Электромагнитный расходомер

Союз Советских Социалистических Реслублик(21) 2519280/18158 ки-Государственный ко СССР оо делам изобрете н открытий71) Заявител 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЪЙ РАСХОДОМЕР ройствам длеталлов и к у ихитные расходомеена электрическая актного сопротивпроводности измежит индуктор магбопровода с элекации влияния конизменения электро- среды. Схема коме мостовой схемы, ключены электрогоналей мостовой м, а другая через о сигнала в ток - го преобразоватеТрубопровод расходомераде цилиндрического канала,которого изменяется от электду по закону, близкому к закмомент баланса мостовой схение потенциалов на внутрен выполнен в витолщина стенок рода к электроону косинуса. В мы распределеей поверхности Изобретение относитсяизмерения расхода жидкдукционным методом.Известны электромагнры, в которых предусмотркомпенсация влияния контления и изменения электроряемой среды 11.Этот расходомер содернитного поля, участок трутродами и схему компенстактного сопротивления ипроводности измеряемойпенсации выполнена в видв одно из плеч которой вды, причем одна из диасхемы соединена с входопреобразователь выходногс выходом измерительноля: Дата опубликования описания 15.09. И. Петрушайтис, Б. С, Спрыгин и В. Р. Тулени стенки канала, вызванное током компенсации от преобразователя тока, приблизительно равно распределению потенциалов в пограничном слое измеряемой среды, вызванному взаимодействием потока контролируемой среды с магнитным полем. При таком режиме изменение контактного сопротивления и электропроводности измеряемой среды в известных пределах не влияет на результат измерения, так как в этом случае режим работы описанного расходомера эквивалентен режиму работы расходомера, у которого внутренняя стенка канала имеет электроизоляционное покрытие.Недостатками описанного расходомера являются сложность схемы и конструкции измерительного преобразователя и связанные с этим низкие надежность и точность измерения, поскольку сопротивление стенки трубопровода незначительно 10 З - 104 Ом, а разность потенциалов между электродами, вызванная взаимодействием потока измеряемой среды с магнитным нолем, составляет несколько милливольт. Поэтому для достижения эффекта компенсации влияния контактного сопротивления и изменения электропрводности измеряемой среды преобразоитель должен поддерживать с высокой стеиеньк точности ток, равный нескольким десп к;м ампер, проходящий через электроды и стенки трубопровода. Упомянутый преб)азов пель является элементом обратнойсвязи расходомера, определяющим метрологические характеристики прибора, а прикнз;нгий схеме преобразования и значениях тока очень сложно обеспечить высокието псть и надежность прибора.Целью изобретения является повышениетоннсти и надежности измерения.Это достигается тем, что в предлагаемомр;сходомере схема компенсации содержити ц ратор переменного тока, электронныйключ, трансформатор тока, безреактивное сопротивление и компаратор, первичная обмогка трансчорматора тока подключена последовательно с безреактивным сопротив,гснпсм к генератору переменного тока, а вторичная обмотка трансформатора тока подклкчена к электродам.Электрсды последовательно с безреактивным сопротивлением подключены ко входукомпаратора, выход которого подключен куправляющему входу электронного ключа,сигнальный вход электронного ключа подклкчен к генератору переменного тока, авыход электронного ключа - к индикаторувыходного сигнала,На фиг. 1 приведен описываемый расходомер; на фиг. 2 (и, б, в) - распределение токов в стенках .трубопровода и жидкости.Расходомер содержит индукторпостоянного магнитного поля, выполненный из немагнитной стали, участок трубопровода 2,толщина стенок которого в радиальном направлении от электрода к электроду изменяется по закону, близкому к закону косинуса, электроды 3, генератор 4 переменноготока, трансформатор тока 5 с первичной 6и вторичной 7 обмотками, безреактивное сопротивление 8, компаратор 9, электронныйключ 10 и индикатор 11.Расходомер работает следующим образом. При движении по трубопроводу 2 электропроводной жидкости, например жидкогометалла, в жидкости и стенках трубопровода наводится электрическое поле, обусловленное взаимодействием потока жидкости смагнитным полем индуктора 1. Напряженность электрического поля пропорциональна индукции магнитного поля и скоростипотока, Под действием этого электрическогополя в жидкости и стенках трубопроводапротекают циркуляционные токи, которыесхематично показаны на фиг. 2 а, при условии, что ток от генератора 4 равен нулю.Если же жидкость неподвижна, а ток отгенератора 4 не равен нулю, то в жидкостии стенках трубопровода протекают циркуляционные токи, схематично показанные на фиг. 2 б и обусловленные током генератора 4.Когда оба источника циркуляционных токов (один из которых - наведенное в жидОкости электрическое поле, а второи - ге нератор переменного тока) существуют одновременно, т. е. когда жидкость движется, а ток, протекающий от, генератора 4 через электроды 3, не равен нулю, то токи, протекающие через пограничный слой жидкости, будут определяться алгебраической суммой токов, создаваемых каждым из источников.Очевидно, что при определенном значении скорости потока жидкости и при определенном направлении и значении тока от генератора 4 может наступить такой момент, 1 когда результирующий ток в пограничномслое жидкости будет равен нулю. В этот момент распределение потенциалов на внутренней стенке трубопровода совпадает с распределением потенциалов в пограничном слое зожидкости, а ток от генератора 4 протекает только по стенкам трубопровода 2.Этот режим работы расходомера, схематично изображенньй на фиг. 2 в, эквивалентен режиму работы расходомера, в котором внутренняя поверхность трубопровода выполнена из электроизоляционного материалаПоэтому изменение контактного сопротивления и электропроводности измеряемой среды в этот момент не влияет на распределение потенциалов в пограничном слое жидзокости и на внутренней поверхности трубопровода.Для каждого значения расхода жидкостибудет иметь место соответствующее значение тока генератора, при котором наступает компенсация влияния контактного сопротивления и изменения электропроводности измеряемой среды. Это обуславливается тем, что в момент компенсации ток, подводимый к электродам 3 от генератора 4 через вторичную обмотку 7 трансформатора 5, протекает только по стенке трубопровода, создавая, как отмечалось выше, режим работы расходомера, эквивалентный режиму работы расходомера с непроводящими стенками. Возникающая при этом между электродами ЭДС, обусловленная движением жидкого металла, будет равна по величине и противоположна по знаку напряжению, возникающему на безреактивном сопротивлении 8 и обусловленному током, который поступает на это сопротивление от генератора 4 через зо первичную обмотку 6 трансформатора 5. Сле -довательно, в момент компенсации контактного сопротивления, напряжение на входе компаратора 9, равное сумме напряжений поступающего с электродов 3 и возникающего на сопротивлении 8, будет равно нулю. ИКомпаратор срабатывает и подает сигнал на управляющий вход электронного ключа 10, который открывается и коммутируетнапряжение с выхода генератора 4 на вход индикатора 11, который фиксирует значение напряжения генератора, соответствующее моменту наступления компенсации. Это напряжение генератора и является мерой расхода измеряемой среды.Результат измерения практически не зависит от закона измерения тока генератора 4.Если обеспечивается достаточно высокое быстродействие компаратора, то вместо генератора тока может быть использована 10 иром ы шлеи н а я сеть перемен ного тока.Формула изобретения Электромагнитный расходомер, содержащий индуктор магнитного поля, участок трубопровода с электродами, схему компенсации влияния контактного сопротивления и электропроводности измеряемой среды и индикатор выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, в схему компенсации введены генератор переменного тока, электронный ключ, трансформатор тока, безреактивное сопротивление и компаратор, при этом первичная обмотка трансформатора тока подключена последовательно с безреактивным сопротивлением к генератору переменного тока, а вторичная обмотка трансформатора тока подключена к электродам, электроды последовательно с безреактивным сопротивлением подключены к входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа, сигнальный вход электронного ключа подключен к генератору переменного тока, а выход электронного ключа - к индикатору выходного сигнала.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство Уо 200199, кл. 6 01 Г 1/58, 966.684312 Редактор П, Би Заказ 526830 мит ая Составитель Ж. ТеТехред О. ЛуговаяТираж 866 ЦН ИИ П И Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж - .35, Рауш Филиал ПП П Патент, г. Ужгор ер Корректор В. Синицкая Подписное та СССРытийаб., д. 4/5Проектная