Способ измерения расхода жидкого металла в трубопроводах из электропроводящего материала

(11) 591697 Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ льное к авт, свид-ву -8,04.75 (21) 2126874/1 Ь.(61) Дополнит Гесудератвеинва хюветет а вткрытуй(51) М. Клбу 01 исоедиие ем заявки) Дата о И. Якушонок, И. Нй Левин и В. П Квас невскийимов Г. Х, Кирш В. Л. Грам 72) Авторы изобретен ин ное конструкторское бюро магнитной гидродинвмикитута физики АН Латвийской ССР Специальин(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В ТРУБОПРОВОДАХ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МА ГЕРИАЛА 1Изобретение относится к области измере ния расхода электропроводящих сред в трубопроводе с электропроводяшими стенками.Известен способ измерения контактного енектрнчеснотосопротнененнн ф, который может быть использован при змерении расхода жидкого металла для исключения влия ния контактного сопротивления и шунтирующего действия стенок. По этому способу в сигнал расхода вносится поправка, определяе-. 1 в мвя по отйошению сигналов расхода на участках трубопровода с различной толщиной.Недостаток известного способа заключает ся в том, что при реализации алгоритма, заложенного в способе, требуется сложная ана; 15 . потовая аппаратура,Известен способ измерения, расхода электропроводяших сред в трубопроводе с электро- проводящими стенками, в котором измерение расхода осуществляют путем сравнения сигна ловй снимаемых с основных и вихревых электродов кондукциоиного датч.укай установленных на одном участке трубопровпда 2Недостатком известного способа является влияние шунтирующего действия стенок и 26 контактного. сопротивления на выходной сигнал рвсходомера.Бель изобретенияповышение точности измерейия за счет. исключения шунтирующего действия стенок трубопровода и влияния контактногосопротивления и обеспечение беспроливной тарировки.Поставленная цель достигается тем, что при измерении расхода жидкого металла в трубопроводе с электропроводяшими стенками с ниспользованием кондукционных датчиков расхода, установленных нв смежных учась ках трубопровода различной толщины, скоростные компоненты сигналов, снимаемых с пар скоростных электродов датчиков, расположенных на смежных участках трубопровода, уравнивают при одной и той.же скорости метвллай формируют в заданной линейной комбийвяии разность сигналов, снимаемых с пар вихревых электродов датчиков, расположенных на смежных участках труба- проводе, и после этого осуществляют измерение расхода металла сравнением сигнала, полученного со скоростных электродов, с разностью сигналов с пар вихревых электродов, расположенных на смежных участкахтрубопровода, полученной в заданной линейной комбинацйи. Предлагаемый способ измерения расхода жидкого металла позвопяетподучить сигнал расхода, не зависящий отвеличины шунтируюшего действия стенок труьбопровода иконтактиогосопротивленияприизменении шунтирующего эффекта стенокв .широких пределах, например, вследствие изме-,нения температуры, без какой-либо специ Оапьной дополнительной настройки схемы. Этообеспечивается за счет создания калибровоч-ного напряжения, не зависящего от скоростиметалла, но зависящего от шунтируюшегоэффекта в той же мере, что и скоростной 15сигнал.Способ может быть реализован с помощьюдвух коидукционных датчиков расхода, установленных на смежных участках трубопровода различной толщины, При движении жидкого 20ме галла по трубопроводу с эпектропр.-водящими стенками сигналы с пар скоростныхэлектродов датчиков, расположенных на смежных участках трубопровода, затем при однойи той же скорости жидкого металла указанные сигналы выравнивают, Снимают сигналыс пвр вихревых электродов датчиков, расположенных на смежных участках трубопровода,формируют разность указанных сигналов взаданной линейной комбинввции. При этом получают калибровочное напряжение, не зависящее от скорости металла, но зависящееот шунтирующего эффекта в той же степени,что и скоростной сигнал. После этого осушесчвляют измерение расхода металла, сравнивая сигнал, попучениый со скоростных электродов, с разностью сигналов с пар вихревыхзлектрбдов, расположенных на смежных учасчках трубопровода, подученной в заданной линейной комбинации,Сигнал расхода на 1 ом участкеЦЧВи к - "СК 1 1 %1+-а45 ЗхМ 3О щк -скх л 1 Жна 2-ом участке 6 д, где В и В -индукции магнитного поля на соответствующих участках трубопровода; К .и К е- коэффициенты, зависящие от распре 1деления магнитного поля:155 -. толщина стенокид " диаметр трубопроводами) коэффициент, зависяпщй от соотношения проводимостей стенок трубопровода и жидкого металла, в также от контактного сопротивления,Сигнал, снимаемый с вихревых электродов,на 1-ом участке трубопровода и на 2-ом участке 0 Вь = К В цЕя а х где Ю - частота изменения магнитного поля во времени; расстояние между вихревыми элек родами. После выравнивания цц. имеемск ск КВ К ВЖ, ц, Составим линейную комбинацию м Циы, -"вь,- коэффициент, не зависящий от.электре . ческих свойств металла и трубопроводеКив ): иии и уиииом(1) О в-ВЕК В а 1-5 экв+ %г "зквф 1 Ва -РФ и (% ж )к,а,вЕр-рм выбирая Р= - , имеемО дедоватедьно"иииКВ 3 - ии-иЧ откуда3Тем самым, комбинируя вихревые сигналы нв разных участках в соотношении, ие зависящем от электрических свойств жидкооти и стенок трубопровода, можно осуществить измерение расхода путем сравнения величины Ояви со скоростным сигналом надюбом из участков трубопроводаОск скРезультат измерения не будет зависеть от электрических свойств жидкости и стенок; Кроме этого сохраняется возможность измерения расхода без пропивной грвдуировки.Благодаря использованию сигналов с вихревых электродов отпадает также необха димость в полной идентичности полей на двух указанных участках трубопровода.Предлагаемый способ может быть реализован на кондукционном расходомере жидких металлов, изображенном на чертеже.,Он содержит магнитного систему 1 переменноготока, трубопровод 2 с двумя смежными различными по толщине участками, расположенными вдоль трубопровода на каждом из учаськов основными электродами 3 и 4 для снятия скоростных потенциалов и дополнительны-.ми электродами 5 и 6 для снятия вихревыхпотенциалов, усилители 7 и 8, входы первого усилителя через двухпозиционные переключателе 9 и 10 соединены с основнъсми 3 идополнительными 5 электродами с одногоучастка трубопровода, входывторого усилителя через двухпозиционные переключатели11 и 12 связаны с основными электродами4 и дополнительными электродами 6 со смеж ного участка трубопровода. Выход усилителя 7 непосредственно соединен с выходнымдифференциальным усилителем 13, Выход усилителя 8 .через трехлозиционный( переключатель 14 связан с вьсходным дифференцивль 20ным усилителем 13 и через делитель 15 заземлен. Вьсход диф(аренциального усилителя13 через двухпозиционный переключатель16 соединен с фазовым детектором 17 непосредственно и через фазовращатель 18.- 25Выход фазового детектора 17 соединен сийдикатором 18,Изменением коэффициента преобразованияодного из усилителей 7 или 8 добиваютсяравенства скоростных сигналов О = 0, 0т,енуля на индикаторе 19.Для выполнения условия Оэвф век,."цвылт.е. для калибровки рвсходомера, переключатели измерительной схемы переводятся в по-.ложение П, При этом сигналы с групп 5 и Зф6 допопнительньсх электродов поступают наусилители 7 и 8. С выхода усилителя 7 вихревой сигнал подается на выходной дифференциальный усилитель 13 непосредственно,а с вьсхода усилителя 8 через делитель ф15 и переключатель 14. Получают заданнуюлинейную комбинацию вихревьсх сигналов сдвух смежных участков трубопровода 2, Свыхода дифференциального усилителя 13 сигналпоступает на фазоврвщатель 18 с коэффициен-том передачи, равным 1, и затем через переключатель 16-на фазовый детектор 17 ииндикатор 19, Изменяя чувствительность индикатора 18, устанавливают необходимое знв-50чение калибровочного напряжения О,к ,.Таким образом, расходомер калибруют почувствительности, используя в качестве ка-.либровочного сигнала попученную линейнуюкомбинацию вихревых сигналов со смежных55участков трубопровода 2.. Для отсчета расхода в трубопроводе 2переключатель 14 измерительной схемы расходомера переводится в положение Ш ост;с:ссньсе переключатели в положение 1, При этьс(1сигнал с пары 3 основныхэлектродов поступает на вход усилителя 7 и затем на входдифференциального усилителя 13. Второй входдифференциального усилителя 13 заземляется.Таким образом, в этом положении измеритепс:ной схемы на дифференциальный усилительпоступает с основных электродов одного иэучастков трубопровода, который сравниваютс калибровочным сигналом, полученным в заданной линейной комбинации, С выхода дифференциальногоусилителя 13 через фазовыйдетектор.17 сигнал поступает на индикатор;19, который регистрирует расход жссдссос.ометалла.Предлагаемый способ измерения расходажидкого металла по сравнению с известспсмиспособами позюляет повысить точность измерений за счет получения сигнала расхода,не зависящего от. величины шунтирующегосопротивления стенок трубопровода и контактного сопротивления. При этом на точность показаний не влияет изменение шунтируюсцегоэффекта стенок в сдирокссх пределах, например, вследствче изменения температуры, ине требуется специальная дополнительная настройка схемы, ас;повышессие точности измерений происходит эв счет создания калибровочного напряжения, не зависящего от скорости жидкости, но зависящего от шунтирующего эффекта в той же мере, что и скоростнойсигнал,Ф ормула изобрете ни яСпособ измерения расхода жидкого металла в трубопроводах из апектропроводящегоматериала путем измерения скоростных ивихревьсх компонент сигналов, снимаемыхс электродов, и сравнивания этих сигналов,о т л и ч а ю ш и й с я: тем, что, с цельюповышения точности и обеспечения беспроливной тарировки, уравнивают скоростныекомпоненты сигналов, снимвемьсх с электродов, расположенных на смежных участкахтрубопровода различной топпсиссьс, при однойи той же скорости металла, и формируютР:сзность вихревых компонентов сигнвссов,снимвемьсх с электродов, расположенных насмежных участках трубопровода различной(с(ссточникиинформассииу принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство СССРМ 308388, кл. Я 01 Б, 27/ОО, 1968.П. Авторское свидетельство СССРМ 433851, кл. Ь 01 Р 1/ОО, 1972.591697 Составитель Ж, ТеслерРедактор Н, Петрова Техред 3. Фанта Корректор Н, Ковалева П фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, .4 з 577/33 Тираж ЦНИИЦИ Государстве по делам 1303, 8721 Подписноеного комитета Совета Министров СССизобретений и открытийосква, Ж-ЗБ, Раушская наб., д, 4 Ю