RU2599283C1

RU2599283C1 - Electromagnetic flow meter

Info

Publication number: RU2599283C1
Application number: RU2015145180/28A
Authority: RU
Inventors: Иван Дмитриевич Вельт; Александр Николаевич Хаустов
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-10-10

Abstract

FIELD: measurement technology.

SUBSTANCE: invention relates to the field of flow measurement by electromagnetic method. Proposed electromagnetic flow meter with rectangular cross-section channel, in which on each wall, disposed parallel to the magnetic field is set at least three electrodes, contact surfaces of which have round shape with diameter less than 1/10 of the width of the channel wall, note here that all electrodes are located at equal distance from each other along line of intersection of wall surface with the plane of the central cross section. Measure of flow rate is the sum of potentials differences of all electrodes.

EFFECT: increasing of accuracy of measuring flow rate with variable flow structure.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода электропроводных жидкостей в трубопроводах.The invention relates to instrumentation, in particular to the field of flow measurement by the electromagnetic method, and can be used to measure the flow rate of electrically conductive fluids in pipelines.

Известны электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей, содержащих участок трубопровода прямоугольной формы из немагнитного материала, внутренняя поверхность которого покрыта электроизоляционным материалом, индуктор, обеспечивающий в канале магнитное поле, электроды в виде прямоугольных пластин, равных ширине боковым стенкам канала, и измерительное устройство [1]. Пластинчатые электроды установлены на противоположных стенках канала, параллельных магнитному полю, на пересечении двух линий, одна из которых перпендикулярна магнитному полю, а другая является линией пересечения поверхности стенки и плоскости центрального поперечного сечения канала. Эти электроды составляют собой пару, разность потенциалов между которыми служит мерой расхода и измеряется измерительным устройством. Вследствие усредняющего действия пластинчатых электродов практически никакая деформация потока (т.е. изменение структуры потока) не отражается на показаниях расходомера [1]. Это ценное достоинство электромагнитного расходомера с прямоугольным каналом.Known electromagnetic flowmeters for measuring the flow rate of electrically conductive liquids containing a section of a rectangular pipeline of non-magnetic material, the inner surface of which is coated with an insulating material, an inductor providing a magnetic field in the channel, electrodes in the form of rectangular plates equal to the width of the side walls of the channel, and a measuring device [1 ]. Plate electrodes are mounted on opposite walls of the channel parallel to the magnetic field, at the intersection of two lines, one of which is perpendicular to the magnetic field, and the other is the line of intersection of the wall surface and the plane of the central cross section of the channel. These electrodes are a pair, the potential difference between which serves as a measure of flow and is measured by a measuring device. Due to the averaging effect of plate electrodes, practically no deformation of the flow (ie, a change in the structure of the flow) is reflected in the flow meter [1]. This is a valuable advantage of an electromagnetic flowmeter with a rectangular channel.

Однако пластинчатые электроды не нашли применения в промышленности. При измерении воды, различных растворов щелочей, солей и кислот на поверхности пластинчатых электродов выпадает осадок, создающий нестабильное электрическое контактное сопротивление, неодинаковое на различных участках поверхности электрода. Осадок изменяет характер усреднения сигнала, т.е. нарушает функцию усреднения, вследствие чего появляется зависимость показаний расходомера от изменения структуры потока, кроме того, показания расходомера становится нестабильными.However, plate electrodes were not used in industry. When measuring water, various solutions of alkalis, salts and acids, a precipitate forms on the surface of the plate electrodes, creating an unstable electrical contact resistance that is not the same on different parts of the electrode surface. The precipitate changes the nature of the signal averaging, i.e. violates the averaging function, as a result of which the dependence of the flow meter readings on the change in the flow structure appears, in addition, the flow meter readings become unstable.

Целью предлагаемого расходомера с прямоугольным каналом является повышение точности расходомера и устранение зависимости показаний, вызываемой изменением структуры потока.The aim of the proposed flow meter with a rectangular channel is to increase the accuracy of the flow meter and eliminate the dependence of the readings caused by a change in the flow structure.

Эта цель достигается тем, что на стенках, параллельных магнитному полю, устанавливается не менее трех пар электродов, контактные поверхности которых имеет круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала. Причем все смежные электроды расположены на равном расстоянии между собой по линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала.This goal is achieved by the fact that at least three pairs of electrodes are installed on the walls parallel to the magnetic field, the contact surfaces of which are round in shape, with a diameter of less than 1/10 of the width of the channel wall. Moreover, all adjacent electrodes are located at an equal distance between each other along the line of intersection of the wall surface with the plane of the central cross section of the channel.

Электроды могут иметь некруглую форму, характерный размер которой, выражаемый формулой

,где s - площадь контактной поверхности электрода, менее 1/10 ширины стенки.The electrodes may have a non-circular shape, the characteristic size of which is expressed by the formula

where s is the contact surface area of the electrode, less than 1/10 of the wall width.

Мерой расхода является измеряемая измерительным устройством сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.A measure of consumption is the sum of the potential differences of all pairs of electrodes located on the walls parallel to the magnetic field, measured by a measuring device.

Рис. 1 поясняет предлагаемое техническое решение расходомера с прямоугольным каналом. На рис. 1 изображено центральное поперечное сечение прямоугольного канала расходомера. Стрелкой обозначено направление однородного магнитного поля В, создаваемого индуктором.Fig. 1 explains the proposed technical solution of the flow meter with a rectangular channel. In fig. 1 shows a central cross section of a rectangular channel of a flow meter. The arrow indicates the direction of the uniform magnetic field B generated by the inductor.

Две стенки канала (правая и левая), изображенные на рис. 1, расположены параллельно магнитному полю В. На этих стенках расположено пять пар электродов. Каждая пара (это пары, соответственно, 1 и 6; 2 и 7; … 5 и 10) расположены на пересечении линий, перпендикулярных магнитному полю линий, и линии пересечения плоскости стенок с плоскостью поперечного сечения канала. Благодаря этому между электродами, составляющими каждую пару, возникает максимальная разность потенциалов, вызванная взаимодействием потока жидкости с магнитным полем индуктора.Two walls of the channel (right and left) shown in Fig. 1 are parallel to magnetic field B. Five pairs of electrodes are located on these walls. Each pair (these are pairs, respectively, 1 and 6; 2 and 7; ... 5 and 10) are located at the intersection of lines perpendicular to the magnetic field of the lines, and the line of intersection of the plane of the walls with the plane of the cross section of the channel. Due to this, between the electrodes that make up each pair, there is a maximum potential difference caused by the interaction of the fluid flow with the magnetic field of the inductor.

Мерой расхода жидкости является сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.A measure of fluid flow is the sum of the potential differences of all pairs of electrodes located on the walls parallel to the magnetic field.

На двух других стенках (верхней и нижней), перпендикулярных магнитному полю, расположены два электрода. Оба электрода соединены с клеммой «земля», они расположены на линии нулевого потенциала электрического поля, индуцированного взаимодействием потока жидкости с магнитным полем. Эта пара электродов обеспечивает устранение влияния помех, вызванных блуждающими токами в трубопроводе, промышленной сетью частотой 50 Гц и другими помехами электромагнитного происхождения.On two other walls (upper and lower), perpendicular to the magnetic field, there are two electrodes. Both electrodes are connected to the ground terminal; they are located on the line of zero potential of the electric field induced by the interaction of the fluid flow with the magnetic field. This pair of electrodes eliminates the influence of interference caused by stray currents in the pipeline, a 50 Hz industrial network and other electromagnetic interference.

Электромагнитный расходомер, выполненный в соответствии с предлагаемым изобретением, обладает повышенной точностью измерения расхода с изменяющейся структурой потока.An electromagnetic flow meter, made in accordance with the invention, has an increased accuracy of flow measurement with a varying flow structure.

ЛитератураLiterature

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. -Л. : Машиностроение, 1989, стр. 408-434.1. Kremlin P.P. Flow meters and quantity counters. -L. : Engineering, 1989, pp. 408-434.

Claims

1. Электромагнитный расходомер, содержащий измерительное устройство, индуктор магнитного поля, трубу прямоугольного поперечного сечения, электроды, расположенные на противоположных стенках канала на пересечении двух линий, одна из которых перпендикулярна магнитному полю, а другая является линией пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала, причем эти электроды представляют собой пару, разность потенциалов между которыми измеряется измерительным устройством, отличающийся тем, что на стенках, параллельных магнитному полю, имеется не менее трех пар электродов, контактные поверхности которых имеют круглую форму, диаметром менее 1/10 ширины стенки канала, а все смежные электроды расположены на равном расстоянии между собой.1. An electromagnetic flowmeter containing a measuring device, a magnetic field inductor, a rectangular cross-section pipe, electrodes located on opposite walls of the channel at the intersection of two lines, one of which is perpendicular to the magnetic field, and the other is the line of intersection of the wall surface with the plane of the central channel cross section moreover, these electrodes are a pair, the potential difference between which is measured by a measuring device, characterized in that on the walls, p parallel to the magnetic field, there are at least three pairs of electrodes, the contact surfaces of which are round in shape, with a diameter of less than 1/10 of the width of the channel wall, and all adjacent electrodes are located at an equal distance from each other.

2. Электромагнитный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что на противоположных стенках канала, перпендикулярных магнитному полю, имеется два дополнительных электрода, расположенных на пересечении линии, параллельной магнитному полю и линии пересечения поверхности стенки с плоскостью центрального поперечного сечения канала.2. The electromagnetic flow meter according to claim 1, characterized in that on the opposite walls of the channel perpendicular to the magnetic field, there are two additional electrodes located at the intersection of the line parallel to the magnetic field and the line of intersection of the wall surface with the plane of the central cross section of the channel.

3. Электромагнитный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что мерой расхода является сумма разностей потенциалов всех пар электродов, расположенных на стенках, параллельных магнитному полю.3. The electromagnetic flow meter according to claim 1, characterized in that the measure of flow is the sum of the potential differences of all pairs of electrodes located on the walls parallel to the magnetic field.

4. Электромагнитный расходомер по п. 2, отличающийся тем, что оба дополнительных электрода, расположенных на стенках, перпендикулярных магнитному полю, соединены с клеммой «земля». 4. The electromagnetic flow meter according to claim 2, characterized in that both additional electrodes located on the walls perpendicular to the magnetic field are connected to the ground terminal.