RU2335774C1 - Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone - Google Patents
Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2335774C1 RU2335774C1 RU2007120370/28A RU2007120370A RU2335774C1 RU 2335774 C1 RU2335774 C1 RU 2335774C1 RU 2007120370/28 A RU2007120370/28 A RU 2007120370/28A RU 2007120370 A RU2007120370 A RU 2007120370A RU 2335774 C1 RU2335774 C1 RU 2335774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permanent magnet
- additional
- main
- magnets
- magnet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости потока электропроводящей жидкости, например морской воды.The invention relates to measuring technique and is intended to measure the flow rate of an electrically conductive liquid, such as sea water.
Известен измеритель скорости Смита-Слепяна [1, стр.138, рис.47], содержащий электромагнит, образованный сердечником с обмоткой, расположенными у твердой поверхности, например у борта корабля, и два электрода. Электромагнит создает в жидкости, движущейся вдоль твердой поверхности, магнитное поле, что приводит к возникновению в ней э.д.с., которую измеряют как напряжение между электродами. Недостатком известного измерителя является то, что измерение производится в пограничном слое (слое, близком к твердой поверхности), в котором поток является возмущенным.The known Smith-Slepyan speed meter [1, p.138, Fig. 47], containing an electromagnet formed by a core with a winding located on a solid surface, for example at the side of the ship, and two electrodes. An electromagnet creates a magnetic field in a fluid moving along a solid surface, which leads to the appearance of an emf in it, which is measured as the voltage between the electrodes. A disadvantage of the known meter is that the measurement is performed in a boundary layer (a layer close to a solid surface) in which the flow is perturbed.
Известно также устройство для измерения пульсаций скорости потока электропроводящей жидкости [2], которое по технической сущности наиболее близко к предлагаемому и выбранному в качестве прототипа. Устройство содержит основной постоянный магнит, выполненный в виде тела вращения с зазором, покрытый диэлектриком, электроды, расположенные на поверхности диэлектрика и вдоль поперечного зазора и подключенные к измерительной схеме, дополнительный постоянный магнит, выполненный в виде тела вращения и помещенный в нерабочую зону основного постоянного магнита. В устройстве-прототипе расположение основного и дополнительного магнитов позволяет усилить индукцию магнитного поля за пределами возмущенного пограничного слоя, однако при этом также усиливается индукция магнитного поля и в пределах пограничного слоя, что не позволяет в достаточной мере исключить влияние пограничного слоя на точность результатов измерений.There is also known a device for measuring the pulsations of the flow velocity of a conductive fluid [2], which by technical essence is closest to the proposed and selected as a prototype. The device contains a main permanent magnet made in the form of a body of revolution with a gap, coated with a dielectric, electrodes located on the surface of the dielectric and along the transverse gap and connected to the measuring circuit, an additional permanent magnet made in the form of a body of rotation and placed in the non-working area of the main permanent magnet . In the prototype device, the location of the main and additional magnets allows you to enhance the magnetic field induction outside the perturbed boundary layer, however, this also increases the magnetic field induction within the boundary layer, which does not sufficiently exclude the influence of the boundary layer on the accuracy of the measurement results.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего производить измерение скорости потока электропроводящей жидкости с выносом зоны измерения за пределы пограничного слоя вблизи преобразователя.The objective of the invention is to provide a device that allows you to measure the flow velocity of a conductive fluid with the removal of the measurement zone outside the boundary layer near the transducer.
Сущность изобретения заключается в том, преобразователь скорости потока электропроводящей жидкости, содержащий пару электродов, основной постоянный магнит, дополнительный постоянный магнит, отличается тем, что дополнительно содержит два основных постоянных магнита и содержит три дополнительных постоянных магнита, при этом первый, второй, третий основные постоянные магниты имеют призматическую форму и расположены таким образом, что поверхности первого и второго основных постоянных магнитов, обращенные друг к другу, параллельны между собой и параллельны обращенным друг к другу поверхностям второго и третьего основных постоянных магнитов, ориентация полюсов второго основного постоянного магнита противоположна ориентации полюсов первого и третьего основных постоянных магнитов, первый, второй, третий, четвертый дополнительные постоянные магниты имеют форму пластин, первый дополнительный постоянный магнит прикреплен к поверхности первого основного постоянного магнита, обращенной к второму основному постоянному магниту, ориентация полюсов первого дополнительного постоянного магнита противоположна ориентации полюсов первого основного постоянного магнита, второй дополнительный постоянный магнит прикреплен к поверхности второго основного постоянного магнита, обращенной к первому основному постоянному магниту, ориентация полюсов второго дополнительного постоянного магнита противоположна ориентации полюсов второго основного постоянного магнита, третий дополнительный постоянный магнит прикреплен к поверхности второго основного постоянного магнита, обращенной к третьему основному постоянному магниту, ориентация полюсов третьего дополнительного постоянного магнита противоположна ориентации полюсов второго основного постоянного магнита, четвертый дополнительный постоянный магнит прикреплен к поверхности третьего основного постоянного магнита, обращенной к второму основному постоянному магниту, ориентация полюсов четвертого дополнительного постоянного магнита противоположна ориентации полюсов третьего основного постоянного магнита, первый электрод пары электродов расположен в зазоре между первым и вторым дополнительными постоянными магнитами, второй электрод пары электродов расположен в зазоре между третьим и четвертым дополнительными постоянными магнитами, поверхности всех магнитов, обращенные к зоне измерения за пределами пограничного слоя вблизи поверхности преобразователя, находятся в одной плоскости.The essence of the invention lies in the fact that the flow velocity Converter of a conductive fluid containing a pair of electrodes, a main permanent magnet, an additional permanent magnet, characterized in that it further comprises two main permanent magnets and contains three additional permanent magnets, the first, second, third main constants the magnets have a prismatic shape and are arranged so that the surfaces of the first and second main permanent magnets facing each other are parallel between themselves and parallel to the facing surfaces of the second and third main permanent magnets, the orientation of the poles of the second main permanent magnet is opposite to the orientation of the poles of the first and third main permanent magnets, the first, second, third, fourth additional permanent magnets are in the form of plates, the first additional permanent magnet is attached to the surface of the first primary permanent magnet facing the second primary permanent magnet, the orientation of the poles of the first additional the permanent magnet is opposite to the orientation of the poles of the first main permanent magnet, the second additional permanent magnet is attached to the surface of the second main permanent magnet, facing the poles of the second additional permanent magnet is opposite to the orientation of the poles of the second main permanent magnet, the third additional permanent magnet is attached to the surface the second main permanent magnet, facing the third main permanent the magnet, the orientation of the poles of the third additional permanent magnet is opposite to the orientation of the poles of the second main permanent magnet, the fourth additional permanent magnet is attached to the surface of the third main permanent magnet facing the second main permanent magnet, the orientation of the poles of the fourth additional permanent magnet is opposite to the orientation of the poles of the third main permanent magnet, the first electrode of the pair of electrodes is located in the gap between the first and second additional -inflammatory permanent magnet, a second electrode pair electrode is disposed in the gap between the third and fourth additional permanent magnet, the surface of the magnet facing the measuring area outside the boundary layer near the surface of the transducer are located in one plane.
Преобразователь может дополнительно содержать четвертый, пятый, шестой основные постоянные магниты, пятый, шестой, седьмой, восьмой дополнительные постоянные магниты, вторую пару электродов.The Converter may further comprise a fourth, fifth, sixth main permanent magnets, fifth, sixth, seventh, eighth additional permanent magnets, a second pair of electrodes.
При использовании магнитов из магнитотвердого материала Nd-Fe-B отношение толщины дополнительных магнитов к толщине основных постоянных магнитов преимущественно лежит в диапазоне от 0.3 до 0.5 и отношение ширины зазора между дополнительными постоянными магнитами к толщине основных постоянных магнитов преимущественно лежит в диапазоне до 0.5.When using magnets made of hard magnetic material Nd-Fe-B, the ratio of the thickness of the additional magnets to the thickness of the main permanent magnets mainly lies in the range from 0.3 to 0.5, and the ratio of the gap width between the additional permanent magnets to the thickness of the main permanent magnets mainly lies in the range up to 0.5.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представленыThe invention is illustrated by drawings, on which
фиг.1 - чертеж устройства;figure 1 - drawing of the device;
фиг.2 - разрез А-А;figure 2 is a section aa;
фиг.3 - схематичное изображение распределения магнитного поля;figure 3 - schematic representation of the distribution of the magnetic field;
На чертежах обозначено:In the drawings indicated:
1 - первый основной постоянный магнит;1 - the first main permanent magnet;
2 - второй основной постоянный магнит;2 - the second main permanent magnet;
3 - третий основной постоянный магнит;3 - the third main permanent magnet;
4 - первый дополнительный постоянный магнит;4 - the first additional permanent magnet;
5 - второй дополнительный постоянный магнит;5 - second additional permanent magnet;
6 - третий дополнительный постоянный магнит;6 - the third additional permanent magnet;
7 - четвертый дополнительный постоянный магнит;7 - the fourth additional permanent magnet;
8 - первая пара электродов;8 - the first pair of electrodes;
9 - вторая пара электродов;9 - the second pair of electrodes;
10 - силовые линии магнитного поля основных постоянных магнитов;10 - magnetic field lines of the main permanent magnets;
11 - силовые линии магнитного поля дополнительных постоянных магнитов;11 - magnetic field lines of additional permanent magnets;
12 - четвертый основной постоянный магнит;12 - the fourth main permanent magnet;
13 - пятый основной постоянный магнит;13 - the fifth main permanent magnet;
14 - шестой основной постоянный магнит;14 - the sixth main permanent magnet;
15 - пятый дополнительный постоянный магнит;15 - fifth additional permanent magnet;
16 - шестой дополнительный постоянный магнит;16 - the sixth additional permanent magnet;
17 - седьмой дополнительный постоянный магнит;17 - seventh additional permanent magnet;
18 - восьмой дополнительный постоянный магнит.18 - eighth additional permanent magnet.
Устройство для измерения скорости потока электропроводящей жидкости содержит пару 8 электродов, первый основной постоянный магнит 1 и первый дополнительный постоянный магнит 4. Устройство также содержит второй и третий основные постоянные магниты 2 и 3, второй, третий, четвертый дополнительные постоянные магниты 5, 6, 7, при этом первый, второй, третий основные постоянные магниты 1, 2, 3 имеют призматическую форму. Преимущественно основные постоянные магниты имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Магниты расположены таким образом, что поверхности первого и второго основных постоянных магнитов 1 и 2, обращенные друг к другу, параллельны между собой и параллельны обращенным друг к другу поверхностям второго и третьего основных постоянных магнитов 2 и 3, ориентация полюсов второго основного постоянного магнита 2 противоположна ориентации полюсов первого и третьего основных постоянных магнитов 1 и 3, первый, второй, третий, четвертый дополнительные постоянные магниты 4, 5, 6, 7 имеют форму пластин.The device for measuring the flow velocity of the electrically conductive liquid contains a pair of 8 electrodes, a first main permanent magnet 1 and a first additional
Первый дополнительный постоянный магнит 4 прикреплен к поверхности первого основного постоянного магнита 1, обращенной к второму основному постоянному магниту 2, ориентация полюсов первого дополнительного постоянного магнита 4 противоположна ориентации полюсов первого основного постоянного магнита 1. Второй дополнительный постоянный магнит 5 прикреплен к поверхности второго основного постоянного магнита 2, обращенной к первому основному постоянному магниту 1, ориентация полюсов второго дополнительного постоянного магнита 5 противоположна ориентации полюсов второго основного постоянного магнита 2. Третий дополнительный постоянный магнит 6 прикреплен к поверхности второго основного постоянного магнита 2, обращенной к третьему основному постоянному магниту 3, ориентация полюсов третьего дополнительного постоянного магнита 6 противоположна ориентации полюсов второго основного постоянного магнита 2.The first additional
Четвертый дополнительный постоянный магнит 7 прикреплен к поверхности третьего основного постоянного магнита 3, обращенной к второму основному постоянному магниту 2, ориентация полюсов четвертого дополнительного постоянного магнита 7 противоположна ориентации полюсов третьего основного постоянного магнита 3. Дополнительные и основные постоянные магниты скреплены между собой, например, путем склеивания.The fourth additional
Первый электрод первой пары 8 электродов расположен в пространстве между первым и вторым дополнительными постоянными магнитами 4 и 5.The first electrode of the first pair of 8 electrodes is located in the space between the first and second additional
Второй электрод первой пары 8 электродов расположен в пространстве между третьим и четвертым основными постоянными магнитами 6 и 7. Поверхности всех магнитов, обращенные к зоне измерения, находятся в одной плоскости.The second electrode of the first pair of
Устройство также может содержать четвертый, пятый, шестой основные постоянные магниты 12, 13 и 14, пятый, шестой, седьмой, восьмой дополнительные постоянные магниты 15, 16, 17 и 18, вторую пару 9 электродов, расположение которых друг относительно друга аналогично расположению первого, второго и третьего основных постоянных магнитов 1, 2 и 3, первого, второго, третьего и четвертого дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6 и 7, первой пары 8 электродов.The device may also contain a fourth, fifth, sixth main permanent magnets 12, 13 and 14, fifth, sixth, seventh, eighth additional permanent magnets 15, 16, 17 and 18, a second pair of 9 electrodes, the location of which relative to each other is similar to the location of the first, the second and third main
Отношение толщины дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7, 15, 16, 17, 18 к толщине основных постоянных магнитов 1, 2, 3, 12, 13, 14 преимущественно лежит в диапазоне от 0.3 до 0.5 и отношение ширины зазора между магнитами к толщине основных постоянных магнитов 1, 2, 3, 12, 13, 14 преимущественно лежит в диапазоне от 0 до 0.5. Нулевое значение нижней границы указанного диапазона означает, что дополнительные постоянные магниты могут быть практически прижаты друг к другу.The ratio of the thickness of the additional
Поверхность устройства покрыта слоем диэлектрического материала, в котором имеются отверстия для электродов. Поверхность электродов, соприкасающаяся с исследуемой жидкостью, покрыта губчатой платиной.The surface of the device is covered with a layer of dielectric material, in which there are holes for the electrodes. The surface of the electrodes in contact with the test liquid is covered with spongy platinum.
Основные постоянные магниты 1, 2, 3 создают магнитное поле в пространстве перед устройством. Дополнительные постоянные магниты 4, 5, 6, 7 создают в этом пространстве магнитное поле противоположной направленности. При этом благодаря меньшим размерам дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7, выполненных в виде тонких пластин, их магнитное поле по мере удаления от поверхности устройства ослабевает значительно быстрее, чем магнитное поле основных постоянных магнитов 1,2, 3. Это приводит к тому, что вблизи поверхности устройства магнитное поле представляет собой результат сложения противоположных магнитных полей основных постоянных магнитов 1, 2, 3 и дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7, а на удалении от поверхности устройства - только магнитное поле основных постоянных магнитов 1, 2, 3, так как там магнитное поле дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7 пренебрежимо мало (см. фиг.3).The main
Параметры основных постоянных магнитов 1, 2, 3, 12, 13, 14 и дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7, 15, 16, 17, 18 выбираются таким образом, чтобы на расстояниях, приблизительно равных толщине пограничного возмущенного слоя жидкости, индукция результирующего магнитного поля была близка к нулю. При использовании магнитов из магнитотвердого материала Nd-Fe-B данный результат достигается, если отношение толщины основных постоянных магнитов 1, 2, 3 к толщине дополнительных постоянных магнитов 4, 5, 6, 7 лежит в диапазоне от 0.3 до 0.5 и отношение ширины зазора между магнитами к толщине основных постоянных магнитов 1, 2, 3 лежит в диапазоне от 0 до 0.5.The parameters of the main
Пара 8 электродов подключена к дифференциальному входу измерительного усилителя, выход которого подключен к индикатору напряжения или аналого-цифровому преобразователю.A pair of 8 electrodes is connected to the differential input of the measuring amplifier, the output of which is connected to a voltage indicator or analog-to-digital converter.
Вторая пара электродов 9 может использоваться для повышения точности измерения путем обработки результатов измерений, полученных с использованием разных пар электродов.The second pair of electrodes 9 can be used to increase the accuracy of the measurement by processing the measurement results obtained using different pairs of electrodes.
Устройство работает следующим образом. Поток электропроводящей жидкости, например морской воды, движется вдоль поверхности устройства. Под действием магнитного поля в движущейся электропроводящей жидкости возникает электрическое поле, напряженность которого пропорциональна скорости движения жидкости и напряженности магнитного поля. На электродах, размещенных на поверхности устройства, индуцируются электрические потенциалы, пропорциональные скорости движения жидкости. Разность потенциалов между электродами пары электродов 8 определяется разностями потенциалов между точками, лежащими на нормалях к поверхности устройства и проходящих через точку соприкосновения электродов с жидкостью, причем только тех точек, в которых индукция магнитного поля не равна нулю. Так как вблизи поверхности устройства значение индукции магнитного поля близко к нулю, то в этой области пространства не образуется разности потенциалов и значения скорости возмущенного потока жидкости в данной области (пограничном слое) не влияют на результат измерений. Напряжение между электродами пары 8 электродов поступает на дифференциальный вход измерительного усилителя, в котором сигнал усиливается и далее измеренное значение отображается на индикаторе напряжения или сигнал преобразуется в цифровую форму и передается в вычислительное устройство для дальнейшей обработки.The device operates as follows. A flow of conductive fluid, such as seawater, moves along the surface of the device. Under the influence of a magnetic field in a moving electrically conductive liquid, an electric field arises, the intensity of which is proportional to the velocity of the liquid and the magnetic field. At the electrodes placed on the surface of the device, electric potentials are proportional to the velocity of the fluid. The potential difference between the electrodes of the pair of
Таким образом, устройство обеспечивает измерение скорости потока электропроводящей жидкости вне пограничного слоя вблизи поверхности устройства, что снижает уровень помех и повышает точность измерения.Thus, the device provides a measurement of the flow velocity of the electrically conductive liquid outside the boundary layer near the surface of the device, which reduces the level of interference and improves the accuracy of measurement.
Представленные чертежи и описание позволяет изготовить устройство по известным технологиям с применением известных материалов и использовать его для проведения измерений скорости потока жидкости, что характеризует изобретение как промышленно применимое.The presented drawings and description make it possible to manufacture the device using known technologies using known materials and use it for measuring fluid flow rates, which characterizes the invention as industrially applicable.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120370/28A RU2335774C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120370/28A RU2335774C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2335774C1 true RU2335774C1 (en) | 2008-10-10 |
Family
ID=39927931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120370/28A RU2335774C1 (en) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2335774C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579805C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to increase sensitivity of electromagnetic sensors of speed pulsations of hydrophysical fields converters |
| RU2637377C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-12-04 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Induction log sensor of increased strength |
-
2007
- 2007-06-01 RU RU2007120370/28A patent/RU2335774C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛОГИНОВ Н.И. Электромагнитные преобразователи расхода жидких металлов. - М., «Энергоиздат», 1981, с.с.48-51. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579805C2 (en) * | 2014-08-12 | 2016-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to increase sensitivity of electromagnetic sensors of speed pulsations of hydrophysical fields converters |
| RU2637377C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-12-04 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Induction log sensor of increased strength |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02234022A (en) | Flowmeter | |
| JPH0394121A (en) | Electromagnetic flow meter | |
| EP3338063B1 (en) | Inductive flow meter including extended magnetic pole pieces | |
| KR860003492A (en) | Method and device for measuring thickness of thin metal film deposited on conductive support | |
| CN109613297A (en) | A kind of flow velocity, flow detection device | |
| US4653319A (en) | Speed indicating means | |
| RU2335774C1 (en) | Velocity transducer with out-of-interface signal forming zone | |
| KR101141961B1 (en) | Liquid level and density measurement apparatus | |
| US1249530A (en) | Electromagnetic ship's log. | |
| RU2436200C1 (en) | Magnetoresistive sensor | |
| CN103197263A (en) | Small-sized alternating magnetoelectricity sensor with adjustable bias magnetic circuit | |
| JP2013101129A (en) | Eddy current sensor and detection object discrimination circuit | |
| WO2014127670A1 (en) | Flowmeter | |
| CN106932739A (en) | The micro- hanging bridge magnetic field sensing probe of optical fiber based on F P-structure | |
| RU2279737C1 (en) | Variable-resistance transducer | |
| RU2338207C1 (en) | Velocity converter with electric jamming compensation | |
| CN112684206B (en) | Permanent magnet type surface flow field sensor and sensor array | |
| Guelke et al. | The measurement of sea-water velocities by electromagnetic induction | |
| RU112437U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TURBULENT FLUID FLOW PARAMETERS (OPTIONS) | |
| RU178417U1 (en) | MAGNETIC STRUCTURE SCOPE | |
| JP2009210399A (en) | Eddy current sensor | |
| RU2555517C2 (en) | Large-bore electromagnetic flow meter | |
| RU2591277C1 (en) | Magnetic flow meter of liquid metal | |
| RU2312429C1 (en) | Magnetoresistive transducer | |
| SU842601A1 (en) | Active current threshold pickup |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |