RU2654966C1 - Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла - Google Patents
Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654966C1 RU2654966C1 RU2017124432A RU2017124432A RU2654966C1 RU 2654966 C1 RU2654966 C1 RU 2654966C1 RU 2017124432 A RU2017124432 A RU 2017124432A RU 2017124432 A RU2017124432 A RU 2017124432A RU 2654966 C1 RU2654966 C1 RU 2654966C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- deformation
- flow rate
- pipe
- measuring
- Prior art date
Links
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring 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 electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring 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 electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
- G01F1/588—Measuring 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 electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters combined constructions of electrodes, coils or magnetic circuits, accessories therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Электромагнитный способ измерения расхода жидких металлов в трубе заключается в создании низкочастотного импульсного биполярного магнитного поля в канале трубы; в преобразовании движущимся потоком жидкости на основе закона Фарадея этого магнитного поля в электрический сигнал между двумя электродами, приваренными к внешней поверхности трубы, и вычислении величины расхода, при этом на трубе имеются две встречно включенные индуктивные катушки, воспринимающие деформацию эпюры магнитного поля, вызванную МГД-эффектом, характеризуемым магнитным числом Рейнольдса, производится измерение деформации магнитного поля и внесение поправки, устраняющей влияние деформации магнитного поля на результат измерения расхода жидкого металла. Технический результат – повышение точности измерения расхода жидких металлов. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону Фарадея, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости.
Известен способ измерения расхода жидкого металла, протекающего в магнитном поле через стальную немагнитную трубу [1, 2].
Способ состоит в определении расхода жидкого металла по разности потенциалов между двумя электродами, приваренными к наружной поверхности трубы в точках, диаметрально противоположно расположенных по линии, перпендикулярной направлению магнитного поля. В расходомере [2] применен электромагнит, питаемый импульсным низкочастотным биполярным стабильным током.
Недостатком способа является нелинейность зависимости показаний от объемного расхода жидкого металла при больших скоростях и расходах. Нелинейность характеристики расходомера вызвана циркуляционными токами в жидком металле, которые при больших скоростях образуют вторичные магнитные поля, искажающие магнитное поле возбуждения, создаваемое индуктором. Это явление называется магнитогидродинамическим (МГД) эффектом, который характеризуется магнитным числом Рейнольдса (Rem):
Rem=Rvσμ,
где R - радиус канала - характерный линейный размер, v - скорость потока, σ - электропроводность измеряемой среды, μ - магнитная проницаемость измеряемой среды. Если магнитное число Рейнольдса достигает значений, больших единицы (Rem>1), то магнитное поле в канале расходомера претерпевает заметные изменения, вызываемые индуцированными циркуляционными токами в измеряемой среде, которые снижают чувствительность расходомера к расходу. Поскольку магнитное число Рейнольдса зависит от скорости потока, то деформация эпюры магнитного поля индуктора отсутствует при малых расходах и постепенно возрастает с увеличением расхода, таким образом, возникает нелинейная зависимость показаний от расхода.
Предлагаемое изобретение устраняет этот недостаток.
При применении предлагаемого способа предусмотрено измерение деформации эпюры магнитного поля индуктора, вызванного МГД-эффектом, характеризуемым магнитным числом Рейнольдса, и введение поправки в результат измерения расхода, устраняющей влияние деформации магнитного поля на показания расходомера.
Измерение деформации магнитного поля выполняется с помощью двух одинаковых индуктивных катушек, расположенных на трубе симметрично относительно оси индуктора и включенных встречно. При биполярном импульсном магнитном поле индуктора, в момент переключения полярности магнитного поля, в каждой катушке индуцируется сигнал, пропорциональный магнитному полю, пронизывающему катушку.
Когда отсутствует движение жидкого металла в трубе и, следовательно, эпюра магнитного поля симметрична относительно оси индуктора, суммарный сигнал катушек равен нулю.
При движении жидкого металла со скоростью, при которой заметно проявляется МГД-эффект, возникает деформация эпюры магнитного поля индуктора, заключающаяся в нарушении симметрии эпюры магнитного поля относительно оси индуктора. В индуктивных катушках индуцируются сигналы различного уровня, причем их суммарный сигнал характеризует деформацию эпюры магнитного поля индуктора. Сигнал катушек измеряется и используется для устранения влияния МГД-эффекта, характеризуемого магнитным числом Рейнольдса, на результат измерения расхода.
Рис. 1 и рис. 2 поясняют способ измерения расхода жидкого металла.
На рис. 1 приняты следующие обозначения: 1 - труба, по которой течет жидкий металл со скоростью ν, B - магнитное поле индуктора, проникающее сквозь трубу и жидкий металл, U - суммарный сигнал индуктивных катушек, 2 - индуктивные катушки, предназначенные для измерения деформации эпюры магнитного поля индуктора; индуктивные катушки, одинаковые по конструкции, расположены вдоль образующей трубы в зоне магнитного поля индуктора на равном расстоянии от оси симметрии магнитного поля 3 и включены встречно между собой, 4 - ось трубы, 5 - линия, вдоль которой расположены электроды.
На рис. 2 изображены временные диаграммы: верхняя - изменение во времени t индукции магнитного поля B в индуктивной катушке, нижняя диаграмма - изменение суммарного сигнала U во времени t, возникающего при деформации эпюры магнитного поля в индуктивных катушках.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
В трубе, по которой протекает жидкий металл, создается биполярное импульсное низкочастотное магнитное поле, соответствующее временной диаграмме, изображенной на рис. 2. В индуктивных катушках 2, расположенных на трубе, в моменты переключения магнитного поля возникают импульсы, пропорциональные магнитному полю, пронизывающему катушку. Сигнал между электродами измеряется способом, применяемым в [2]. Суммарный сигнал индуктивных катушек, пропорциональный деформации магнитного поля, вызванной МГД-эффектом, измеряется с учетом переключения полярности входной цепи с частотой пульсаций магнитного поля индуктора. По результатам измерения деформации магнитного поля и сигнала между электродами вычисляется расход жидкого металла.
Применение предлагаемого изобретения повышает точность измерения расхода жидких металлов.
Источники информации
1. П.П. Кремлевский, «Измерение расхода многофазных потоков», изд. Машиностроение, Ленинград, 1982.
2. Вельт И.Д., Михайлова Ю.В. Новое поколение электромагнитных расходомеров жидких металлов, Приборы, №6, 2012, стр. 6.
Claims (1)
- Электромагнитный способ измерения расхода жидких металлов в трубе, заключающийся в создании низкочастотного импульсного биполярного магнитного поля в канале трубы; в преобразовании движущимся потоком жидкости на основе закона Фарадея этого магнитного поля в электрический сигнал между двумя электродами, приваренными к внешней поверхности трубы, и вычислении величины расхода, отличающийся тем, что на трубе имеются две встречно включенные индуктивные катушки, воспринимающие деформацию эпюры магнитного поля, вызванную МГД-эффектом, характеризуемым магнитным числом Рейнольдса, производится измерение деформации магнитного поля и внесение поправки, устраняющей влияние деформации магнитного поля на результат измерения расхода жидкого металла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124432A RU2654966C1 (ru) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017124432A RU2654966C1 (ru) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654966C1 true RU2654966C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017124432A RU2654966C1 (ru) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654966C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716601C2 (ru) * | 2018-03-20 | 2020-03-13 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла |
| CN111125614A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 中国空气动力研究与发展中心 | 基于电流积分计算磁矢量势修正的低磁雷诺数mhd方法 |
| CN114877958A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-09 | 西北核技术研究所 | 一种基于磁冻结效应的液态金属电磁流量计及其测量方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU591697A1 (ru) * | 1975-04-18 | 1978-02-05 | Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики института физики АН Латвийской ССР | Способ измерени расхода жидкого металла в трубопроводах из электропровод щего материала |
| SU821922A1 (ru) * | 1979-06-18 | 1981-04-15 | Государственный Научно-Исследовательскийинститут Теплоэнергетического При-Боростроения | Электромагнитный расходомер |
| SU1620848A1 (ru) * | 1989-03-06 | 1991-01-15 | Предприятие П/Я В-2679 | Коррел ционный способ определени расхода жидкого металла |
| US7117749B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-10-10 | Abb Limited | Electromagnetic flow meter for low conductivity fluids |
-
2017
- 2017-07-11 RU RU2017124432A patent/RU2654966C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU591697A1 (ru) * | 1975-04-18 | 1978-02-05 | Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики института физики АН Латвийской ССР | Способ измерени расхода жидкого металла в трубопроводах из электропровод щего материала |
| SU821922A1 (ru) * | 1979-06-18 | 1981-04-15 | Государственный Научно-Исследовательскийинститут Теплоэнергетического При-Боростроения | Электромагнитный расходомер |
| SU1620848A1 (ru) * | 1989-03-06 | 1991-01-15 | Предприятие П/Я В-2679 | Коррел ционный способ определени расхода жидкого металла |
| US7117749B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-10-10 | Abb Limited | Electromagnetic flow meter for low conductivity fluids |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716601C2 (ru) * | 2018-03-20 | 2020-03-13 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла |
| CN111125614A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 中国空气动力研究与发展中心 | 基于电流积分计算磁矢量势修正的低磁雷诺数mhd方法 |
| CN111125614B (zh) * | 2019-12-26 | 2023-05-26 | 中国空气动力研究与发展中心 | 基于电流积分计算磁矢量势修正的低磁雷诺数mhd方法 |
| CN114877958A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-09 | 西北核技术研究所 | 一种基于磁冻结效应的液态金属电磁流量计及其测量方法 |
| CN114877958B (zh) * | 2022-05-10 | 2024-06-11 | 西北核技术研究所 | 一种基于磁冻结效应的液态金属电磁流量计及其测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cha et al. | Flow measurement with an electromagnetic flowmeter in two-phase bubbly and slug flow regimes | |
| RU2654966C1 (ru) | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла | |
| US2733604A (en) | coulter | |
| US20230213367A1 (en) | Method of operating a magnetically-inductive flowmeter | |
| CN101545795A (zh) | 液态金属电磁流量计 | |
| JP2793178B2 (ja) | 電磁流量計 | |
| US5263374A (en) | Flowmeter with concentrically arranged electromagnetic field | |
| KR20130129290A (ko) | 전자 유량계, 전자 유량 계측 시스템 및 방법 | |
| RU2431118C2 (ru) | Электромагнитный расходомер жидких металлов | |
| US20230015365A1 (en) | Method for operating a magneto-inductive flowmeter, and magneto-inductive flowmeter | |
| RU2716601C2 (ru) | Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла | |
| US9599494B2 (en) | Method for operating a magnetic-inductive flowmeter with improved compensation of the interfering voltage | |
| US3566687A (en) | Electromagnetic flowmeter for metallic fluids | |
| DE102006018623B4 (de) | Verfahren und Anordnung zur kontaktlosen Messung des Durchflusses elektrisch leitfähiger Medien | |
| US20210164821A1 (en) | Method for determining the viscosity of a medium by means of a coriolis mass flow meter and coriolis mass flow meter for performing the method | |
| Vel’t et al. | Magnetic flowmeter for fast sodium reactors | |
| CN104956190B (zh) | 使得磁感应流量计工作的方法 | |
| RU2591277C1 (ru) | Магнитный расходомер жидкого металла | |
| Looney et al. | Alternative transient eddy-current flowmetering methods for liquid metals | |
| RU2489686C2 (ru) | Электромагнитный способ измерения расхода | |
| US20200217698A1 (en) | Magnetic flowmeter with media conductivity measurement | |
| KR100467314B1 (ko) | 전자기 유량계 | |
| RU2643691C1 (ru) | Индукционный расходомер жидкого металла | |
| RU2555517C2 (ru) | Электромагнитный расходомер большого диаметра | |
| RU2797556C1 (ru) | Электромагнитный расходомер жидкого металла |