×
13.01.2017
217.015.6766

Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. У электромагнитного расходомера имеются две пары электродов, из которых одна пара электродов контактирует с внешней стенкой трубы, а вторая пара электродов введена внутрь трубопровода до контакта с пограничным слоем жидкого металла изолированно от стенки трубопровода. Измерительное устройство имеет два измерительных канала, подключенных к соответствующим парам электродов. Технический результат - возможность измерения расхода жидких металлов: свинец (Pb), сплав свинца и висмута (Pb44,5%Bi55,5%) и др., обладающих плохой смачиваемостью со стенкой трубы и, следовательно, нестабильным электрическим контактом со стенкой канала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электромагнитным расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидких металлов.

Известны электромагнитные расходомеры жидких металлов, принцип действия которых основан на законе электромагнитной индукции [1]. Расходомер имеет трубу из нержавеющей стали без изоляционного покрытия внутренней поверхности, два электрода, приваренных к наружной поверхности стенки трубы, индуктор, создающий магнитное поле в рабочей зоне канала трубы и измерительного устройства. Индуктор может состоять из магнитопровода и постоянных магнитов либо быть электромагнитом, т.е. состоящим из магнитопровода и расположенной на нем индукционной катушки, питаемой электрическим током. В [2] приведена конструкция электромагнитного расходомера с индуктором, состоящим из магнитопровода и расположенной на нем индукционной катушки, питаемой электрическим током. У расходомера [2] индуктор крепится к трубе только в местах на поверхности трубы, в которых электрический потенциал индуцированного электрического поля всегда равен нулю вне зависимости от скорости потока жидкого металла. Измерительное устройство обеспечивает питание индукционной катушки низкочастотным импульсным биполярным током I и измерение разности потенциалов между электродами Us. При этом мерой расхода жидкого металла Q служит отношение измеренной разности потенциалов между электродами к току питания индуктора, т.е.

Где k - постоянный коэффициент, характеризующий конструкцию расходомера. Достоинством такого решения является компактность конструкции и высокие метрологические характеристики при измерении расхода жидких металлов, обладающих хорошим и стабильным электрическим контактом со стенками канала трубы. Такими металлами являются, например, жидкий натрий (Na), литий (Li), калий (K) и др.

Недостаток известной конструкции магнитного расходомера, описанного в [2], состоит в том, расходомер имеет низкую точность измерения жидкого свинца (Pb) или сплава свинца и висмута (Pb44,5%Bi55,5%). Эти металлы имеют нестабильный электрический контакт со стенкой трубы, выполненной из нержавеющей стали. При измерении этих металлов появляется дополнительное контактное электрическое сопротивление между жидким металлом и стенкой трубы, которое вызывает дополнительную погрешность измерения вследствие своего непостоянства. Значительное контактное сопротивление возникает вследствие плохого смачивания внутренней поверхности трубы, последнее имеет место, когда угол смачивания больше 90°.

Целью изобретения является создание электромагнитного расходомера для жидких металлов, обладающих плохой смачиваемостью со стенкой трубы и, следовательно, нестабильным электрическим контактом со стенкой канала расходомера. Предлагаемый электромагнитный расходомер предназначен для измерения расхода свинца (Pb) и сплава свинца и висмута (Pb44,5%Bi55,5%).

Для достижения этой цели у электромагнитного расходомера имеется вторая пара электродов, введенных внутрь трубопровода до контакта с пограничным слоем жидкого металла изолированно от стенки трубопровода, а измерительное устройство имеет второй канал измерения, подключенный к электродам второй пары. При этом мерой расхода служит сумма разностей потенциалов двух пар электродов, произведенная с весовыми коэффициентами.

Где Uµ - разность потенциалов между электродами, контактирующимися с жидким металлом, λs и λµ - весовые коэффициенты, определяемые расчетным или экспериментальным методом.

На рис. 1 приведена схема конструкции предлагаемого электромагнитного расходомера жидкого металла.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, и индуктора, представляющего собой электромагнит, состоящий из магнитопровода 2 с полюсами 3 и индукционной катушки 4. Для крепления индуктора к трубе у полюсов вдоль их оси имеются отверстия, т.е. оси отверстий совпадают с осями полюсов 5. Индуктор закреплен к трубе с помощью стоек 6, вставленных в вышеупомянутые отверстия полюсов. Стойки приварены к трубе 1 в местах пересечения образующей трубы с осью полюсов 5. С противоположной стороны стойки завинчены гайками. В стенке трубы вдоль линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсов и ось канала, имеются два отверстия, в которые вставлены втулки 10, выполненные из нержавеющей стали. Внутрь каждой втулки 10 вставлен керамический изолятор 9 с электродом 7. Таким образом, герметично и изолированно от стенки трубы введены два электрода 7, контактирующих с жидким металлом. Рядом с отверстиями к внешней поверхности трубы 1 приварены два электрода 8. Обе пары электродов подведены по соответствующим измерительным каналам к измерительному устройству.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится низкочастотный импульсный биполярный ток, в результате которого в канале трубы создается импульсное биполярное магнитное поле. При движении жидкого металла по каналу в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, которое образует циркуляционные токи в жидком металле и контактирующей с ним стенке трубы. Сигналы Us и Uµ каждой пары электродов измеряются только в те промежутки времени, когда индукция магнитного поля постоянна, причем его полярность периодически инвертируется. Период переходного процесса не является информативным и исключается из процесса измерения. Применение импульсного магнитного поля позволило отделить информативную составляющую сигнала от электромагнитных помех, изменение которых во времени не кратно частоте изменения магнитного поля возбуждения. Таким образом, помехи, вызванные промышленной частотой и термоЭДС, полностью устранены.

Контактное сопротивление между стенкой и жидким металлом различно влияет на сигналы, снимаемые с каждой пары электродов Us и Uµ. Например, с увеличением контактного сопротивления разность потенциалов между электродами, контактирующими с пограничным слоем жидкого металла Uµ, увеличивается, в то время как разность потенциалов между электродами, контактирующими с внешней стенкой трубы Us, уменьшается. При этом их сумма (с учетом весовых коэффициентов) остается приблизительно постоянной.

У электрода, касающегося пограничного слоя жидкого металла, за счет его плохой смачиваемости может возникать собственное нестабильное контактное сопротивление, которое, однако, не влияет на результат измерений, поскольку оно существенно меньше входного сопротивления измерительного устройства. Суммирование усредненных значений сигналов каждой пары электродов обеспечивает существенное снижение влияния нестабильности контактного сопротивления между жидким металлом и трубой.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении точности измерения расхода свинца (Pb), сплава свинца и висмута (Pb44,5%Bi55,5%) и др.

Источники информации

1. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Издательство «Машиностроение», Ленинград, 1982 г., 214 с., ил.

2. Патент РФ №2431118, бюлл. №28, 2011 г.


ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-19 из 19.
10.08.2015
№216.013.6ba7

Кондуктометрический способ измерения уровня жидкости

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидких металлов в атомно-энергетической промышленности. Кондуктометрический способ позволяет измерять уровень жидкого металла без введения каких-либо элементов конструкции уровнемера внутрь резервуара, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559117
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.12.2015
№216.013.979b

Устройство для измерения уровня потока жидкости в открытом канале

Изобретение относится к технике измерения уровня потока жидкости, протекающего по открытому каналу. Техническим результатом является повышение надежности измерения уровня. Устройство состоит из первичного преобразователя, имеющего участок канала, по которому протекает поток жидкости, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570431
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.08.2016
№216.015.4b48

Способ имитационного моделирования электромагнитных расходомеров

Изобретение относится к имитационному способу моделирования электромагнитных расходомеров с помощью индукционной катушки, помещаемой в канал расходомера, и определения коэффициента преобразования К. Способ позволяет моделировать электромагнитный расходомер при измерении расхода жидких металлов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594988
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.6706

Магнитный расходомер жидкого металла

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Магнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы, двух бескаркасных седлообразной формы индукционных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591277
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.796d

Электромагнитный расходомер

Изобретение относится к области измерения расхода электромагнитным методом. Предлагается электромагнитный расходомер с прямоугольным поперечным сечением канала, у которого на каждой стенке, параллельно расположенной магнитному полю, устанавливается не менее трех электродов, контактные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599283
Дата охранного документа: 10.10.2016
25.08.2017
№217.015.cbb4

Электромагнитный расходомер для больших водоводов

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода воды в больших водоводах прямоугольной формы, применяемых на ГЭС. Водовод выполнен из железобетона, он имеет канал прямоугольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620334
Дата охранного документа: 24.05.2017
25.08.2017
№217.015.cc5a

Датчик давления

Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам давления, содержащим упругий чувствительный элемент (ЧЭ) и дифференциально-индуктивный преобразователь (ДИП). Датчик давления имеет ЧЭ 1, непосредственно воспринимающий давление контролируемой среды 2. ДИП состоит из блока индуктивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620450
Дата охранного документа: 25.05.2017
17.02.2018
№218.016.2ca9

Индукционный расходомер жидкого металла

Индукционный расходомер относится к электромагнитным устройствам для измерения жидких металлов по степени деформации магнитного поля в канале трубы. Индукционный расходомер жидкого металла, основанный на измерении степени деформации магнитного поля в канале, обусловленной движением жидкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643691
Дата охранного документа: 05.02.2018
04.04.2018
№218.016.33d7

Способ поверки дифференциально-индуктивного датчика избыточного давления

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к способам поверки дифференциально-индуктивных датчиков избыточного давления. Способ поверки предусматривает два варианта применения, в зависимости от того, на каком участке характеристики определяется погрешность измерения: на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645799
Дата охранного документа: 28.02.2018
Показаны записи 21-27 из 27.
12.07.2018
№218.016.7093

Индуктор электромагнитного расходомера

Изобретение относится к приборостроению, в частности к индукторам электромагнитных расходомеров электропроводных жидкостей. Индуктор имеет две бескаркасные индукционные катушки, каждая из которых выполнена в виде огибающего трубу эллипса. Причем величина оси среднего витка катушки вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660774
Дата охранного документа: 09.07.2018
21.10.2018
№218.016.94a9

Датчик давления

Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам давления, чувствительными элементами которых являются тензопреобразователь, имеющий в своем составе пластину с тензорезисторами, соединенными в измерительный мост, и мембранный блок, воспринимающий измеряемое давление. В конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670244
Дата охранного документа: 19.10.2018
20.02.2019
№219.016.c1ec

Способ имитационного моделирования электромагнитных расходомеров жидких металлов

Изобретение может быть использовано при эксплуатации энергетических установок с жидкометаллическим теплоносителем. Магнитное поле электромагнитного расходомера, имеющего трубу (1) из немагнитного материала (нержавеющей стали), к наружной поверхности которой приварены два электрода (2),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002422780
Дата охранного документа: 27.06.2011
20.02.2019
№219.016.c349

Способ поверки электромагнитных расходомеров без съема с трубопровода

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике измерения расхода с помощью электромагнитных расходомеров, предназначенных для измерения расхода жидкостей с ионной электропроводностью, к технике поверки электромагнитных расходомеров. Способ поверки электромагнитных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002432551
Дата охранного документа: 27.10.2011
19.06.2019
№219.017.8481

Способ поверки и градуировки магнитных расходомеров

Изобретение может быть использовано для поверки и градуировки свободных от явления поляризации электродов магнитных расходомеров жидкометаллического теплоносителя энергетических установок. Постоянное магнитное поле первичного преобразователя расходомера преобразуют в переменное посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002283480
Дата охранного документа: 10.09.2006
10.07.2019
№219.017.acf4

Электромагнитный способ измерения расхода

Изобретение может быть использовано для измерения расхода ферромагнитных пульп. Пропускают ток I через намагничивающую катушку, расположенную на поверхности немагнитной трубы с изоляционным покрытием канала, двумя электродами и магнитопроводом, охватывающим трубу с катушкой. Измеряют разность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381457
Дата охранного документа: 10.02.2010
15.03.2020
№220.018.0c2c

Электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем. Электромагнитный способ измерения расхода жидких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716601
Дата охранного документа: 13.03.2020
+ добавить свой РИД