Электромагнитный расходомер

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСощиапистичесиииРеспубпии м 901826(5). л. 6 01 Г 1/58 Гаоударстмниьй комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 681.12: :538.52 (088.8) Опубликовано 30.01.82 Бюллетень М 4 Дата опубликования описания 30 .0 1. 82(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР Изобретение относится к измерениям расхода электропроводящих жидкостей электромагнитным методом.Известны электромагнитные расходомеры, содержащие магнитную систему, канал, футерованный изнутри изоляционным материалом, два электрода, установленных заподлицо с внутренней поверхностью канала и контактируоцих с измеряемой средой,и измерительнуюсистему 113 .Недостатками таких расходомеров я ел я ют ся чу вст ви тел ь иост ь к профилю скорости потока в канале и низкая "точность измерения нестационарных процессов.Известны также электромагнитные расходомеры, содержащие магнитную систему с постоянным магнитом, канал прямоугольного поперечного сечения и измерительную систему. Стенки канала таких расходомеров, перпендикулярные магнитному полю, выполняются из диэлектрика, а стенки, параллельные магнитному полю, изготавли- ваются из электропроводящего материала и выполняют роль электродов.Разность потенциалов между электродами равнаЕ=Е +Е=(Е +Е )+Еи где Е - сигнал расхода,Е - напряжение помех, вызванных электродными процессами;Е - постоянная составляющая сигнала расхода,Е - переменная составляющаясигнала расхода.Электродные процессы изменяются1сравнительно медленно, и поэтому изза их влияния постоянная составляющая Е и низкочастотные составляющиене могут быть измерены с необходимой20степенью точности. На,результаты жеизмерения переменной составляоцей(с частотой выше некоторого значения) Е электродные процессы существенного влияния не оказывают 21.где 3 90182Таким образом, электромагнитныйрасходомер с постоянным магнитнымполем измеряет переменную составляющую расхода и не может измерять с приемлемой точностью постоянную составляющую и низкочастотные составляющиерасхода, а следовательно, и полныйрасход среды.Цель изобретения - повышение точности измерения расхода нестационарных потоков в широком диапазоне частот,Поставленная цель достигаетсятем, что в электромагнитном расходомере, содержащем магнитную систему 15с постоянным магнитом, канал прямоугольного поперечного сечения и измерительную систему, магнитная система снабжена электрически изолирован.ными пластинами, размещенными в кана- щле перпендикулярно боковым стенкам;в промежутках между которыми на боковых стенках и параллельно им размещены электропроводящие пластины, причем каждая соседняя пара электропроводящих пластин, размещенных в одномпромежутке между электрически изолированными пластинами, подключена кусилителю, а выходы всех усилителейподключены к сумматору. ЗОНа чертеже представлен предлагаемыйрасходомер.Расходомер состоит из преобразователя расхода и измерительной схемы.Преобразователь расхода содержит магнитную систему, образованную пластинами 1 и ярмом 2, и канал (участоктрубопровода), по которому протекаетизмеряемая жидкость. На боковых стен.ках канала расположены электроды 3,В канале между пластинами 1 параллельно боковым стенкам размещеныэлектроды ч, Верхняя и нижняя стенки канала образованы верхней и нижнейпластинами 1. Таким образом образуются элементарныеканалы прямоугольного сечения. Поверхности пластин 1,соприкасающиеся. с измеряемой средой,покрыты изоляционной футеровкой.Электроды каждого "элементарного" ка 50нала подключены к соответствующемуусилителю 5. Выходы всех усилителейподключены к сумматору 6, выход которого подключен к измерительной сис)теме 7.При протекании измеряемой средыпо каналу преобразователя расхода накаждой паре электродов наводятся ЭДСв резуаьтате взаимодействия движущейся среды и магнитного поля, создаваемого магнитной системой, Эти ЭДС усиливаются усилителями 5, суммируютсясумматором 6 и измеряются измерительной системой 7. Таким образом, результирующий выходной сигнал расходомерапредставляет собой сумму сигналовпараллельных "элементарных" каналов,т,е. соответствует расходу измеряемой среды, протекающей через полноесечение канала преобразователя расхода,где Е - ЗДС на электродах 1-гом"элементарного канала,Е = Е+ Егде Ер - сигнал расхода,Р,Е . - ЗДС помех, обусловленных01,электродными процессами.Тогда результирующий выходной сигнал расходомераи иЕ =Е . + , ЕпПервое слагаемое представляет собой сумму сигналов, определяемыхрасходом измеряемой среды, протекающей по каждому "элементарному" каналу, Суммирование их производится алгебраически, т.е.ИЕР. =Е +Е ++ЕВторое слагаемое представляетсобой сумму ЭДС помех, имеющих случайный характер, так как они зависятот многих независимых случайных причин: состояния поверхности электродов,флуктуации электродных потенциалов,изменений в двойном приэлектродномслое, вызванных движением измеряемой среды относительно электрода,тепловых шумов сопротивления измеряемой среды и пр. Закон распределения значений помех от электродныхпроцессов близок к нормальному с математическим ожиданием, равным нулю,Дисперсия оценки математическогоожидания Е равна иЕСРЬР - дисперсия оценки матемайтического ожидания слага"емогоиЕв - ЕдМ - дисперсия составляющих Евлп - число "элементарных"каналов,5 90182Таким образом, в предлагаемом расходомере существенно уменьшены помехи от электродных процессов, и тембольше, чем больше число параллельных "элементарных" каналов.5, Включание усилителя в измерительную цепь каждого канала устраняетвзаимное влияние импедансов "элементарных" каналов. Беэ согласующих усилителей измерительные цепи каналов 1 Онагружали бы друг друга. Усилителидолжны иметь симметричный высокоомный вход,Ярмо 2, замыкающее магнитную цепь,является также электромагнитным экраном преобразователя расхода.Из чертежа видно, цто магнитныеполя пластин 1 складываются, а вмагнитной цепи нет зазоров, обуславливаеьах толщиной стенок трубопровода оТакая конструкция магнитной системыобеспечивает высокие значение и однородность магнитного поля. Пластины 1 могут быть изготовлены из оксидных магнитов, обладающих большой икоэрцитивной силой и имеющих оченьвысокое удельное электрическое сопротивление. Последнее позволяет отказаться от изоляционного покрытия нижних и верхних стенок "элементарных" звканалов,Предлагаемый электромагнитный рас.ходомер с постоянным полем, создаваемым постоянным магнитом, имеет высокую точность в широком диапазоне час-зтот, достигаемую повышением отношениясигналпомеха.Кроме того, при больших диаметрахтрубопровода в известных расходомерах возникают трудности с созданием магнитного поля с необходимой однородностью. Постоянные магниты больших размеров сложно изготовить иэ-за технологических трудностей. В предлагаемом расходомере магнит изготовлен иэ плоских пластин, число которых определяется необходимой величиной маг" нитного поля.Формула изобретенияЭлектромагнитный расходомер, содержащий магнитную систему с постоян"ным магнитом, канал прямОугольногопоперечного сечения и измерительнуюсистему, о т л и ц а ю щ и й с ятем, что с целью повышения точностиизмерения расхода нестационарных потоков, магнитная система снабженаэлектрически изолированными пластинами, размещенными в канале перпенди"кулярно боковым стенкам, в промежутках между которыми на боковых стен"ках и параллельно им размещены электропроводящие пластины, причем каждаясоседняя пара электропроводящих пластин, размещенных в одном промежуткемежду электрически изолированнымипластинами, подключена к усилителю,а выходы всех усилителей подключены к сумматору.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Корсунский Л.М. Электромагнит"ные гидрометрические приборы. МСтандартгиз, 1961, с. 7.2, Там же, с.39-46, 115-118 (про"тотип),901826 Составитель С.Лебедеведактор Е.Дичинская Техред С. Мигунова Корр ректо М,Дем д. 4/5 пиал ППП "Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 аз 12356/49 Тираж 670 ВНИИА Государственного по делам изобретений 113035, Москва, )Х, РПодписнокомитета СССРи открытийушская наб.,