SU1500835A1

SU1500835A1 - Кондукционный электромагнитный расходомер дл жидких металлов

Info

Publication number: SU1500835A1
Application number: SU864080195A
Authority: SU
Inventors: Генерик Хаймович Кирштейн; Владимир Львович Грамолин; Владимир Дмитриевич Цветков; Владимир Филлипович Гришин
Original assignee: Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН ЛатвССР
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1989-08-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической, энергетической и других отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс обеспечение линеаризации градуировочной характеристики в широком диапазоне измер емых расходов. Работа расходомера основана на взаимосв зи вихревых и скоростных сигналов, снимаемых с электродов. Магнитна система 1 возбуждает в своем зазоре переменное магнитное поле, ориентированное перпендикул рно плоскости расположени электродов. Сигнал U_VO с выводов 9 и 10 основных электродов 3 и 4 и сигналы U_V1 и U_V2 с выводов 11-14 дополнительных электродов 5-8 пропорциональны величине расхода жидкого металла. Эти сигналы суммируютс и усиливаютс усилителем-сумматором 15, причем сигналы U_V1 и U_V2 суммируютс с весом 1/4. Суммарный скоростной сигнал U_V=U_VO+1/4(U_V1+U_V2). Суммарный вихревой сигнал с выводов 16-19 суммируетс усилителем-сумматором 20, образу сигнал U_W=U_W1+U_W2. Между сигналами U_V и U_W имеетс зависимость U_V=Q/Q₀U_W, где Q и Q_O -измер емый и калибровочный расходы соответственно. Дл усилени линеаризации градуировочной характеристики на измерительном участке устанавливают вторую группу электродов. Место их расположени выбирают таким, чтобы трансформаторна наводка на основных электродах была максимальной. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

СП

о о оо со

01

16-19 суммируетс усилителем-сумматором 20, образу сигнал , Между сигналами U и U имеетс зависимость и , где Q и QP измер -

Яо

емый и калибровочный расходы соответственно . Дл усилени линеаризации

градуировочной характеристики на измерительном участке устанавливают вторую i pynny электродов. Место их расположени выбирают таким, чтобы трансформаторна наводка на основных электродах бьша максимальной,, 1 з.п. ф-лы, 3 ил о

Изобретение относитс к электромагнитным кондукционным расходомерам дл металлов и может быть ис- нользовано в химической, энергетической и других отрасл х нромышленности, где необходимо измерение расхода жидких металлов. Наиболее цепесообраз- но использование расходомера при повышенных расходах, когда из-за эффекта сноса магнитного, пол характерис- кондукционного расходомера становитс нелинейной„

Цель изобретени - расширение диапазона измерений и повышение линейности градуировочной характеристики.

На фиг.1 показана блок-схема кондукционного расходомера с одной груп- ной электродов; на фиг„2 - то же, с двум группами электродов; на фиг.З - расположение электродов на измерительном трубопроводе в аксонометрии.

Расходомер содерлшт магнитну о- сие- тему 15 помещенный в ее зазоре, измерительный трубопровод 2 с ОСНОВР ЫМИ 3 и 4 и двум парами дополнитель- электродов 5-8,

Выводы 9 и 0 основных электродов а также выводы 11-14 дополнительных электродов, устроенных аналогично выводам основных электродов 3 и 4 подключены к усилителю-сумматору 5о Выводы дополнительных электродов 16-- 19, проход щие вдоль образующих трубопровода 2, подключены к усилителю- сумматору 20, Усилитель-сум атор 15 имеет три инвертирующих входа 21-23 н три неинвертирующих входа 24-26. Усилитель-сумматор 20 имеет четыре инвертирующих входа 27-30 и четыре неинвертируют.их входа 31-34. Оба усилител -сумматора 5 и 20 составл ют блок 35 усилителей сумматоров.

Выхрд усилител -сумматора ,15, а также выход усилител -сумматора 20 через фазовращатель 36 на 90, подключены ко входам схемы 37 измерени

отношени , выходной сигнал которой служит мерой измер емого расхода.

Инвертирующие входы 27 и 28 усилител -сумматора 20 через выключатели 38 и 39 соответственно соединены с дополнительными электродами 8 и 5 о Неинвертирующие входы 3 i и 32 усилител -сумматора 20 через выключатели 40 и 41 соответственно соединены с дополнительными электродами 7 и 6.

Расходомер может быть выполнен с двум идентичными группами основных и дополнительных электродов (фиг.2). При этом обе группы электродов располагаютс у краев полюсных наконечников маг- ниткой системы 1 (в местах, где трансформаторна помеха на основных электродах близка к максимальной); идентичные выводы обеих групп электродов ЗиЗ , 4и4 , 5и5 , 6и6 , 7и 7, 8 и 8 подсоединены к блоку усилителей-сумматоров 35 через суммирующий блок 42 с

Работа расходомера основана на взаимосв зи между вихревыми и скоростными сигналами, снимаемыми с электродов .

Магнитна система 1 возбуждает в своем зазоре переменное магнитное поле , ориентированное перпендикул рно плоскости, в которой расположены электроды .

Сигнал и

с выводов 9 и 1 о о.сновных электродов 3 и 4 и сигналы и и ; с выводов 11, 12 и 13, 14 дополнительных электродов пропорциональны расходу жидкого металла.

Эти сигналы суммируютс и усиливаютс усилителем-сумматором 15, причем сигналы и ии суммируютс с весом 1/4.

Суммарный скоростной сигнал 1

Uv UV.-T (Uv, Ьт )

0 4

(1)

Сигналы и

/,

и V с выводов 16-19

дополиительных электродов суммируютс усилителем 20, образу сигнал

U,j, Uw,

Uve/,

(2)

U поСуммарный вихревой сигнал рожденный токами Фуко, которые индуцируютс в жидком металле переменным

магнитным полем, сдвинут по фазе отно-ю входам усилител 20 через выключатесительно сигнала U примерно на 90

Между сигналами U взаимосв зь

и и .имеетс

и.

-Ь «

(3)

где Q - измер емый расход; . .

QP - калибровочный расход. При больших значени х расхода жидкого металла магнитное поле на входе датчика ослабл етс , а на выходе усиливаетс , т.е. как бы сноситс потоком жидкого металла. Скоростной потенциал на входе датчика соответличиваетс ,

ственно уменьшаетс , а на выходе уве- 25 каждой из групп и их выводов соответствует показанному на фиг.З. Группы электродов располагаютс у входной и выходной зоны магнитной системы датчика . Место их расположени выбираПоэтому при R J, 7 1 сигнал с вьшодов 16-19 дополнительных электродов обусловлен не только токами Фуко, завис щими от пространственной конфигу- ЗО етс таким, чтобы трансформаторна рации и значени магнитного пол в за- наводка на основных электродах бьша зоре магнитной системы датчика, но в максимальной. Выполнение этого ус- него добавл етс компонента, непосред- ловил обеспечивает эффективную линеа- ственно завис ща от расхода. Эта ризацию градуировочной характерис- компонента по вл етс из-за того, что тики расходомерр.

в жидком металле при Rem протека- С ммирующее устройство 42 осущест- ют токи в направлении оси трубопровода , которые вызваны различным значением скоростных потенциалов на выходе и входе датчика. Существенно, что она отдел етс полностью фазовым детектированием , поскольку имеет составл ющую , синфазную с и .

вл ет попарное суммирование сигналов с подобных вь водов, т.бо суммируютс сигналы с электродов 3 обеих групп,

40 электродов 4 и т.д.

Выходные сигналы сумматора 42 по своему назначению подобны сигналам, снимаемым в расходомере с одной группы электродов и описанным выше и подВыходной сигнал усилител -сумматора 20 при замкнутых выключател х 38- 41 пропорционален следующей величине:

5 i V с, -,+ Uf,, - d

S.i -7,5 g.-l f,8

(

где слева стоит сумма сигналов, подаваемых на дифференциальные входы уснлител 20 с пар выводов дополнительных электродов, а справа производна от магнитного потока Ф, пронизывающего замкнутьш контур, образованный этими выводами. Ясно, что Ф, а, следовательно, и сигнал на выходе усилител 20 не будет теперь содержать скоростной составл ющей, что способст15008356

вует линеаризации характеристики расходомера . Однако, суммарный сигнал не равен и , что не позвол ет осуществить расчетную градуировку.

Дл того, чтобы обеспечить возможность расчетной градуировки расходомера при , выводы 11-14 электродов подсоедин ютс к дополнительным

ли 39-40. Введение этих выключателей позвол ет путем сравнени показаний расходомера при замкнутых и разомкнутых выключател х дл расходов, соответствующих Кр,1, т.е. где сохран етс линейность градуировочной характеристики расходомера, осуществить градуировку расчетным путем.

Область линейности градуировочной

характеристики расходомера будет enie более широкой, если на измерительном участке трубопровода установить две аналогично устроенные группы электродов . Расположение электродов внутри

С ммирующее устройство 42 осущест-

электродов 4 и т.д.

Выходные сигналы сумматора 42 по своему назначению подобны сигналам, снимаемым в расходомере с одной группы электродов и описанным выше и подключаютс далее к схеме полностью аналогичной схеме на фиг.1.

Таким образом, в расходомере уменьшаетс нелинейность градуировочной характеристики расхода и достигаетс возможность использовани расчетной градуировочной характеристики в более широком диапазоне расходов.

55

Claims

Формула изобретени 1 . Кондукционный электромагнитньй расходомер дл жидких металлов, содержащий помещенный в магнитную систему трубопровод с размещенными на нем

двум основными и четырьм дополнительными электродами, причем первьй основной и первый и третий дополнительные электроды подключены к пр - мым, а второй основной и второй четвертый дополнительные электроды - к инверсным входам первого усилител - сумматора, первый и четвертьпЧ дополнительные электроды подключены к инверсным а второй и третий дополнительные электроды - к пр мым входам второго усилител -сумматора, выход первого усилител -сумматора непосредственно, а второго - через фазовращатель подключены к входам блока измерени отношени , отличающийс тем, что, с целью обеспечени линеаризации градуировоч ной характеристики в широком диапа-

Составитель Н.Бурбелло Редактор И.Сегл ник Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Заказ 4851/3

Тираж 660

ВНИИ11И Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

зоне измер емых расходов, второй усилитель-сумматор снабжен двум пр мыми и двум инверсными входами, причем пр мые входы соединены через переключатели с первым и четвертым дополнительными электродами, а инверсные входы соединены через переключатели с вторым и третьим дополнительными электродами.
2. Расходомер по п. 1, о т л и - чающийс тем, что он снабжен второй группой основных и дополнительных электродов, идентичной первой, при этом обе группы электродов расположены у краев полюсных наконечников магнитной системы, а входы усилителей-сумматоров соединены с идентичными электродами обеих групп через суммирующий блок.

(pu&Z

Фив.З

Подписное