Способ измерения расхода (скорости) электропроводящих сред

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик57271 вид-в 1) Дополнительное к ав 2) Заявлено 27.10.75 (2 присоединением заявки 4661/1 л еСт 01 Г 1/5-асударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий Приоритет(43) Опубликовано 05. 05. 77,5 ю ень 17 УДК 681.121.8; :538.52 (088.8) 45) Дата опубликован исания 20. 06. 12) Авторы изобретения И, П, Квасневский, В, П. Ефимов и М. Н. Лев Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики АН Латвийской ССР 71) Заявитель РАСХОДА ЩИХ СРЕД ТИ)) СПОСОБ ИЗМЕРЕН ЭЛЕКТРОПРОВ и дв агни жения. Разност ных полей токо агнитных полей величин втооичнь 1 х от обеих первичнеподвижной среде ых оме жд ной в зазо индукторами,оростей движе меос циональна разних полей, При двоазность величиобеих первичных проп т ия эт реды иже о водящей х полей втор ок лей пропорц:и х полей и среды, П величин вторичных и движения среды,ижения эти измерен олей сунои разностидят о скоростспособ не трградуировки,зависимость 1 звестн ливной бует проведения днако отмечаетс т скорости движ я, во-первыхения среды величины вторичных20 ных в среде первич ми, возбужденными полей токов, созданными магнитными поля обмотками с кратнымиодинакова лишь для олюсными делениями тельного зазораа/т;жду индукторами; Г малых значений отн (где Ь - зазор ме Изобретение относится к области бесконтактного измерения расхода (скорости) электропроводяших сред с помощью индукционных расходомеров.Известен спосоо бесконтактного измерения скорости электропроводяших сред путем создания пульсирующего поля возбуждения в котором измеряют амплитуды электромагнитного поля в точках, соответствуюших узлам и пучностям поля возбуждения, и о контролируемой скорости судят по величине отношения этих амплитуд, Однако результаты измерения зависят от величины магнитного поля в зазоре, изменяющейся от взаимных сдвигов индукторов. Так как практически невозможно обеспечить абсолютную идентичность обеих групп катушек, измеряющих амплитуды магнитного поля в точках узлов и лунностей поля возбуждения, указанный способ измерения расхода требует градуировки хотя бы одной точки его метрологической характериси,Известен способ измерения расхода, по орому с помощью индукторов с краткими полюсными делениями создают в пространстве одновременно два встречно-бет"ших магнитных поля с кратными скоростяальна разности относительных скорост юсное деление обмотки) и безразмерно3частоты ы = р (3 сдЬ (где /ИОС,Ь- соответственно магнитная проницаемость,проводимость и полутолшина среды;6 д - круговая частота тока питания),например, для такой электропроводяшейсреды, как ртуть при небольших толщичахтрубопровода, Для широкого диапазона указанных параметров, часто встречающихсяна практике, например для щелочных метал 10лов, вышеприведенные зависимости различны для полей с различными длинами волн.Это вносит дополнительные погрешности визмерение, Во-вторых, в случае измерениярасхода высокотемпературных сред в инди 16цируюшей катушке расходомера, реализующего известный способ, кроме сигнала отвторичных полей токов, наведенных в среде первичными магнитными полями, наводится также и паразитная э.д.с. Это происходит вследствие того, что изменение линейных размеров индукторов при их нагревании в различной степени влияет на обмотки с различными полюсными делениямии, следовательно, на возбуждаемые ими поля, В результате наблюдается дополнительная погрешность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения скорости движения электропроводящих сред. Это достигается тем, чтопри измерении расхода электропроводяшихсред с использованием встречно-бегущихмагнитных полей с кратными скоростямидвижения вначале поочередно создают каждое из бегущих магнитных полей и определяют сигналы от токов, наводимых в среде каждым из полей при неподвижной и движущейся с произвольной скоростью среде,затем создают оба встречно-бегущих поля икорректируют градуировочную точку характеристики соответственно отношению разностей сигналов при неподвижной и движущейся среде каждого из полей. При измерении расходов электропроводящих сред, находящихся при высокой температуре, сигнал 45от токой, наводимых в неподвижной средеодновременно обоими встречно-бегущимиполями, корректируют соответственно сигналам в неподвижной среде от каждого избегущих полей,50В описываемом способе измеряются величины вторичных магнитных полей токовв неподвижной среде, наведенных каждымполем, Эти величины пропорциональны скоростям движения полей. Затем приводятсреду в движение и устанавливают произвольную скорость. При этом вновь измеряют сигналы от токов, возникающих в движущейся среде для каждого из полей. Длякаждого из полей определяют разность сиг налов от тока при неподвижнои и движушейся среде, Отношение этих разностей определяет различие зависимостей от скорости движения среды величин вторичных магнитных полей токов, наведенных в среде каждым из первичных полей,Способ обеспечивает учет неидентлчности зависимостей от скорости движения сре - ды величины сигналов от токов в среде каждого из магнитных полей. При этом скорость среды определяется по формуле У = о(2/+ ) где Чорость среды, при которой величиньг вторичных магнитных полей от обоих первичных встречно-бегущих полей равны "0" в слу - чае идентичности их зависимости от скорости движения среды,При идентичности упомянутых зависимостей, т.е. при= 1, получаемЧд=Ч,При измерении расхода высокотемпературных сред для исключения влияния на результаты измерения паразитной э.д,с определяя сигналы от токов, наводимых в среде каждым из полей при неподвижнойсреде, проверяют пропорциональность каждО го из этих сигналов скорости движения соответствующего поля, Если пропорциональность нарушена, то при создании суперпозиции обеих полей сигнал от токов, наводимых в неподвижной среде одновременно обеими встречно - бегущими полями, корректируют соответственно сигналам в неподвижной среде от каждого из бегущих полей.Способ может быть реализован в расходомере (фиг. 1), содержащем индуктор 1 с двумя группами 2 и 3 обмоток с кратными полюсными делениями. Между инцукторами 1 помещена электропроводяшая среда 4, Расходомер включает источник питания 5, к которому через трехпозиционный переключатель 6 подсоединены: в положении 1 переключателя 6 - группа 2 обмоток, в положении П - группа 3 обмоток, а в положении 1 П - обе группы 2 и 3, соединенные последовательно, Кроме того, расходомер содержит приемные ка - тушки 7, соединенные через усилитель 8 с фазовым детектором 9, Опорное напряжение на фазовый детектор 9 подается через фазоврашатель 10 от источника питания 5. Выход детектора 9 соединен с индикатором 1 1, через регулятор чувствительности 12 . Детектор 9 детектирует сигнал в состветствии с фазой, поданной на него от фазоврашателя 10, который регулирует фазу напряжения, подаваемого на него с источника 5,В случае измерения расхода высокотеглпературных электропроводящих сред выходдетектора 9 соединяется с регулятором чувствительности 12 через блок компенсации 13, в качестве которого может быть использован дифференциальный усилитель, подсоединенный к источнику компенсации 14. В качестве последнего используют источник стабилизированного постоянного напряжения фиг, 2, Блок компенсации 13 вычитает сигналы, поданные на него с детектора 9 и источника 14. 10На данном расходомере способ реализуется следующим образом.При отсутствии в зазоре индукторов 1 контролируемой среды 4 переключатель 6 устанавливают в положение 1 П, При этом обе группы 2 и 3 обмоток соединены последовательно и подключены к источнику питания 5 и на индикаторе 1 1 устанавливается ноль. Затем в зазоре индукторов 1 размешают неподвижную контролируемую 20 среду 4, Устанавливая переключатель 6 поочередно в положение 1, при котором к источнику питания подключена только группа 2 обмоток индукторов 1, а затем в положение 11, при котором к источнику пита ния подключается только группа 3 обмоток, убеждаются в том, что наведенные в приемных катушках э,д,с, пропорциональны соответстьуюшим скоростям движения полей, созданных подключенными при этом группа- М ми обмоток, При установке переключателя 6 в положение 111 э,д.с, наведенная в при)емных катушках, равна соответственно разности э.д,с. при положениях переключателя 1 и П, Зафиксировав показания выход ного прибора при неподвижной среде при положениях 1 и 1 переключателя 6, приводят среду в движение и при произвольной скорости движения среды вновь фиксируют показания индикатора 11 при положениях 1 иЦ 40 переключателя 6. Затем определяют разность показаний индикатора 1 1 при неподвижной среде и при ее движении для положения переключателя 1 и 11 . И находят отношение этих величин, определяющее различие зависимостей от скорости движения сгеды величин вторичных магнитных полей токов, наведенных в среде каждым из первичных полей. Затем вычисляют откорректированную точку грацуировочной характеристики, соответствующую нулевому выходному сигналу 7=" (2/11 х ). При идентичности упомянутых зависимостей: : 1 и 7 = 7. Затем при помоши регулятора чувствительности 12 в положении 111 переключателя 6 корректируют показания индикаторного прибора 1 1 .В случае измерения расходов высокотемпературных сред для исключения влияния на результаты измерений паразитной э.д.с при неподвижной среде фиксируют показания индикатора 1 1 при поочередном включении положений 1 и 11 переключателя 6, Если обнаружится, что сигналы, получаемые при этом, не пропорциональны полюсным делениям подключаемых обмоток, то при установке переключателя 6 в положение 1 П корректируют показания индикатора 11 путем подачи компенсирующего сигнала от источника 14 на вход блока компенсации 13.формула изобретенияСпособ измерения расхода скорости) электропроводяцих сред, основанный на использовании двух переменных магнитных полей, бегущих в противоположные стороны, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют отношение разности проникновения каждого из полей при неподвижной и движущейся среде и вводят это отношение в виде поправки в результат измерения.Закао П 7 писное ов СССР тета Совета Министл открытий35, Раушская наб.,ом лам изо лиал ППП "Пате ооектная Г -