RU2518380C1 - Flow measurement electromagnetic method - Google Patents
Flow measurement electromagnetic method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518380C1 RU2518380C1 RU2013100336/28A RU2013100336A RU2518380C1 RU 2518380 C1 RU2518380 C1 RU 2518380C1 RU 2013100336/28 A RU2013100336/28 A RU 2013100336/28A RU 2013100336 A RU2013100336 A RU 2013100336A RU 2518380 C1 RU2518380 C1 RU 2518380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- inductance coil
- induction coil
- electrodes
- flow rate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода электропроводных жидкостей с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции (закону Фарадея), согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная расходу жидкости.The present invention relates to instrumentation, and in particular to a technique for measuring the flow rate of electrically conductive liquids using an electromagnetic method, i.e. a method based on the interaction of a moving fluid with a magnetic field. This interaction obeys the law of electromagnetic induction (Faraday law), according to which in a fluid crossing a magnetic field, an EMF is proportional to the flow rate of the fluid.
Известен электромагнитный расходомер [1], содержащий трубу, выполненную из немагнитного материала, внутренняя поверхность которой имеет электроизоляционное покрытие, два электрода, введенные в канал трубы, две индукционные катушки, расположенные на трубе, магнитопровод и измерительно-вычислительное устройство, в котором имеется источник тока питания индукционных катушек. Управление источником питания индукционных катушек выполняется измерительно-вычислительным устройством. Кроме того, с помощью измерительно-вычислительного устройства измеряются разность потенциалов между электродами U и ток питания индукционных катушек I. Значение расхода Q определяется по формулеKnown electromagnetic flowmeter [1], containing a pipe made of non-magnetic material, the inner surface of which has an insulating coating, two electrodes inserted into the pipe channel, two induction coils located on the pipe, magnetic circuit and measuring and computing device in which there is a current source power induction coils. The control of the power source of the induction coils is performed by a measuring and computing device. In addition, using a measuring and computing device, the potential difference between the electrodes U and the supply current of the induction coils are measured I. The flow value Q is determined by the formula
где k - градуировочный коэффициент.where k is the calibration coefficient.
Известен электромагнитный расходомер жидкого металла [2], который состоит из трубы, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, индуктора, состоящего из магнитопровода и одной индукционной катушки, и измерительно-вычислительного устройства, в котором имеется источник тока питания индукционной катушки. Управление источником питания индукционной катушки, измерение разности потенциалов на электродах и тока питания индукционной катушки выполняется измерительно-вычислительным устройством. Значение расхода Q определяется по формуле (1).Known electromagnetic liquid metal flow meter [2], which consists of a pipe made of stainless steel without electrical insulation coating, an inductor consisting of a magnetic circuit and one induction coil, and a measuring and computing device in which there is a power source for the induction coil. The control of the power source of the induction coil, the measurement of the potential difference at the electrodes and the power supply current of the induction coil is performed by a measuring and computing device. The value of flow Q is determined by the formula (1).
Недостатком известного способа является низкая точность измерения расхода при изменении температуры измеряемой жидкости. Источниками температурной погрешности расходомера могут быть изменения от температуры линейных размеров конструкции прибора, изменение магнитных свойств магнитопровода, зависимость шунтирующего действия стенки канала, если отсутствует электроизоляционное покрытие внутренней поверхности канала, и т.п.The disadvantage of this method is the low accuracy of the flow measurement when the temperature of the measured liquid changes. Sources of temperature error of the flow meter can be changes in temperature of the linear dimensions of the device design, changes in the magnetic properties of the magnetic circuit, the dependence of the shunt action of the channel wall, if there is no electrical insulation coating on the inner surface of the channel, etc.
Особенно значительной величина температурной погрешности измерения расхода возникает при измерении жидких металлов, у которых рабочая температура измеряемой среды изменяется в широких пределах (например, для расходомеров жидкого натрия его рабочая температура изменяется от 200 до 525°С).A particularly significant value of the temperature error of the flow measurement arises when measuring liquid metals, for which the working temperature of the medium being measured varies widely (for example, for liquid sodium flow meters, its working temperature varies from 200 to 525 ° C).
Предлагаемое изобретение устраняет этот недостаток. The present invention eliminates this disadvantage.
Предлагается электромагнитный способ измерения расхода электропроводной жидкости, основанный на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем, при котором дополнительно измеряется напряжение на клеммах индукционных катушек Uk, а величина расхода вычисляется по формулеAn electromagnetic method is proposed for measuring the flow rate of an electrically conductive fluid, based on the interaction of a moving fluid with a magnetic field, in which the voltage at the terminals of the induction coils U k is additionally measured, and the flow rate is calculated by the formula
где Rk - электрическое сопротивление индукционных катушек при градуировочной температуре измеряемой среды; λ - температурная погрешность расходомера [1/°С]; ρk - изменение электрического сопротивления индукционных катушек, вызванное изменением температуры измеряемой среды на градус Цельсия, т.е. [Ом/°С].where R k is the electrical resistance of the induction coils at the calibration temperature of the measured medium; λ is the temperature error of the flow meter [1 / ° C]; ρ k is the change in the electrical resistance of the induction coils caused by a change in the temperature of the medium being measured by degrees Celsius, i.e. [Ohm / ° C].
Конструктивно индукционные катушки магнитного поля возбуждения находятся непосредственно на трубе расходомера или вблизи ее. Поэтому изменение температуры измеряемой среды в той или иной мере сказывается на температуре самой индукционной катушки. В предлагаемом способе измерения расхода индукционная катушка используется как термометр сопротивления. У расходомеров жидкого металла труба с протекающей по ней измеряемой средой является особенно мощным источником температурной радиации на индукционную катушку. Для обеспечения надежности расходомеров жидкого металла индукционные катушки изготовляются из медного провода с жаропрочной изоляцией, например, типа ПОЖ, а сама катушка может нагреваться от трубы до 200-250°С и более. Например, у расходомера типа ИРМУ-1 жидкого натрия нормированная температурная погрешность λ=1,5·10-4 [1/°С]. Т.е. при изменении температуры жидкого натрия на 100°С температурная погрешность составит 1,5%. При этом температура индукционной катушки возрастает приблизительно на 50°С, а ее сопротивление изменяется приблизительно на 15-20%.Structurally, induction coils of the magnetic field of excitation are located directly on or near the flowmeter tube. Therefore, a change in the temperature of the measured medium in one way or another affects the temperature of the induction coil itself. In the proposed method for measuring flow, an induction coil is used as a resistance thermometer. In liquid metal flowmeters, a pipe with a measured medium flowing through it is a particularly powerful source of temperature radiation to an induction coil. To ensure the reliability of liquid metal flowmeters, induction coils are made of copper wire with heat-resistant insulation, for example, type POZH, and the coil itself can be heated from the pipe to 200-250 ° C or more. For example, a flowmeter of the IRMU-1 type of liquid sodium has a normalized temperature error of λ = 1.5 · 10 -4 [1 / ° С]. Those. when the temperature of liquid sodium changes by 100 ° C, the temperature error will be 1.5%. In this case, the temperature of the induction coil increases by approximately 50 ° C, and its resistance changes by approximately 15-20%.
Реализация предлагаемого способа измерения расхода выполняется следующим образом. Для рассматриваемой конкретной конструкции расходомера предварительно расчетом или экспериментально определяются следующие параметры: λ, ρk и Rk, поскольку для данной конструкции расходомера эти параметры рассматриваются как постоянные величины. Если λ, ρk зависят от температуры измеряемой среды, то вычисляются соответствующие зависимости.Implementation of the proposed method for measuring flow is as follows. For the particular flowmeter design under consideration, the following parameters are preliminarily calculated or experimentally determined: λ, ρ k and R k, since for this flowmeter design these parameters are considered as constant values. If λ, ρ k depend on the temperature of the medium being measured, then the corresponding dependences are calculated.
Расходомер по предлагаемому изобретению работают следующим образом. Вследствие протекания тока по виткам индукционных катушек в рабочем объеме канала возбуждается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через ось электродов и ось канала. При движении электропроводной жидкости по каналу трубы в его рабочем объеме согласно закону Фарадея индуцируется электрическое поле, напряженность которого пропорциональна скорости потока жидкости.The flow meter according to the invention work as follows. Due to the current flowing through the turns of the induction coils in the working volume of the channel, a magnetic field is excited, perpendicular to the plane passing through the axis of the electrodes and the axis of the channel. When an electrically conductive fluid moves along a pipe channel in its working volume, an electric field is induced according to the Faraday law, the intensity of which is proportional to the velocity of the fluid flow.
С помощью измерительно-вычислительного устройства измеряются разность потенциалов между электродами, напряжение на клеммах индукционных катушек и ток питания индукционных катушек. Значение расхода Q определяется по формуле (2).Using a measuring and computing device, the potential difference between the electrodes, the voltage at the terminals of the induction coils and the supply current of the induction coils are measured. The flow rate Q is determined by the formula (2).
Кроме того, расходомер позволяет измерять температуру t измеряемой среды, которая вычисляется измерительно-вычислительным устройством согласно формулеIn addition, the flow meter allows you to measure the temperature t of the measured medium, which is calculated by the measuring and computing device according to the formula
где t0 - градуировочная температура измеряемой среды.where t 0 - calibration temperature of the measured medium.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении точности измерения расхода в широком изменении температуры измеряемой среды.The technical result that can be obtained by carrying out the invention consists in increasing the accuracy of measuring the flow rate in a wide change in the temperature of the medium being measured.
Источники изобретенияSources of invention
1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Справочник, Л.: Машиностроение, 1989, 701 с.1. Kremlin P.P. Flow meters and quantity counters. Handbook, L .: Engineering, 1989, 701 p.
2. Электромагнитный расходомер жидких металлов, патент RU №2431118, Бюл. №28, 2011 г.2. Electromagnetic flowmeter of liquid metals, patent RU No. 2431118, bull. No. 28, 2011
Claims (2)
где Q - расход измеряемой среды, k - градуировочный коэффициент, U - разность потенциалов между электродами, I - ток, протекающий через индукционную катушку, Uk - напряжение на клеммах индукционной катушки, Rk - электрическое сопротивление индукционной катушки при градуировочной температуре измеряемой среды, λ - температурная погрешность расходомера [1/°С], ρk - изменение электрического сопротивления индукционной катушки при изменении температуры измеряемой среды на градус Цельсия.1. An electromagnetic method for measuring the flow rate of an electrically conductive fluid flowing in a magnetic field through a non-magnetic pipe in which two electrodes are mounted, the magnetic field is created using an electromagnet having an induction coil through which an electric current is passed, and the flow rate of the fluid is determined by measuring the current flowing through the induction coil, and the potential difference between the electrodes, characterized in that, additionally measure the voltage at the terminals of the induction coil, and the value of descent calculated by the formula
where Q is the flow rate of the measured medium, k is the calibration coefficient, U is the potential difference between the electrodes, I is the current flowing through the induction coil, U k is the voltage at the terminals of the induction coil, R k is the electrical resistance of the induction coil at the calibration temperature of the measured medium, λ is the temperature error of the flow meter [1 / ° C], ρ k is the change in the electrical resistance of the induction coil when the temperature of the medium is measured by degrees Celsius.
где t0 - градуировочная температура измеряемой среды. 2. The method according to claim 1, characterized in that calculate the temperature t of the measured medium according to the expression
where t 0 - calibration temperature of the measured medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100336/28A RU2518380C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Flow measurement electromagnetic method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100336/28A RU2518380C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Flow measurement electromagnetic method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2518380C1 true RU2518380C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51216360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100336/28A RU2518380C1 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Flow measurement electromagnetic method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518380C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584384C2 (en) * | 2014-07-31 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина"-ОАО "АПЗ" | Method of measuring flow rate of electroconductive liquids |
RU2584343C2 (en) * | 2014-08-14 | 2016-05-20 | Акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (АО "АПЗ") | Method of measuring flow rate of electroconductive liquids |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5301556A (en) * | 1990-04-09 | 1994-04-12 | Fischer & Porter Company | Flow measuring apparatus |
US6237424B1 (en) * | 1997-04-25 | 2001-05-29 | Abb Metering Limited | Electromagnetic flowmeter having low power consumption |
RU2343423C1 (en) * | 2007-05-03 | 2009-01-10 | ОАО "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flowmeter |
RU2431118C2 (en) * | 2009-12-28 | 2011-10-10 | Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flow meter of liquid metals |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100336/28A patent/RU2518380C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5301556A (en) * | 1990-04-09 | 1994-04-12 | Fischer & Porter Company | Flow measuring apparatus |
US6237424B1 (en) * | 1997-04-25 | 2001-05-29 | Abb Metering Limited | Electromagnetic flowmeter having low power consumption |
RU2343423C1 (en) * | 2007-05-03 | 2009-01-10 | ОАО "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flowmeter |
RU2431118C2 (en) * | 2009-12-28 | 2011-10-10 | Открытое акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flow meter of liquid metals |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584384C2 (en) * | 2014-07-31 | 2016-05-20 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина"-ОАО "АПЗ" | Method of measuring flow rate of electroconductive liquids |
RU2584343C2 (en) * | 2014-08-14 | 2016-05-20 | Акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (АО "АПЗ") | Method of measuring flow rate of electroconductive liquids |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2615205C2 (en) | Magnetic flowmeter with multiple coils | |
RU2518380C1 (en) | Flow measurement electromagnetic method | |
JP6272500B2 (en) | Improved magnetic core configuration for magnetic flowmeters | |
Hemp | A technique for low cost calibration of large electromagnetic flowmeters | |
Krauter et al. | Immersed transient eddy current flow metering: a calibration-free velocity measurement technique for liquid metals | |
Vel’t et al. | Magnetic flowmeter for fast sodium reactors | |
RU2527134C2 (en) | Electromagnetic large-diameter flow meter | |
RU116229U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER OF LIQUID METAL | |
RU2591260C1 (en) | Electromagnetic flowmeter of liquid metals | |
US9459127B2 (en) | Method for operating a magnetic-inductive flow meter with a measuring apparatus for determining measured values which reproduce the field intensity of the electrical field which has been induced by the magnetic field in the flowing medium | |
RU2516190C2 (en) | Electromagnetic flow meter of liquid metals | |
RU2502053C2 (en) | Electromagnetic flow meter of liquid metals | |
RU2716601C2 (en) | Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal | |
US20200217698A1 (en) | Magnetic flowmeter with media conductivity measurement | |
RU175421U1 (en) | LOCAL SPEED SENSOR | |
RU101817U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
RU2555517C2 (en) | Large-bore electromagnetic flow meter | |
RU2422781C1 (en) | Method of simulation technique of electromagnet flow metres with electrically conducting channel wall | |
RU2591277C1 (en) | Magnetic flow meter of liquid metal | |
RU2778429C1 (en) | Liquid metal electromagnetic flow meter | |
RU2422780C1 (en) | Method of simulation technique of electromagnet flow metres of liquid metals | |
RU2643691C1 (en) | Induction flowmeter of liquid metal | |
RU2340877C1 (en) | Electromagnetic flow meter | |
RU2594988C1 (en) | Method for simulation technique of electromagnet flow meters | |
RU107858U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150110 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160327 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |