Датчик электромагнитного расходомера

(51)5 6 01 Г 1/58 ЗОБРЕТЕНИ Ъ.СТВУ НИЕМУ СВИД АВТОР тно-конструкторское, 1969.тво СССР8, 1978. т РАС-,ГНИТНОГ Изобретение относится к измерению расхода электропроводной жидкости,Известен датчик расходомера; имеющий 1 И-образную магнитную систему с катушками возбуждения, витки которых располокены в параллельных плоскостях (плоские катушки), и электроды. Известные датчики применяют для измерения расхода в трубах малых диаметров (до 25 мм), Полосы магнитопровода имеют плоскую поверхность по ширине, равной не менее диаМетра трубопровода, благодаря чему обеспечива-. ется хорошая однородность магнитного поля в канале расходомера,Однако данный датчик обладает недостаточной точностью из-за зависимости показаний от изменения профиля скорости потока. Кроме того, применение П 1-образных магнитных систем в расходомерах с дйаметрами канала более 25 мм приводит.к громоздкой конструкции прибора,Известен также датчик расходомера с неоднородным магнитным полем, Этот датчик не чувствителен к изменению профйля скорости потока. Он содержит отрезок труСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР 1(72) О.С. Вавилов, С,М. Гр (56) Авторское свидетельс М 312144, кл. 6 01 Р 1/64Авторское свидетельс В 1002840, кл, 6 01 Г 1/5 (54) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОМА ХОДОМ ЕРА Я 2 1753280 А 2(57) Использование: измерение-расходаэлектроп роводной жидкости. Сущность изобретения: введение в магнитопровод четырех плоских пластин, соединяющих скобы магнитопровода, обеспеченйе оптимального соотношения размеров поперечного сечения пластин и скоб магнитопровода, а также соотношение размеров полюсных наконечников магнитопровода и внутреннего диаметра трубопровода обеспечивают повышение точности измерения за счет более оптимального распределения магнитног" поля, при этом упрощается конструкци датчика и улучшается технологичность, 2 ил. бопровода с двумя электродами, две катушки возбуждения, образующие в поперечном сечении окружность со стороны трубопровода и эллипсы с противоположной стороны, и магнитопровод, Магнитопровод огибает возбуждения по внешней стороне и повторяет форму внешней поверхности катушек,Изготовление катушек возбуждения и магнитопровода данного расходомера с неоднородным полем трудоемка, проводится вручную с применейием специальных шаблонов. Кроме того, такое изготовление прив дит к большому разбросу параметров приборов, что снижает точность измерения, значительно затрудняет обеспечение взаимозаменяемости и применение беспроливной градуировки.Известен также датчик расходомера с неоднородным магнитным полем, содержащий отрезок трубопровода с двумя электродами две катушки возбуждения, поперечное сечение которых имеет вид прямоугольника, все нитки катушек расположены в параллельных плоскостях.Магнитопровод, охватывающий катушки, состоит из двух скоб С-образной формы, выполненный из стальной ленты. Каждая скоба имеет изогнутые внутрь катушек концы, направленные на встречу друг другу и расположенные на одной прямой линии, перпендикулярной линии соединяющей электроды,Ширина полюса равна двойной толщине скобы магнитопровода и расстоянию между скобамй.Недостатком известного датчика электромагнитного расходомера является: сложность размещения узла авода электрода, при расширении же этих целей расстояние между скобами не удается обеспечить необходимую топограФию поля. В случае применения съемных электродов практическая реализация конструкции узла ввода электрода осложняется еще больше. Недостатком конструкции прототипа следует считать трудность обеспечения надекногд крепле.- ния концов скоб (к тому ке обращенных внутрь катушек возбуждения),. что может привести к изменению их взаимного расположения (например, из-за листовой конструкции магнитопровода) или изменению их расположения по отношению к каналу расходомера в процессе эксплуатации, В итоге от этого может измениться градуировка расходомера, которая характеризует его точность,Недостатком также является исполнение магнитопровода (скоб С-образной формы) из стальной ленты,.что усиливает второй недостаток, а также увеличивает трудоемкость и сложность в изготовлении, недостаток прототипа основан на утверждении, что "ширина полосы равна двойной толщине скобы магнитопровода и расстояние между скобами". При этом невозможно получить необходимое оптимальное распределение магнитного поля для всех типоразмеров датчиков (в лучшем случае только для двух смежных типоразмеров). При этом невозможно унифицировать конструкцию (например, по толщине скоб), которая бы обеспечивала физическое подобие, связывающее геометрию катушек, геометрию магнитопровода, с потребляемой мощностью, индукцией магнитного поля, а также с распределением поля в активной зоне датчика, т, е, принятая концепция не позволит одновременно с унификацией конструкции при одинаковой потребляемой мощности для каждого типоразмера получить одинаковую чувствительность датчика, а также оптимальное распределенйе поля, обеспечивающее одинаковую инвариант 10 ность к изменению профиля скорости потока,Цель изобретения - повышение точности, упрощение конструкции и улучшение технологичности.Поставленная цель достигается тем. чтодатчик электромагнитного расходомера, содержащий трубопровод с двумя электродами, размещенными по его диаметру, двекатушки возбуждения и магнитопровод,распсложенный на трубопроводе и выполненный из двух одинаковых скоб, близлежащие пары концов которых охватывают катушки возбуждения, магнитопровод дополнительно содержит четыре плоские пластины, соединяющие скобы магнитопровода, при этом две пластины расположены в области полюсов магнитопровода параллельно линии размещения 20 электродов, а две другие - перпендикулярно этой линии в местах расположения электродов, причем размер поперечного сечения каждой пластины не менее размера поперечного сечения скобы магнитопровода, а ширина О и длина 1 2 полюсных наконечников магнитопровода связаны с внутренним диаметром трубопровода соотношением3 О г 02 025Ь1-2) 2где О и 2 - соответственно ширина и длинавдоль оси канала полюсов магнитопровода;Оу - внутренний диаметр канала датчика,Существенным отличием предложенного устройства по сравнению с прототипомявляется упрощение конструкции узла ввода электрода, повышение надежности крепления магнитопровода, улучшениетехнологичности в изготовлении, унификация элементов конструкции, улучшение метрологических качеств и метрологическойнадежности за счет применения монолитной структуры элементов конструкции магнитопровода, оптимального выбора ихгеометрических размеров и способа крепления,На фиг. 1 представлен предлагаемыйдатчик; на фиг, 2 - форма одной половины50 магнитопровода.Магнитопровод, состоящий из четыреходинаковых скоб 1, попарно жестко скреп. ленных пластинами 2, крейится через приварные кронштейны 3 к трубопроводу.4,одновременно обе половины магнитопровода являются надежным креплением катушек5 относительно трубопровода 4, охвэтываяих в "замок", при этом прямоугольные полюса магнитопровода фиксируют катушки Берез прямоугольные отверстия в их центре, предотвращая перемещение в четырех возможных степенях свободы по объемным координатам и вращению относительно оси катушек): В области крепления электродов 6 половины магнитопровода образуют разрыв, в котором свободно размещается бобышка 7, через которую осуществляется типовое изолирующее крепление электрода 6 в трубопроводе 4,Таким образом, за счет разрыва имеет,- ся возможность максимально приблизить к трубопроводу 4 концы половин магнитопровода, что позволяет получить оптимальное распределение магнитного поля в активной зоне канала датчика.Магнитная цепь обеих половин магнитопровода замыкается с помощью пластин 8 прямоугольной или круглой формы). Пластины 2 и 8 изготавливаются из магнитомягкога материала, как и магнитопровод, причемих сечение выбрано не менее сечения магнитопровода, В пластинах 8 имеются круглые отверстия, обеспечивающие свободный доступ к электродам 6, что очень важно для контроля в процессе эксплуатации сопротивления изоляции электродов 6 относительно корпуса, а в случае сменных электродов такое конструктивное мероприятие просто необходимо.На фиг. 2 показана форма одной половины магнитопровода, ширина прямоугольного полюсного наконечника магнитопровода и его протяженность .2 вдоль оси канала.Основное преимущество предлагаемой конструкции заключается в обеспечении соотношений геометрической формы катушек магнитопровода и количества витков, которое, в свою очередь, обеспечивает физическое пособие различных типоразмеров по. чувствительности, оптимальному распределению поля при одинаковой потребляемой мощности.Для достижения этой цели должны выполняться следующие соотношения:.- 0,2 - 0,25,2где О и 2 - соответственно ширина полюсного наконечника магнитопровода и его протяженность вдоль оси канала;Оу - диаметр условного и рохода.В пространстве между скобами могут быть расположены крепежные детали и ус тройства, выполненные из немагнитных материалов, Иэ ферромагнитного материала выполняются только скобы и пластины магнитопровода, Электропроводная жидкость 5 при своем движеййй пересекает магнитноеполе; В соотвей:твйй с законом электромагнитной индукцйиток,возникающий в жидкости, перпендйкулярен направлению движению последней и направлению маг 10 15 повысить точноСть йзмерения за счет более 20 готовлении 30 35 40 45 50 нитного поля.Индуктируемая ЭДС пропорциональнаскорости движения жидкости и снимается сэлектродов 6;Использование изобретения позволит оптимального распределения магнитного поля, повысить метролотическую надежность за счет более жесткой фиксации магнитопровода и катушек относительно канала расходомера, более эффективно применять (повйсй"гь"точноСть) беспроливный метод градуйровки и поверки, при этом одновременно упрощается конструкция датчика и улучшаегся технологичность в изФормула изобретенияДатчик электромагнитного расходомера, содержащий трубопровод с двумя электродами, размещенными по его диаметру две катушки возбуждения и магнитопровод, расположенный на трубопроводе и выполненный иэ двух одинаковых скоб, близлежащие пары концов которых охватывают катушки возбуждения, о т л и ч а ющ и й с я тем; что, с целью повышения точности, упрощения конструкции и улучшения технологичности, магнитопровод .дополнительно содержит четыре плоские пластины, соединяющие скобы магнитопровода, при этом две пластины расположены в области полюсов магнитопровода параллельно линии размещения электродов, а две другие - перпендикулярно к этой линии в местах расположения электродов, причем размер поперечного сечения каждой пластины не менее размера поперечного сечения скобы магнитопровода, а ширина О и длина 1.2 полюсных наконечников магнитопровода связаны с внутренним диаметром Оу трубопровода следующим соотношением:0,2-0,25.21753280Составитель С. Грачев Редакжр О, Головач Техред М,Моргентал Корректор Т. Вашкови акаэ 2759 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитетапо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5л,Гагарина, 10Производственно-издательский комбинат Патент", г. Уж