SU838579A1 - Устройство дл измерени параметровдВижЕНи ОдиНОчНОй МАгНиТНОй ТВЕРдОйчАСТицы - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерений основных гидродинамических характеристик твердой частицы (локальной скорости движения частицы, скорости ее вращения, пространственных координат частицы), находящейся внутри трубопровода, заполненного движущейся суспензией. Измерение указанных характеристик позволяет изучить гидродинамическое взаимодействие между потоком вязкой жидкости и концентрированной системой взвешенных твердых частиц.

Известно устройство, состоящее из сердечника из магнитного материала,® имеющее одинаковое поперечное сечение по всей его длине, равномерно намотанной на сердечнике катушкой, постоянным магнитом и устройства, соединенного с движущимся телом и предназначенного для перемещения магнита относительно сердечника и катушки в соответствии с перемещением тела, позволяющее измерять локальную скорость движения твердой частицы и направление ее перемещения. Устройство позволяет получить электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна скорости перемещения движущегося в магнитном поле тела, а поляр25 ность выходного сигнала зависит от направления перемещения тела относительно сердечника из магнитного материала с нанесенной на нем обмоткой [1].

Недостатками устройства являются невозможность измерения скорости вращения, пространственных координат частицы, а также наличие устройства, соединенного с движущимся телом и перемещающее магнит в соответствии с перемещением тела.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство, содержащее феррозондовые датчики, подключенные к источнику питания и блоку регистрации [2].

Недостатком устройства является возможность такой ориентации частиц, при которой вектор напряженности магнитного поля частицы будет перпендикулярно вектору поля датчика.· В результате частица пройдет мимо датчика незамеченной. Диапазон измеряемых параметров известного устройства ограничен одномерным движением частиц в плоскости. В частности, рассматриваемое устройство не позволяет измерять · локальные значения магнитных частиц параметров, необходимых для проведе3 ния исследования в области гидродинамики дисперсных систем.

Цель изобретения - создание устройства, измеряющего одновременно с локальной скоростью движения частицел, скорости ее вращения и определяющего пространственные координаты частицы

Поставленная цель достигнута тем, что устройство снабжено отборником, выполненным в виде участка трубопровода, на котором размещены феррозондовые датчики, при этом измерительные оси двух датчиков ориентированы параллельно оси трубопровода, а два других датчика - перпендикулярно оси трубопровода, причем датчики в каждой паре подключены к источнику питания в противофазе.

На фиг. 1 показано взаимное расположение феррозондовых датчиков на трубопроводе;

нальная схема

Устройство ров одиночной тицы содержит

1-4, которые расположены в одном сечении немагнитного отборника-трубопровода 5. Датчики 1 и 2 образуют первую пару и расположены перпендикулярно оси трубопровода навстречу друг другу, а датчики 3 и 4 образуют вторую пару и расположены параллельно оси трубопровода напротив друг друга. Датчики 1-4 возбуждаются током переменной частицы от источников 5 и 6 питания 4-канального магнитометра 7. На магнитометр 7 с измерительной обмотки датчиков 1-4 поступают электрические сигналы, которые, преобразуясь в импульсы квазипостоянного тока, поступают на вход многоканального светолучевого осциллографа 8 .

Устройство работает .следующим образом .

на фиг. 2 - функциоустройства.

для измерения параметмагнитной твердой часферрозондовые датчики датчиков, возникает взаимоНемагнитный трубопровод устанавливается в исследуемое сечение реактора. Реактор заполняется жидкой фазой и немагнитной суспензией.Магнитная твердая частица подбирается по плотности равной плотности твердой фазы суспензии. Магнитная частица вво- j дится в суспензию и движется вместе с потоком в реакторе. Когда частица попадает в магнитное поле 4-х феррозондовых действие, магнитных полей частицы и датчиков. Так как датчик представляет собой магниточувствительный элемент, регистрирующий изменение вектора магнитной индукции, то на выходе каждого из датчиков возникает ЭДС, пропорциональная составляющей вектора магнитной индукции на ось датчика. Переменная ЭДС поступает на электронный блок магнитометра 7, усиливается, детектируется, и в виде импульсов·квазипостоянного тока посту пает на осциллограф 8. Известно, что интенсивность воздействия частицы на датчик пропорциональна кубу расстоя-. ния, но так как магнитная частица в потоке суспензии непрерывно вращается, тем самым изменяя ориентацию вектора магнитной индукции, пиковое значение импульса квазипостоянного тока с выхода магнитометра 7 зависит не только От расстояния частицы до дат- . чика, но и от ориентации вектора магнитной индукции частицы относительно оси датчика.' Применяя две пары феррозондовых датчиков, одна из которых регистрирует нормальную составляющую вектора магнитной индукции, а вторая пара - тангенциальную и, одновременно записывая на осциллографе сигналы с 4-х датчиков , можно по величине импульсов тока определить трехмерную координату положения частицЕл в сечении трубопровода. При этом по временной развертке определяются скорости движения магнитной частицы в исследуемом сечении трубопровода. При вращении частицы вокруг своей оси меняется полярность выходного сигнала. Таким образом, по частоте изменения полярности выходных импульсов определяется скорость вращения частицы.

Для измерения координат и составляющих скорости частицы, локализованных в сравнительно малом объеме пространства, соизмеримого с размерами частицы, датчики, расположенные на одной оси, подключены к источникам питания в противофазе. В этом случае диаграмма напряженности магнитного поля имеет вид узкой пластины. Соответственно объем, в котором будут регистрироваться исследуемые параметры магнитной частицы, совпадает с объемом этой пластины.

Для того, чтобы исключить взаимное влияние датчиков, расположенных на разных осях, подключение этих датчиков к источникам питания осуществляется поочередно.

Таким образом, устройство благодаря наличию четырех одинаковых феррозондовых датчиков, .располагаемых определенным образом в исследуемом сечении закрытого трубопровода, позволяет в отличие ,от изЕзестных устройств по измерению скоростей движения твердой частицы, измерять дополнительные цинамические характеристики одиночной твердой частицы, а именно, скорость ее вращения и пространственные координаты в исследуемом сечении трубопровода.

Claims (2)

1.Патент США № 3943443, кл. 324-163, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР (f 293211, кл. G 01 Р 11/00, 1969 прототип).