Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3 Ш С О 1 Г 158 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИС ЕЛЬСТВУ 21) 3580500/18-1022) 15.04.83(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 794379, кл, С 01 Р 1/72.2. Багдасаров Ю.Е. и др. Техни"ческие проблемы реакторов йа быстрыхнейтронах. М., Атомиздат, 1969,с. 389 (прототип).3. Напв К Кпаа 1 с Т., Ые 1 вв А.Т.,Рою аеавцгешепсв дп Ма 1 п Бос 1 ышР 1.рев, Агоа 1 с Епегду Ке 1 ю, уо 1. 17,У 4, р.р, 803-890 (прототип),4. Патент США У 3967500,кл. 6 01 Г 1/58, 1976 (прототип). анов 9 аай 1 Н АВТОРСКОМУ С 801112233 А ГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬСИИ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУКТУР РОПРОВОДЯЩЕИ ЖИДКОСТИ(57) 1. Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных,структур в потоке электропроводящейжидкости, содержащий трубу с двумяэлектродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках,размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оситрубы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения отношения полезного сигнала к помехе, диаметртрубы, по которому установлены электроды, ориентирован параллельномагнитному полю.1132233на ее стенках, и размещенный вблизистенки трубы стержневой магнит,полярная ось которого направленавдоль диаметра трубы, а электроды 5 установлены вблизи стержневогомагнита на хорде трубы, перпендикулярной его полярной оси 33.Известен также эондовый электромагнитный преобразрватель, анало гичный 3, но с магнитной системойпомещенной внутрь контролируемогопотока 43Общим недостатком известных преобразователейявляется чувствитель 1 ность регистрируемой ЭДС к флуктуациям расхода в контуре, что снижает отношение полезного сигналак некоррелированной помехе, связанной с флуктуациями средней скорости 20 потока.Целью изобретения являетсяповышение отношения, полезного сигнала к некоррелированной помехе,связанной с флуктуациями средней ско рости потока.Поставленная цель достигаетсятем, что по первому варианту вэлектромагнитном преобразователедля регистрации турбулентных струк тур в потоке электропроводящейжидкости, содержащем трубу с двумяэлектродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках,размещенную в воздушном зазоре маг нитной системы, магнитное поле ко-торой перпендикулярно продольнойоси трубы, диаметр, по которомуустановлены электроды, ориентированпараллельно магнитному полю.40 Поставленная цель достигаетсятакже тем, что по второму варианту Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствамдля регистрации прохождения турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, применяемым, вчастности, в турбулентных меточныхкорреляционных расходомерах.Известен преобразователь длярегистрации турбулентных, структур,основанный на измерении флуктуаций индуцированного магнитного поля и содержащий источник стационарногомагнитного поля и приемную катушку, с которой снимается сигнал, корре" лированный с прохождением турбулентной структуры в магнитном поле преобразователяНедостатком устройства является чувствительность к флуктуациям расхода жидкости, что обусловлено пропорциональной зависимостью величин индуцированных замкнутых то" ков и соответственно индуцированного магнитного поля на краях зоны нриложения внешнего магнитного поля от средней скорости потока. При наличии флуктуации расхода это существен но снижает отношение полезного сиг- . нала к некоррелировайной помехе.Известен также электромагнитный преобразователь, содержащий трубу с двумя электродами, установленными диаметрально противоположно на ее стенках, размещенную в воздушном зазоре магнитной системы, магнитное поле которой перпендикулярно продольной оси трубы и диаметру, по которому установлены электроды 21.Известен также электромагнитный преобразователь содержащий трубу с двумя электродами, установленными 2. Электромагнитный преобразователь для регистрации турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости, содержащий трубу с двумя электродами, установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, поляр. ная ось которого направлена вдоль диаметра трубы, о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения отношения полезного сигнала к помехе,первый электрод установлен в точкепересечения полярной оси магнитас трубой, а второй электрод - в точке трубы, электрический потенциалкоторой притечении жидкости равен нулю,ВЗондовый преобразователь (фиг.6 и 7) содержит полный герметичный корпус 11, внутри которого установлен стержневой магнит 12 с полярной 55 3 11122в электромагнитном преобразователедля регистрации турбулентных структурв потоке электропроводящей жидкости,содержащем трубу с двумя электродами,установленными на ее стенках, и размещенный вблизи стенки трубы стержневой магнит, полярная ось которого,направлена вдоль диаметра трубы,первый электрод установлен в точкепересечения полярной оси магнита с 1 О .трубой, а второй электрод - в точкетрубы, электрический потенциал ко. торой при течении жидкости. равеннулю.На фиг. 1-7 приведены вариантывыполнения электромагнитного преоб"разователя.Преобразователь по первому варианту (фиг. 1 и 2) содержит П-образныймагнит 1 с полюсными наконечниками 2, 20охватывающими контролируемый участокпотока в стальной круглой трубе 3,Магнит создает поперечное магнитноеполе с вектором 4 магнитной индукции,перпендикулярным направлению потока 255. Электроды 6 и 7 преобразователяустановлены на наружной поверхноститрубы 3 на концах диаметра, параллельного вектору 4 магнитной индукции. Турбулентная структура (завихрение) 8 (фиг.1) перемещается с потоком через преобразователь.Преобразователь по второму варианту (фиг.З),содержит установленныйна наружной поверхности трубы 3 стержневой матнит 9, полярная ось 10 ко"торого направлена по диаметру трубы,создающий магнитное поле в прилежащей к полюсу области потока. Одинэлектрод 6 преобразователя установлен под полюсом магнита в точкепересечения полярной оси 10 состенкой трубы 3. Второй электрод 7установлен в любой другой точке трубы,где электрический потенциал при тече-нии жидкости равен нулю,. например,вне области индуцированного потокомэлектрического поля.Конструкция преобразователя,изображенного на фиг. 4 и 5, аналогичнаприведенной на фиг.З. Электроды 6 и 7преобразователя установлены на концах диаметра трубы, совпадающегос осью 10 намагниченности. 33 4осью 13, совпадающей с диаметром корпуса. Магнитное поле через стенку корпуса 11 проникает, в набегающий поток, Электроды 6 и 7 преобразователя установлены на стенке корпуса на концах диаметра, совпадающего с полярной осью 13 магнита 12,Преобразователь работает следующим образом.Турбулентная структура (завихрение) 8 вместе с потоком электропроводной жидкости 5 транспортируетсячерез участок канала, контролируемый посредством преобразователя. Прохождение турбулентной структуры изменяет форму профиля скорости в области магнитного поля преобразователя и распределение индуцированного электрического поля, что регист рируется в виде флуктуации разности потенциалов, снимаемой с электродов 6 и 7 относительно среднего значения, равного или близкого к нулю в отсутствие турбулентной структуры в контролируемой зоне. Зарегистрированная флуктуация разности потенциалов подвергается дальнейшей обработке, например, подается в корреляционную схему турбулентного меточного корре" ляционного расходомера.Предложенные варианты электромагнитного преобразователя для регист" рации прохождения турбулентных структур в потоке электропроводящей жидкости 4 оеспечиваютповышение от- ношения полезного сигнала к некоррекированной помехе, связанной с флуктуацией средней скорости потока, и практически полностью исключают влияние помех, связанных с флуктуациями средней скорости потока. При " идеальной точности установки электродов отношение полезного сигнала к некоррелированной помехе стремится к бесконечности. При небольшой погрешности установки электродов указанное отношение остается достаточно высоким, и флуктуации расхода практически не сказываются на результатах измерений.Использование преобразователя вэкспериментальных исследованияхструктуры турбулентного потока суще-.ственно повышает надежность получаемых экспериментальных данных. При разработке турбулентных меточных1 2233 ф Фи ВН корреляционных расходомеров существенно поцьпиается надежность и точность иэиерений расхода электро- Ф ИИПИ Заказ 6446/2В 4 Ю 4 ВВ аВНВЯ Ю Ю ЮНФ ал ППП Патеит , проводящих жидкостей контур ах Юомьшщенимх вок Ти аж 609 ПописиоеФвавев ааваав Ъв ЮЛЮ оРод, уд.Проектная, 4 в рабочих устано