. 4 shows an embodiment of the assembly of the device according to claim 7, where it is shown that an adjustable gap 10 is introduced between the end face of the U-shaped core 5 and magnet 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Двухполюсный магнит 8 создает в U-образном сердечнике 5 магнитный поток, определяемый величиной магнитной индукции и сопротивлением зазора магнитопровода, зависящим от расстояния между концами U-образного сердечника 5. При прохождении лопасти 2 крыльчатки 1 в зоне полей рассеяния - между концами U-образного сердечника 5, магнитное сопротивление зазора магнитопровода падает и индукция поля в сердечнике возрастает. Соответственно, в катушке 4 формируется ЭДС индукции. Сигнал катушки усиливается приемником 6, и частота этих импульсов анализируется решающим блоком 7, который (при соответствующей тарировке) определяет выходной параметр устройства - расход жидкости в магистрали - трубе 3, которая сделана из немагнитного материала, чтобы не изменять картину силовых линий магнитного поля, чем повышается чувствительность устройства и его динамический диапазон.The bipolar magnet 8 creates a magnetic flux in the U-shaped core 5, determined by the magnitude of the magnetic induction and the resistance of the magnetic core gap, depending on the distance between the ends of the U-shaped core 5. When passing the impeller blades 2 in the area of the scattering fields - between the ends of the U-shaped core 5, the magnetic resistance of the magnetic core gap decreases and the induction of the field in the core increases. Accordingly, induction EMF is formed in coil 4. The signal of the coil is amplified by the receiver 6, and the frequency of these pulses is analyzed by the decision unit 7, which (with appropriate calibration) determines the output parameter of the device - the flow rate of the liquid in the line - pipe 3, which is made of non-magnetic material, so as not to change the picture of the magnetic field lines than The sensitivity of the device and its dynamic range are increased.

Форма U-образного сердечника также обеспечивает повышение чувствительности устройства, его динамического диапазона и помехоустойчивости, поскольку рабочая зона пространства ограничена межполюсной областью сердечника. Кроме того, для внешней магнитной помехи размагничивающий фактор получается вдвое больше, чем для полезного сигнала, что также положительно сказывается на помехоустойчивости устройства. Кроме того, наводимые внешней помехой сигналы будут вычитаться в коленах сердечника, что также повышает помехоустойчивость устройства. И, соответственно, его чувствительность.The shape of the U-shaped core also provides increased sensitivity of the device, its dynamic range and noise immunity, since the working area of the space is limited by the interpolar region of the core. In addition, for external magnetic interference, the demagnetizing factor is twice as much as for a useful signal, which also positively affects the noise immunity of the device. In addition, signals induced by external interference will be subtracted at the knees of the core, which also increases the noise immunity of the device. And, accordingly, its sensitivity.

При этом расстояние между концами U-образного сердечника сделано меньше расстояния между лопастями крыльчатки, чтобы повысить четкость срабатывания порога приемника 6 и избежать интерференции сигналов двух соседних лопастей.In this case, the distance between the ends of the U-shaped core is made smaller than the distance between the impeller blades in order to increase the clarity of the threshold of the receiver 6 and to avoid interference of signals from two adjacent blades.

Двухполюсный магнит выполнен, например, в виде постоянного магнита, что упрощает устройство и улучшает его габаритные характеристики.A bipolar magnet is made, for example, in the form of a permanent magnet, which simplifies the device and improves its overall characteristics.

В одном из вариантов предлагаемого двухполюсный магнит выполнен в виде соленоида, размещенного на одном из колен U-образного сердечника и подключенного к регулируемому источнику тока. Этим обеспечивается возможность электронной регулировки параметров устройства, оптимизация его режима работы. Например, при работе в области малых расходов чувствительность устройства может быть повышена увеличением тока, питающего соленоид. Этим расширяется динамический диапазон работы устройства. Кроме того, может быть использован режим быстрого перемагничивания сердечника с высокодобротной узкополосной фильтрацией выходного сигнала катушки и его детектированием. Это дополнительно повышает помехоустойчивость и чувствительность устройства, расширяется диапазон измеряемых скоростей потока жидкости.In one embodiment of the proposed bipolar magnet is made in the form of a solenoid located on one of the elbows of the U-shaped core and connected to an adjustable current source. This provides the possibility of electronic adjustment of the device parameters, optimization of its operating mode. For example, when working in the field of low flow rates, the sensitivity of the device can be increased by increasing the current supplying the solenoid. This extends the dynamic range of the device. In addition, the mode of fast core remagnetization with high-quality narrow-band filtering of the output signal of the coil and its detection can be used. This additionally increases the noise immunity and sensitivity of the device, expanding the range of measured fluid flow rates.

Максимальная чувствительность устройства реализуется, когда расстояние между концами U-образного сердечника совпадает с расстоянием между лопастями крыльчатки, торцы лопастей крыльчатки и колен U-образного сердечника в точке максимального сближения параллельны и конформны друг другу, т.е. ограничены общей цилиндрической поверхностью, а между лопастями крыльчатки введены вставки из ферромагнитного материала, как показано на фиг. 3. При этом реализуется максимальная скорость изменения потока в сердечнике 5 (при заданных и одинаковых сечениях торцов лопастей 2 и концов сердечника 5) и, соответственно, максимальное значение индуцируемой ЭДС индукции в катушке 4, т.к. магнитный зазор минимален и формируемая ЭДС, очевидно, максимальна. Действительно, минимальный зазор в этом случае сравним с расстоянием между торцами сердечника и лопасти, которое может быть сделано порядка единиц миллиметров, а максимальный - определяется разнесением колен сердечника друг от друга, т.е. величина на порядок больше. Известная кубическая зависимость магнитного поля диполя от расстояния, подтверждает справедливость высказанного утверждения о полученном положительном эффекте. Этим повышается помехоустойчивость устройства.The maximum sensitivity of the device is realized when the distance between the ends of the U-shaped core coincides with the distance between the impeller blades, the ends of the impeller blades and the knees of the U-shaped core at the point of maximum convergence are parallel and conformal to each other, i.e. bounded by a common cylindrical surface, and inserts of ferromagnetic material are introduced between the impeller blades, as shown in FIG. 3. In this case, the maximum rate of change of flow in the core 5 is realized (for given and identical sections of the ends of the blades 2 and the ends of the core 5) and, accordingly, the maximum value of the induced EMF of induction in coil 4, because the magnetic gap is minimal and the generated EMF is obviously maximum. Indeed, the minimum gap in this case is comparable with the distance between the ends of the core and the blade, which can be made on the order of units of millimeters, and the maximum is determined by the spacing of the core knees from each other, i.e. the value is an order of magnitude larger. The well-known cubic dependence of the magnetic field of the dipole on distance confirms the validity of the statement about the obtained positive effect. This increases the noise immunity of the device.

Также целесообразной представляется конструкция устройства, при которой двухполюсный магнит закреплен на оси вращения, перпендикулярной вектору намагниченности магнита и продольной оси одного из колен U-образного сердечника. Этим обеспечивается возможность плавной регулировки намагниченности сердечника для его вывода на оптимальный режим работы.It also seems appropriate to design a device in which a bipolar magnet is mounted on an axis of rotation perpendicular to the magnetization vector of the magnet and the longitudinal axis of one of the elbows of the U-shaped core. This provides the ability to smoothly adjust the magnetization of the core to bring it to the optimal operating mode.

Эта же цель обеспечивается в конструкции устройства, при которой между торцом U-образного сердечника и магнитным элементом введен регулируемый зазор.The same goal is achieved in the design of the device, in which an adjustable clearance is introduced between the end face of the U-shaped core and the magnetic element.

При этом, как следует из вышеизложенного, недостатки прототипа, действительно, преодолеваются - в предлагаемом устройстве обеспечивается:Moreover, as follows from the foregoing, the disadvantages of the prototype, indeed, are overcome - in the proposed device provides:

- повышенный динамический диапазон измеряемого расхода,- increased dynamic range of the measured flow rate,

- простота реализации, что обеспечивает также повышенную надежность и экономическую эффективность устройства, а также функциональную гибкость.- ease of implementation, which also provides increased reliability and economic efficiency of the device, as well as functional flexibility.

- высокая помехоустойчивость устройства к импульсным помехам, наряду с его высокой чувствительностью.- high noise immunity of the device to impulse noise, along with its high sensitivity.

Как следует из вышеприведенного анализа, требуемый технический результат достигается за счет существенных отличий предлагаемого.As follows from the above analysis, the required technical result is achieved due to significant differences of the proposed.

Проведенные эксперименты показали реализуемость предлагаемого объекта изобретения. Как следует из полученных экспериментальных данных, порог чувствительности предлагаемого устройства лежит в диапазоне скоростей потока жидкостей от 0.01 до 10 м/с.The experiments showed the feasibility of the proposed object of the invention. As follows from the obtained experimental data, the sensitivity threshold of the proposed device lies in the range of fluid flow rates from 0.01 to 10 m / s.

Далее покажем, что технический результат и обеспечиваемый им положительный эффект обеспечивается за счет существенных отличий предлагаемого.Next, we show that the technical result and the positive effect provided by it is provided due to the significant differences of the proposed.

То, что устройство содержит крыльчатку с лопастями из ферромагнитного материала, размещенную в трубе из немагнитного материала, с наружной стороны трубы размещена катушка съема сигнала с U-образным сердечником из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника, выход которого подключен к входу решающего блока, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника, а у торца одного из колен U-образного сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, размещен двухполюсный магнит, обеспечивает заявленный технический результат: повышение чувствительности, помехоустойчивости, точности и диапазона измеряемых скоростей. Действительно, крыльчатка с лопастями из ферромагнитного материала, размещенная в трубе из немагнитного материала, обеспечивает изменение магнитного потока через катушку, формируя ЭДС индукции, причем U-образность сердечника компенсирует внешнюю синфазную помеху, уменьшает ее влияние также за счет увеличения размагничивающего фактора. Кроме того, U-образность сердечника обеспечивает удвоение количества отсчетов. Кроме того, компактность полей рассеяния при этом также способствует достижению заявленного положительного эффекта.The fact that the device contains an impeller with blades of ferromagnetic material placed in a pipe of non-magnetic material, a signal pickup coil with a U-shaped core of magnetically soft material is placed on the outside of the pipe, one output of which is connected to the ground bus and the other to the receiver input the output of which is connected to the input of the deciding unit, the output of which is the output signal of the receiver, and at the end of one of the elbows of the U-shaped core made of soft magnetic material, bipolar magnesium is placed t, provides the claimed technical result: increased sensitivity, noise immunity, accuracy and range of measured speeds. Indeed, an impeller with blades of ferromagnetic material, placed in a pipe of non-magnetic material, provides a change in the magnetic flux through the coil, forming an induction emf, and the U-shape of the core compensates for the external common-mode noise, and reduces its effect also due to an increase in the demagnetizing factor. In addition, the U-shape of the core doubles the number of samples. In addition, the compactness of the scattering fields also contributes to the achievement of the claimed positive effect.

То, что расстояние между концами U-образного сердечника не больше расстояния между лопастями крыльчатки, способствует компактности полей рассеяния и достижению заявленного положительного эффекта.The fact that the distance between the ends of the U-shaped core is not greater than the distance between the impeller blades, contributes to the compactness of the scattering fields and the achievement of the claimed positive effect.

То, что двухполюсный магнит выполнен в виде постоянного магнита, обеспечивает простоту и экономичность реализации.The fact that the bipolar magnet is made in the form of a permanent magnet, provides simplicity and cost-effectiveness of implementation.

То, что двухполюсный магнит выполнен в виде соленоида, размещенного на одном из колен U-образного сердечника и подключенного к регулируемому источнику тока, позволяет адаптировать режим намагничивания к диапазону измеряемых скоростей, кроме того, допускает проверку контролепригодности без расстыковки кабельной сети, чем обеспечивается функциональная гибкость устройства.The fact that the bipolar magnet is made in the form of a solenoid placed on one of the legs of the U-shaped core and connected to an adjustable current source allows you to adapt the magnetization mode to the range of measured speeds, in addition, it allows verification of suitability without disconnecting the cable network, which ensures functional flexibility devices.

То, что расстояние между концами U-образного сердечника совпадает с расстоянием между лопастями крыльчатки, торцы лопастей крыльчатки и колен U-образного сердечника в точке максимального сближения параллельны друг другу и ограничены общей цилиндрической поверхностью, а между лопастями крыльчатки введены вставки из ферромагнитного материала, позволяет максимально резко изменять намагниченность сердечника с соответствующим повышением амплитуды выходного сигнала.The fact that the distance between the ends of the U-shaped core coincides with the distance between the impeller blades, the ends of the impeller blades and the knees of the U-shaped core at the point of maximum convergence are parallel to each other and are limited by a common cylindrical surface, and inserts of ferromagnetic material are introduced between the impeller blades change the core magnetization as sharply as possible with a corresponding increase in the amplitude of the output signal.

То, что двухполюсный магнит закреплен на оси вращения, перпендикулярной вектору намагниченности магнита и продольной оси одного из колен U-образного сердечника, также повышает функциональную гибкость устройства, обеспечивая плавную регулировку намагниченности сердечника.The fact that the bipolar magnet is mounted on the axis of rotation perpendicular to the magnetization vector of the magnet and the longitudinal axis of one of the elbows of the U-shaped core also increases the functional flexibility of the device, providing a smooth adjustment of the magnetization of the core.

То, что между торцом U-образного сердечника и магнитным элементом введен регулируемый зазор, как и в предыдущем случае, повышает функциональную гибкость устройства, обеспечивая плавную регулировку намагниченности сердечника.The fact that an adjustable gap is introduced between the end face of the U-shaped core and the magnetic element, as in the previous case, increases the functional flexibility of the device, providing smooth adjustment of the core magnetization.

Таким образом показано, что заявленные положительный эффект и технический результат достигаются за счет существенных отличий предлагаемого устройства, приведенных в формуле изобретения.Thus, it is shown that the claimed positive effect and technical result are achieved due to significant differences of the proposed device, given in the claims.

Моделирование показало возможность достижения заявленного положительного результата в предлагаемом.Modeling showed the possibility of achieving the stated positive result in the proposed.

Claims (7)

1. Устройство для измерения расхода жидкости, содержащее крыльчатку с лопастями из ферромагнитного материала, размещенную в трубе из немагнитного материала, с наружной стороны трубы размещена катушка съема сигнала с U-образным сердечником из магнитомягкого материала, один вывод которой соединен с земляной шиной, а другой - с входом приемника, выход которого подключен к входу решающего блока, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника, отличающееся тем, что у торца одного из колен U-образного сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, размещен двухполюсный магнит.1. A device for measuring fluid flow, containing an impeller with blades of ferromagnetic material, placed in a pipe of non-magnetic material, on the outside of the pipe there is a signal pickup coil with a U-shaped core of magnetically soft material, one output of which is connected to the ground bus, and the other - with the input of the receiver, the output of which is connected to the input of the crucial unit, the output of which is the output signal of the receiver, characterized in that at the end of one of the knees of a U-shaped core made of magnesium omyagkogo material disposed pole magnet. 2. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между концами U-образного сердечника меньше расстояния между лопастями крыльчатки.2. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that the distance between the ends of the U-shaped core is less than the distance between the impeller blades. 3. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что двухполюсный магнит выполнен в виде постоянного магнита.3. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that the bipolar magnet is made in the form of a permanent magnet. 4. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что двухполюсный магнит выполнен в виде соленоида, размещенного на одном из колен U-образного сердечника и подключенного к регулируемому источнику тока.4. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that the bipolar magnet is made in the form of a solenoid placed on one of the elbows of the U-shaped core and connected to an adjustable current source. 5. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между концами U-образного сердечника совпадает с расстоянием между лопастями крыльчатки, торцы лопастей крыльчатки и колен U-образного сердечника в точке максимального сближения параллельны друг другу и ограничены общей цилиндрической поверхностью, а между лопастями крыльчатки введены вставки из ферромагнитного материала.5. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that the distance between the ends of the U-shaped core coincides with the distance between the impeller blades, the ends of the impeller blades and the knees of the U-shaped core at the point of maximum convergence are parallel to each other and are limited to a common cylindrical surface, and between the impeller blades introduced inserts of ferromagnetic material. 6. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что двухполюсный магнит закреплен на оси вращения, перпендикулярной вектору намагниченности магнита и продольной оси одного из колен U-образного сердечника.6. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that the bipolar magnet is mounted on a rotation axis perpendicular to the magnetization vector of the magnet and the longitudinal axis of one of the elbows of the U-shaped core. 7. Устройство для измерения расхода жидкости по п. 1, отличающееся тем, что между торцом U-образного сердечника и магнитным элементом введен регулируемый зазор.7. A device for measuring fluid flow according to claim 1, characterized in that an adjustable clearance is introduced between the end face of the U-shaped core and the magnetic element.
RU2015154054A 2015-12-16 2015-12-16 Device for measuring liquid flow rate RU2610912C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154054A RU2610912C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Device for measuring liquid flow rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154054A RU2610912C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Device for measuring liquid flow rate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610912C1 true RU2610912C1 (en) 2017-02-17

Family

ID=58458736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154054A RU2610912C1 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Device for measuring liquid flow rate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610912C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404860A (en) * 1980-02-01 1983-09-20 Sed Systems Inc. Flow rate sensor
US5199307A (en) * 1990-01-20 1993-04-06 Kimmon Manufacturing Co., Ltd. Automatic power generation type flowmeter
RU2180166C2 (en) * 1999-01-13 2002-03-10 Егиазарян Эдуард Людвикович Liquid and gas meter ca'-e
RU2481559C1 (en) * 2011-11-03 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") Measuring method of liquid flow rate, and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404860A (en) * 1980-02-01 1983-09-20 Sed Systems Inc. Flow rate sensor
US5199307A (en) * 1990-01-20 1993-04-06 Kimmon Manufacturing Co., Ltd. Automatic power generation type flowmeter
RU2180166C2 (en) * 1999-01-13 2002-03-10 Егиазарян Эдуард Людвикович Liquid and gas meter ca'-e
RU2481559C1 (en) * 2011-11-03 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") Measuring method of liquid flow rate, and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015200452B2 (en) Nuclear magnetic flowmeter and method for operating a nuclear magnetic flowmeter
WO2009029850A3 (en) Method and apparatus for well-bore proximity measurement while drilling
CN110823300A (en) Planar winding coil angular position sensor
RU2016109941A (en) NUCLEAR MAGNETIC FLOWMETER AND METHOD OF OPERATION OF NUCLEAR MAGNETIC FLOWMETERS
CN114829883A (en) Method for operating a magnetically inductive flow meter
RU2610912C1 (en) Device for measuring liquid flow rate
KR20130129290A (en) Electromagnetic flow meter, electromagnetic flow measurement system, and method
RU2431118C2 (en) Electromagnetic flow meter of liquid metals
CN211904250U (en) Planar winding coil angular position sensor
CN104316118A (en) Electromagnetic flowmeter with variable excitation frequency
JP2013101129A (en) Eddy current sensor and detection object discrimination circuit
JP6391670B2 (en) Device for measuring liquid flow rate
JP5209994B2 (en) Eddy current sensor
RU2591277C1 (en) Magnetic flow meter of liquid metal
CN106595782B (en) The electromagnetic flowmeter of ladder multivalue excitation
RU2502053C2 (en) Electromagnetic flow meter of liquid metals
KR100467314B1 (en) Electromagnetic Flowmeter
RU2015107806A (en) METHOD FOR INDUCTION LOGGING FROM CASED WELLS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN208383216U (en) For the mechanical-drum counter of consumption meter and the consumption meter including the counter
RU2564383C1 (en) Variable magnetic field sensor
RU2516190C2 (en) Electromagnetic flow meter of liquid metals
RU2660774C1 (en) Electromagnetic flowmeter inductor
Xu et al. Weighting function-based coil size optimization for electromagnetic flowmeter
CN104266693A (en) Electromagnetic flow meter measurement system
SU636481A1 (en) Swirl-type rate-of-flow meter

Legal Events

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

Effective date: 20181217