ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ
ELECTROMAGNETIC FLOW METER OF LIQUID METALS

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]. Электромагнитный расходомер имеет трубу из нержавеющей стали без изоляционного покрытия внутренней поверхности, два электрода, приваренных к наружной поверхности стенки трубы и индуктора, создающего магнитное поле в рабочей зоне канала трубы. При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, создающее разность потенциалов между электродами, которая служит мерой объемного расхода измеряемой среды.
В работе [1] описаны электромагнитные расходомеры жидких металлов, индукторы которых содержат постоянные магниты. Недостатком этих расходомеров при их длительной эксплуатации является низкая стабильность магнитного поля, снижающая метрологические характеристики прибора.
Известен электромагнитный расходомер жидкого металла, обеспечивающий стабильность магнитного поля в канале трубы [2]. Этот расходомер имеет индуктор в виде электромагнита переменного тока низкой частоты. У указанного расходомера [2] магнитопровод имеет С-образную форму с полюсными наконечниками, выполненными в виде пластин, расположенных по обе стороны трубы в параллельных плоскостях. На средней части магнитопровода расположена индукционная катушка возбуждения магнитного поля, намотанная проводом с теплостойкой изоляцией.
Недостаток известной конструкции электромагнитного расходомера, описанного в [2], состоит в том, что он имеет значительные магнитные поля рассеяния, которые ослабляют чувствительность расходомера.
Целью изобретения является создание электромагнитного расходомера жидких металлов со сниженными магнитными полями рассеяния и улучшенными метрологическими характеристиками.
Для достижения этой цели, магнитопровод выполнен из стальной полосы толщиной не менее 5 мм, шириной не менее диаметра канала трубы, изогнутой по замкнутому периметру прямоугольника, внутри которого расположена труба с электродами и индукционная катушка, имеющая стальной цилиндрический сердечник, который с одной стороны прикреплен к магнитопроводу, а с другой касается внешней поверхности трубы, причем ось сердечника совпадает с осью индукционной катушки, перпендикулярна оси трубы и линии, соединяющей электроды.
В предлагаемой конструкции расходомера магнитопровод, выполненный по замкнутому контуру прямоугольника, окружает индукционную катушку, тем самым снижает поля рассеяния и с помощью сердечника концентрирует магнитное поле, созданное индукционной катушкой, в рабочем участке канала расходомера.
На фиг.1 приведена схема конструкции электромагнитного расходомера жидкого металла, выполненная по предлагаемому решению.
Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, и индуктора, представляющего собой электромагнит, состоящий из магнитопровода 2, выполненного из стальной полосы толщиной не менее 5 мм, шириной не менее диаметра канала трубы, и индукционной катушки 3. Индукционная катушка имеет стальной цилиндрический сердечник 4, закрепленный к магнитопроводу 2. Ось сердечника 6 является осью индукционной катушки и осью симметрии расходомера. Труба имеет электроды 5, линия соединения которых перпендикулярна оси сердечника и оси канала. Благодаря тому, что сердечник 4 подведен к трубе и касается внешней поверхности трубы, он концентрирует магнитное поле в рабочей области канала, тем самым повышает чувствительность расходомера. Индукционная катушка окружена магнитопроводом, который устраняет магнитные поля рассеяния.
Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. К индукционной катушке подводится электрический ток низкой частоты, в результате которого в канале трубы создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через линию, соединяющую электроды и ось трубы.
При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, которое служит мерой объемного расхода жидкого металла. Индуцированное электрическое поле измеряется с помощью двух электродов, приваренных к наружной стенке трубы.
Техническим результатом от применения изобретения является повышение чувствительности расходомера за счет снижения полей рассеяния магнитного поля.
ИСТОЧНИКИ ИФОРМАЦИИ
1. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Издательство «Машиностроение», Ленинград, 1982 г., 214 с., ил.
2. Патент RU №2431118, Бюллетень №28, 2011.