SU805069A1 - Бесконтактный индукционный рас-ХОдОМЕР - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерению расхода электропровод щих жидксзстей с помощью бесконтактных индукционных расходомеров, Известны бесконтактные индукциейные расходомеры, содержгицие фаэочувствите ьную схему и преобразователь расхода, состо щий из немагнитного измерительного участка трубопровода и размещенных на измерительном учаот кв соосно с ним тороидальных индукто ной и измерительных обмоток 13. Однако такие расходомеры обладают невысокой точностью измерени  вви ду наличи  нескомпенсироваиной квадратурной составл ющей в сигналеi снимаемом с измерительных обмоток и существенным вли нием на показани  прибора изменени  электрогфоводности контролируемой среды Известен также расходомер, преобразователь расхода которого содержит три секционированные обмотки. Одна из обмоток, центральна ,  вл етс  индукторной. Втора , выполненна  из двух секций, размещенных симметрично относительно индукторной и соединенных последовательно соглас но,  вл етс  компенсационной, и треть , состо ща  из двух секций, размещенных аналогично секци м второй обмотки и соединенных последовательно встречно,  вл етс  измерительной . Назначение компенсационной обмотки- исключение трансформаторной ЭДС, обусловленной магнитной св зыг с индукторной обмоткой t2l. Однако в этом расходомере значение напр женности магнитного пол  индукторной обмотки в любой рассматриваемой точке внутри преобразовател  расхода обратно пропорционально рассто нию ме сду рассматриваемой точкой и индукторной обмоткой. Чувствительиость компенсационной обмотки зависит от осевой составл ющей значени  напр женности магнитного пол  индукХОрНОЙ обмотки и проводимости H3h№pHемой среды. Чувствительность нзмери. тельной обмотки зависит от радиальной составл ющей значени  напр женности (магнитного пол  индукторной обмотки , скорости жидкости и проводимости. Таким образом,с увеличением осевого рассто нн  до индукторной обмотки осева  и радиальна  состгшл кзщие . уменьшаютс  согласно изменению напр женностн магнитного пол  индуктор ной обмотки в рассматриваемой точке внутри преобразовател  расхода, что ухудшает чувствительность расходомера и тем самым ограничивает область применени  его дл  измерени  расхода Цель изобретени  - повышение чувствительности и расширение области измерени  расхода по скорости и электропроводности контролируемой среды благодар  созданию в области располот ж,ени  секций измерительной и компенсационной обмоток магнитного пол , не завис щего от рассто ни  до секци индукторной обмотки. Цель достигаетс  тем, что в бесконтактном индукционном расходомере, содержащем фазочувствительную схему и преобразователь расхода, состо щий из немагнитного измерительного участ ка трубопровода и трех тороидальных секционированных обмоток - индукторной , измерительной, щлполненной из двух секций, и компенсационной, выполненной из двух секций, размещенных на измерительном участке трубопровода соосно с ним, индукторна  об мотка выполнена из шести секций, сое диненных между собой последовательно причем четыре секции, две из которых размещены в средней части измеритель ного участка трубопровода, и две дру гие размещены на кра х .измерительного участка, соединенных между собой согласно, а остальные две секции, ра мещенные между каждой парой крайних и средних секций, соединены с четырм  указанными секци ми встречно; пер ва  секци  компенсационной обмотки размещена между двум  средними секци  ми индукторной Обмотки, а втора  секци  размещена поверх одной из сре них секций индукторной обмотки. На фиг. 1 изображена обща  схема устройства; на фиг. 2 - преобразователь расхода, поток жидкости и сумма ный магнитный поток индукторных обмоток в области расположени  секций измерительной и компенсационной обмоток , по сечению А-А и В-В индуцируемые в жидкости токи и направление составл ющих магнитного пол  индукто нмх обмоток в области секций измерителйной обмотки. Бесконтактный индукционный расходомер состоит из преобразовател  рас хода и фазочувствителыюй измеритель ной схемы..Преобразователь расхода состоит из немагнитного измерительно го участка трубопровода 1, на которо размещены три тороидальных секционированных обмотки: компенсационна , состо ща  из секций 2 и 2; измерительна , состо ща  из двух секций 3 и 3, индукторна , состо ща  из трех пар секций 4,5 и 6. Секции индукторной обмотки 4-6 соединены последовательно и питаютс  от источников переменного напр жени . Конструктивно секции 4 и 5 одинаковы между собой и выполнены с соблюдение отношени  ширины сечени  секции к е высоте равного 0,72-0,76. Секции одинаковы сежду собой и выполнены соблюдением отношени  ширины к выоте равного 1,44-1,52, а кажда  в тдельности равна 0,5 числа витков секции 5, Рассто ние между секци ми 4 и 5 составл ет 0,32-0,37, между екци ми 5 и 6 - 0,24-0,27 внешнего радиуса трубопровода преобразовател  расхода. Секции 6 предназначены дл  со&дани  закона распределени  магнитного пол  секций 5 аналогичного секци м 4 по значению и плотности силовых линий магнитной индукции внутри преобразовател  расхода в области расположени  секций 3,2,2 измерительной и компенсационной обмоток. При этом секции 5 и б включены встречно относительно друг друга, секции 4 согласно друг с другом, но встречно относительно секций 5; Такое соединение индукторной обмотки и заданное рассто ние между ними позвол ет в области расположени  секЦий 3 измерительной обмотки дл  любого радиуса от оси симметрии преобразовател  создать однородное по значению вдоль оси преобразовател  расхода радиальное магнитное поле и одинаковое по величине от секции 5 и согласно включенных секций 4, при этом в области расположени  одной из секций 3 радиальное магнитное поле секций 4 и 5 направлено по радиусу от центра (фиг. 2, сечение А-А) в другой - к . центру оси трубопровода-преобразовател  расхода (фиг. 2, сечение В-В), что увеличивает чувствительность расходомера скорости и проводимости жидкости; в-Области расположени  секций 2,2 компенсационной обмотки создать двум  секци ми 4 однородное, направ-; ленное вдоль оси преобразовател  расхода , магнитное поле (фиг. 2), равное по значению магнитному полю одной секции 5. Секции 3 измерительной обмотки соединены последовательно и встречно и содержат одинаковое число витков. Секци  2 компенсационной обмотки размещена между секци ми 4 индукторной обмотки и предназначена Дл  компенсации погрешности, вносимой в показани  расходомера при изменении электропроводности измер емой жидкости. Компенсационна  секци  2 размещена поверх одной из секций 4 индукторной обмотки, имеет число витков то же, что и секци  2 и предназначена дл  компенсации трансформаторной ЭДС в секции 2 компенсационной обмотки, обусловленной магнитной св зью с индукторной обмоткой . Секции 2 и 2 соединены последовательно встречно. Магнитное поле двух секций 4, равное по значению магнитному полю одной секции 5, пересекает обе компенсационные секции и контролируемую жидкость.. При движении жидкости через радиаль-г

ное магнитное поле ( в пространстве занимаемой секци ми измерительной обмотки) в К-м элементарном кольцевом витке жидкости индуцируетс  ЭДС (фиг. 2)

d,, аФ,

5 из+шВ

(u t+9o)

где Фц - магнитный поток, сцепленный с К-м элементарным кольцевым витком жесткости;

- ,V - скорость ЖИДКОСТИ ,

частота тока в индукторной

обмотке.

Из уравнени  следует, что индуцируемую ЭДС в К-м элементарном кольцевом витке жидкости можно разделить на две составл ющие: е. обусловленную движением К-го элементарного кольцевого витка жидкости в радиальном магнитном поле, и е изменением магнитного пол  во времени . При частоте питани  индукторной обмотки, выбранной из услови  глубины проникновени  пол , равной двум радиусам жидкости в трубопроводе, реактивной составл ющей сопротивлени  в элементарном кольцевом витке жидкости можно пренебречь. Тогда ток в элементарном кольцевом витке жидкости будет определ тьс  активным сопротивлением жидкости который, как и ЭДС можно разбить на две составл ю«и e,.v. йкъ rs

a:inr()

r-pSL-.

Чж

)t (tt)t-f90)

где Т- электропроводность жидкости ,- RH, Гу, S -радиус, сопротивление и сечение элементарного кольцевого витка жидкости соответственно. Токи в К-м элементарном кольцевом витке жидкости индуцируют в измерительной обмотке ЭДС: - противоположных знаков; е - одного знака. Учитыва , что секции измерительной обмотки включены встречно, то в измерительной обмотке индуцируетс  суммарна  ЭДС

г 5TV

При движении жидкости в осевом поле (в пространстве,занимаемом компенсационной обмоткой) в К-м элементарном кольцевом витке жидкости индуцируетс  ЭДС

.9o°)

ток определ етс  из выражени 

TT 1Й;: Ч. vnt s (.

.ЭДС индуцируема  в компенсационной обмотке

e-jt .

Трансформаторна  ЭДС в компенсационной обмотке, обусловленна  магнит ной св зью с индукторной обмоткой, компенсируетс  в результате встречного включени  секций 2 и 2. Скоo рость жидкости и расход соответственно определ етс  по отношению двух ЭДС с помощью фазочувствительной измерительной схемы.

15

Claims (1)

1.Корсунский Л.М. Электромагнитные гидрометрические приборы. Издательство стандартов. М., 1964, с. 89 .

2,Авторское свидетельство СССР tf 152747, кл. G 01 Р 5/08, 1962

(прототип).