RU2489686C2 - Electromagnetic method of flow measurement - Google Patents
Electromagnetic method of flow measurement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489686C2 RU2489686C2 RU2010151385/28A RU2010151385A RU2489686C2 RU 2489686 C2 RU2489686 C2 RU 2489686C2 RU 2010151385/28 A RU2010151385/28 A RU 2010151385/28A RU 2010151385 A RU2010151385 A RU 2010151385A RU 2489686 C2 RU2489686 C2 RU 2489686C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- current
- inductor
- field
- pair
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа измерения, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости.The present invention relates to instrumentation, and in particular to a technique for measuring the flow of liquid metals using an electromagnetic measurement 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, according to which in a fluid crossing a magnetic field, an EMF is proportional to the velocity of the fluid.
Измерение расхода жидких металлов необходимо, например, при эксплуатации энергетических установок, где жидкий металл используется в качестве теплоносителя.The measurement of the flow rate of liquid metals is necessary, for example, in the operation of power plants, where liquid metal is used as a coolant.
Известен способ измерения расхода жидкого металла, протекающего в магнитном поле через стальную немагнитную трубу [1]. Поскольку измерение производится, как правило, при высокой температуре жидкого металла, не применяют электроизоляционного покрытия внутренней поверхности трубы.A known method of measuring the flow rate of liquid metal flowing in a magnetic field through a steel non-magnetic pipe [1]. Since the measurement is carried out, as a rule, at a high temperature of liquid metal, do not use an electrical insulation coating on the inner surface of the pipe.
Способ состоит в определении расхода жидкого металла по разности потенциалов между двумя электродами, касающимися наружной поверхности трубы в точках, диаметрально противоположно расположенных по линии, перпендикулярной направлению магнитного поля. Недостатком известного способа измерения является шунтирующее действие стенок трубы, приводящее к частичной потере сигнала и низкой точности определения расхода.The method consists in determining the flow rate of liquid metal by the potential difference between two electrodes touching the outer surface of the pipe at points diametrically opposed along a line perpendicular to the direction of the magnetic field. A disadvantage of the known measurement method is the shunting action of the pipe walls, leading to a partial loss of signal and low accuracy in determining the flow rate.
Известен электромагнитный способ измерения расхода жидкого металла, протекающего в магнитном поле индуктора через стальную немагнитную трубу, на внешней стенке которой по линии, перпендикулярной направлению магнитного поля, установлены диаметрально противоположно две пары электродов, причем каждая пара электродов имеет потенциальный и токовый электроды [2]. Этот способ измерения расхода жидкого металла предусматривает пропускание через токовые электроды стороннего тока такой величины, при которой напряжение между потенциальными электродами становится равной нулю. В этом случае ток в стенке трубы отсутствует. В качестве меры объемного расхода принимается величина стороннего тока.A known electromagnetic method for measuring the flow rate of liquid metal flowing in a magnetic field of an inductor through a non-magnetic steel pipe, on the outer wall of which, along a line perpendicular to the direction of the magnetic field, two pairs of electrodes are diametrically opposed, each pair of electrodes having potential and current electrodes [2]. This method of measuring the flow rate of a liquid metal involves passing through a current electrode an external current of a magnitude at which the voltage between the potential electrodes becomes equal to zero. In this case, there is no current in the pipe wall. As a measure of volumetric flow rate, the value of the external current is taken.
Недостатком известного способа [2] является низкая точность измерения расхода, т.к. нестабильность электрического напряжения между электродами, вызванная взаимодействием пульсаций скорости потока жидкого металла с магнитным полем индуктора и появления в связи с этим сигнала помех, затрудняют контроль нулевого напряжения между потенциальными электродами и установку необходимого стороннего тока через токовые электроды.The disadvantage of this method [2] is the low accuracy of flow measurement, because instability of the electric voltage between the electrodes caused by the interaction of pulsations of the flow rate of the liquid metal with the magnetic field of the inductor and the appearance of an interference signal in connection with this makes it difficult to control the zero voltage between the potential electrodes and set the required external current through the current electrodes.
Предлагаемое изобретение устраняет этот недостаток.The present invention eliminates this disadvantage.
В нем измерение напряжения между потенциальными электродами предлагается производить дважды, один раз при отсутствии стороннего тока через токовые электроды, но при включенном поле индуктора, а второй раз при отключенном поле индуктора, но при наличии стороннего тока определенной величины.In it, it is proposed to measure the voltage between potential electrodes twice, once in the absence of an external current through current electrodes, but when the inductor field is turned on, and a second time when the inductor field is off, but in the presence of an external current of a certain value.
Таким образом, предлагается сторонний ток к электродам подводить в момент, когда магнитное поле индуктора отключено, т.е. контроль тока и напряжения между потенциальными электродами производить, когда отсутствует взаимодействие скорости потока с магнитным полем индуктора и, следовательно, отсутствует сигнал помех.Thus, it is proposed to supply external current to the electrodes at the moment when the magnetic field of the inductor is disconnected, i.e. control the current and voltage between potential electrodes when there is no interaction of the flow rate with the magnetic field of the inductor and, therefore, there is no interference signal.
Рис.1 и рис.2 поясняют предлагаемый способ измерения расхода жидкого металла.Fig. 1 and Fig. 2 explain the proposed method for measuring the flow rate of liquid metal.
На рис.1 изображена схема расходомера, выполненного по данному предложению. На рис.1 изображено: 1 - стальная немагнитная труба, к которой диаметрально противоположно приварены две пары электродов, 2-2 - потенциальные электроды, 3-3 - токовые электроды. Индуктор расходомера состоит из катушки возбуждения магнитного поля 4 и магнитопровода 5. Ко входу измерительного устройства 6 подсоединены потенциальные электроды. Кроме того, измерительное устройство имеет источник тока, к которому подсоединены токовые электроды 3-3 и катушка возбуждения магнитного поля 4.Fig. 1 shows a flowmeter diagram made on this proposal. Figure 1 shows: 1 - a steel non-magnetic pipe to which two pairs of electrodes are diametrically opposed, 2-2 - potential electrodes, 3-3 - current electrodes. The flowmeter inductor consists of a magnetic field excitation coil 4 and a magnetic circuit 5. Potential electrodes are connected to the input of the measuring device 6. In addition, the measuring device has a current source to which current electrodes 3-3 and a magnetic field excitation coil 4 are connected.
На рис.2 приведена упрощенная электрическая эквивалентная схема узла трубопровода расходомера. На схеме приняты следующие обозначения: Е - ЭДС, индуктированная в канале в результате взаимодействия скорости потока с магнитным полем, r - внутреннее сопротивление источника ЭДС (сопротивление жидкого металла), R - сопротивления стенки трубопровода, U - напряжение между электродами, j - сторонний ток.Figure 2 shows a simplified electrical equivalent circuit of the flowmeter pipeline assembly. The following notation is used in the diagram: E - EMF induced in the channel as a result of the interaction of the flow velocity with the magnetic field, r - internal resistance of the EMF source (resistance of liquid metal), R - resistance of the pipe wall, U - voltage between the electrodes, j - external current .
Процессом измерения расхода управляет измерительное устройство 6. Оно программно периодически переключает источник тока то к индуктору 4, то к токовым электродам 3-3, измеряет напряжения между потенциальными электродами 2-2 и вычисляет объемный расход жидкого металла.The flow measurement process is controlled by measuring device 6. It periodically switches the current source to the inductor 4, then to the current electrodes 3-3, measures the voltages between the potential electrodes 2-2 and calculates the volumetric flow of liquid metal.
Когда включен индуктор, то отсутствует сторонний ток. Тогда напряжение между потенциальными электродами U1 описывается выражениемWhen the inductor is on, there is no external current. Then the voltage between the potential electrodes U 1 is described by the expression
Причем ЭДС Е пропорциональна объемному расходу жидкого металла Q, т.е.Moreover, the EMF E is proportional to the volumetric flow rate of the liquid metal Q, i.e.
Когда выключен индуктор, ток токовым электродам 3-3 подводится сторонний ток от измерительного устройства 6. При этом режиме напряжение между электродами U2 описывается выражениемWhen the inductor is turned off, the current to the current electrodes 3-3 is supplied by an external current from the measuring device 6. In this mode, the voltage between the electrodes U 2 is described by the expression
Из сопоставления выражений (1) и (3) следует, что ЭДС Е можно представить выражениемFrom a comparison of expressions (1) and (3) it follows that the EMF E can be represented by the expression
Как следует из анализа выражений (1) и (3), напряжения U1 и U2, каждые в отдельности и в одинаковой мере зависят от величины сопротивления стенки канала R, а их отношение остается постоянным вне зависимости от величины R.As follows from the analysis of expressions (1) and (3), the voltages U 1 and U 2 , each individually and equally, depend on the value of the resistance of the channel wall R, and their ratio remains constant regardless of the value of R.
Предполагается, что внутреннее сопротивление измеряемой среды r в процессе эксплуатации прибора не изменяется, за исключением ее зависимости от температуры. Достоинство предлагаемого способа измерения состоит в том, что он позволяет определить расход при отсутствии влияния изменения сопротивления стенки трубопровода.It is assumed that the internal resistance of the measured medium r does not change during the operation of the device, except for its dependence on temperature. The advantage of the proposed measurement method is that it allows you to determine the flow rate in the absence of the influence of changes in the resistance of the pipe wall.
Источники информацииInformation sources
1. Кремлевский П.П. «Измерение расхода многофазных потоков», изд. Машиностроение, Ленинград, 1982.1. Kremlin P.P. “Flow Measurement of Multiphase Flows,” ed. Engineering, Leningrad, 1982.
2. Электромагнитный способ измерения расхода, патент РФ №2308685 от 29.12.2005.2. The electromagnetic method of measuring the flow rate, RF patent No. 2308685 from 12.29.2005.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151385/28A RU2489686C2 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Electromagnetic method of flow measurement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151385/28A RU2489686C2 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Electromagnetic method of flow measurement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010151385A RU2010151385A (en) | 2012-06-20 |
RU2489686C2 true RU2489686C2 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=46680758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010151385/28A RU2489686C2 (en) | 2010-12-14 | 2010-12-14 | Electromagnetic method of flow measurement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2489686C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182572U1 (en) * | 2018-04-26 | 2018-08-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия" (ФГБНУ СКФНЦСВВ) | Installation for processing fruits or vegetables before storing |
RU2797556C1 (en) * | 2022-08-24 | 2023-06-07 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flow meter for liquid metal |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2308685C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" (ОАО "НИИТеплоприбор") | Method of measuring flow rate |
-
2010
- 2010-12-14 RU RU2010151385/28A patent/RU2489686C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2308685C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" (ОАО "НИИТеплоприбор") | Method of measuring flow rate |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU182572U1 (en) * | 2018-04-26 | 2018-08-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия" (ФГБНУ СКФНЦСВВ) | Installation for processing fruits or vegetables before storing |
RU2797556C1 (en) * | 2022-08-24 | 2023-06-07 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flow meter for liquid metal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010151385A (en) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cha et al. | Flow measurement with an electromagnetic flowmeter in two-phase bubbly and slug flow regimes | |
JP3915459B2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
JP2793178B2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
JP2002328052A (en) | Magnet guidance flowmeter and magnet guidance flow measuring method for fluid | |
JP4424511B2 (en) | Electromagnetic flow meter and electromagnetic flow meter system | |
US20230213367A1 (en) | Method of operating a magnetically-inductive flowmeter | |
RU2654966C1 (en) | Electromagnetic method to measure the low rate of a liquid metal | |
RU2489686C2 (en) | Electromagnetic method of flow measurement | |
JP6183309B2 (en) | Flow meter and insulation deterioration diagnosis system | |
CN111417841B (en) | Method for determining the viscosity of a medium by means of a coriolis mass flowmeter and coriolis mass flowmeter for carrying out the method | |
US9599494B2 (en) | Method for operating a magnetic-inductive flowmeter with improved compensation of the interfering voltage | |
RU2716601C2 (en) | Electromagnetic method of measuring flow rate of liquid metal | |
US11047719B2 (en) | Magneto-inductive flow meter and operating method of analyzing a voltage pulse to correct an electrode voltage profile | |
RU2308685C1 (en) | Method of measuring flow rate | |
RU2631916C1 (en) | Method of controlling fluid media flow measurement by electromagnetic flowmeter | |
Shi et al. | Analytical investigation of an inductive flow sensor with arc-shaped electrodes for water velocity measurement in two-phase flows | |
JPS597929B2 (en) | How to excite an electromagnetic flowmeter | |
RU2410646C2 (en) | Method to operate device for measurement of speed of medium flow of magnetic induction flow metre (versions) and magnetic conduction flow metre | |
CN104956190B (en) | So that the method for magnetic induction flowmeter work | |
KR100467314B1 (en) | Electromagnetic Flowmeter | |
CN106595782A (en) | Stepped multiple-valued excited electromagnetic flowmeter | |
RU2791036C1 (en) | Correlation method for determining the flow rate of liquid metal and electrodeless electromagnetic flowmeter of liquid metal "pif" (perm induction flowmeter) for its implementation | |
Rustambekovich et al. | Improvement measurements of electromagnetic flow meters | |
RU2340877C1 (en) | Electromagnetic flow meter | |
JP2014109450A (en) | Electromagnetic flowmeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130619 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |