Электромагнитный расходомер

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. С 01 Г 1/00 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытн й,52 (088.8) Опубликовано 150481 Бюллетень М 14 Дата опубликования описания 15. 04. 81 Ь, 1. ,;,И. Д. Вельт и Ю. В. Михайловмд(54) ЭЛЕГРОМЛГНИТНЫИ РАСХОДОМЕР Изобретение относится к приборостроению, в частности, к электро магнитным измерителям расхода электропроводных сред, и может найти применение в теплоэнергетике и металлургии.У Известен электромагнитный расходомер для жидкого металла, в котором обеспечивается независимость показаний от магнитного числа Рейнольдса. .В этом расходомере применено и элект - родов, расположенных на мерном участ ке трубопровода.С помощью специального измерительного устройства потенци з алы электрического поля, снимаемые с каждого электрода, умножаются на соответствующие весовые коэффициенты и суммируются. Суммарный сигнал пропорционален объемному расходу жидкого 20 металла и не зависит от магнитного числа Рейнольдса 1).Недостатком данного расходомера является сложность схемы измерения и конструкции расходомера. В расходомере также применен двухполюсный индуктор с явно выраженными полюсам., имеющий громоздкие и нетехнологические полюсные наконечники и магнитопровод. 30 Наиболее близкими к предложенному являются электромагнитные расходомеры для электропроводных сред, содержащие цилиндрический немагнитный участок трубопровода с диаметрально закрепленными на нем в одном сечении электродами и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде эамкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод. В статоре индуктора поля возбуждения данного расходомера выполнены пазы, в которых уложены витки двух обмоток возбуждения, формирующих два разноименных полюса возбуждающего поля. Это обеспечивает компактность расходомера и повышение индукции возбуждающего поля.21 . Недостатком данного расходомера с двухполюсным индуктором является нелинейность характеристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы. Причиной этого являются большие контуры циркуляционных токов, поле которых искажает первичное поле воз буждени я.Цель изобретения - повышение линейности характеристики расходомерпри магнитных числах Рейнольдса,больших единицы.Поставленная цель достигается тем,что в электромагнитном расходомере,содержащем цилиндрический немагнит. -ный участок токопроводящего трубопровода с диаметрально закрепленнымина нем в одном сечении электродамисъема сигнала и установленный симметрично этому сечению вне трубопровода индуктор магнитного поля возбуждения, выполненный в виде замкнутого статора с полюсами, охватывающего трубопровод, индуктор имеет2 а + 1 пару разноименных полюсов,равномерно и с чередованием полярности рассредоточенных по периметру трупровода, где а - любое целое число,На фиг.1 представлена конструктив -ная схема расходомера; на фиг.2контуры циркуляционных токов в жидком металле и стенках трубопровода.Трубопровод 1 выполнен из немагнитного материала, например нержавеющей стали. К наружным стенкамтрубопровода диаметрально друг кдругу приварены два электрода 2.Индуктор имеет цилиндрический, выполненный в виде статора магнитопровод 3 с полюсами 4, равномерно ис чередующейся полярностью рассредоточенными по периметру трубопровода. Полюсы имеют наконечники 5,позволяющие удалить магнитные массы полюсов от нагретого жидким металлом трубопровода. Электроды соединены с измерительным устройством6, преобразующим снимаемое с электродов напряжение в унифицированныйвыходной сигнал. Между полюсами индуктора показаны силовые линиимагнитной индукции 7 (фиг.1).Расходомер работает следующимобразом.При движении потока жидкого металла поканалу, в результате взаимодействия потока с магнитным полемвозбуждения, в жидком металле и стенках трубопровода иидуцируется электрическое поле и возникают циркуля.ционные токи (фиг.2), которые образуют вторичные магнитные поля, деФормирующие магнитное поле возбуждения. Размер контура токов у расходомера с многополюсным индукторомможно охарактеризовать линейным размеромв 2 в + 1 Раз меньшим диаметра канала. Следовательно, нелинейность зависимости напряжения междуэлектродами от расхода, пропорцио"нальнаяЯ,(2 ем, также снижается в(2 а + 1 Р раз. (Ва - магнитное число Рейнольдса),Таким образом, выбором числа парполюсов достигается снижение нелинейности характеристики расходомерадо допускаемого значения практическипри любом диаметре канала расходомераи для любых чисел. Нужно заметить,что сигнал между электродами от движения потока жидкого металла (приосесимметричном профиле скорости) образуется только при нечетном числепар полюсов индуктора. При четномчисле пар полюсов индуктор оказывается симметричным в центральномпоперечном сечении относительно ли-.нии, соединяющей электроды и, еслипоток осесимметричен, то разность потенциалов между электродами оказывается равной нулю. За счет существен ного уменьшения полюсного расстоянияу многополюсного индуктора весьмапросто обеспечивается более значительная индукция, чем у двухполюсного индуктора. Поэтому при измерении 2 О больших расходов в трубах большихдиаметров обеспечивается сигнал достаточного уровня для его надежногоизмерения или преобразования.Применение многополюсного индуктора позволяет строить малогабаритныеи компактные расходомеры большихдиаметров для жидкого металла,обладающие линейной характеристикой ипростой схемой измерения. Пропорционально величине (2 щ + 1) уменьша О ется и протяженность, индуктора вдольоси канала.Формула изобретения35Электромагнитный расходомер, содержащий цилиндрический немагнитный участок токопроводящего трубопровода сдиаметрально закрепленными на нем 4 О в одном сечении электродами съемасигнала и установленный симметричноэтому сечению вне трубопровода индуктор .магнитного поля .возбуждения,выполненный в виде замкнутого статорас полюсами, охватывающего Трубопровод,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения линейности характе-ристики при магнитных числах Рейнольдса, больших единицы, индуктор имеет(2 в + 1) пар разноименных полюсов, 50 равномерно и с чередованием полярности рассредоточенных по периметрутрубопровода, где а - любое целоечисло.55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 168483, кл. 6 01 Г 1/64, 1964.60 2. Патент США Р 3,690,172,кл. 73-194, 1972 (прототип) ..4/Ш 4 Ю т щ Е Е МШЮ Ш Ш ЮППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,и 797/61 Тираж 70 ВНИИПИ Государственнпо делам иэобр 113035, Москва, ЖПодписное о комитета ССС ений и открыты Раушская наб.,