ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА

Заявленная полезная модель относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения расхода жидкостей электромагнитным методом.
Известен первичный преобразователь расхода, содержащий участок трубопровода из немагнитного материала с изоляционным слоем на внутренней поверхности, по меньшей мере два диаметрально противолежащих электрода и две катушки возбуждения, а также магнитопровод, выполненный из двух одинаковых направленных навстречу друг другу скоб, расположенных на трубопроводе. Электроды, расположенные на диаметрально противоположных стенках трубопровода и изолированные от них [1]. Недостатком известного первичного преобразователя расхода является сложность обеспечения герметичности соединения электрод-футеровка-трубопровод, способного одновременно выдерживать температуру и давление, а также то, что под влиянием температуры и давления футеровка изменяет свой профиль, что приводит к изменению геометрии проточной части прибора и как следствию искажению градуировочных характеристик прибора, что влечет увеличение погрешности.
Известен также первичный электромагнитный преобразователь расхода содержащий отрезок трубопровода с изолированной внутренней поверхностью, магнитную систему, на наружной поверхности трубопровода диаметрально противоположно расположенные бобышки, имеющие отверстия
с изолированной поверхностью для размещения электродов, электроды, головки которых размещены внутри трубопровода, с наружной стороны трубопровода электроды с изолирующими прокладками затянуты с помощью гаек. На внутренней поверхности бобышек и на наружной поверхности электродов выполнены две кольцевые канавки, заполненные изоляционным материалом, изолированная внутренняя поверхность трубопровода имеет лыски по всей длине трубопровода в местах установки электродов, а электроды установлены заподлицо с внутренней изолированной поверхностью трубопровода [2]. Недостатком известного электромагнитного первичного преобразователя расхода является сложность нанесения изоляционного слоя, а также то, что при применяемой магнитной системе невозможно получить необходимое оптимальное распределение магнитного поля для всех типоразмеров датчиков.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, - повышение точности и надежности, упрощение конструкции и улучшение технологичности.
Указанный результат достигается тем, что электромагнитный первичный преобразователь расхода, содержит отрезок трубопровода, выполненный из немагнитного металла, с узлами крепления, внутренняя поверхность которого покрыта электроизоляционным материалом - стеклоэмалью. Внутри отрезка трубы диаметрально расположены два электрода из нержавеющей немагнитной стали или титанового сплава, которые предназначены для съема сигнала. Диаметрально противоположно, на
внешней стороны трубы перпендикулярно оси электродов расположены две катушки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля в потоке измеряемой жидкости. Катушки охватывает магнитопровод, расположенный на трубопроводе и выполненный из двух одинаковых скоб, которые охватывают катушки возбуждения, магнитопровод дополнительно содержит две плоские пластины, соединяющие скобы магнитопровода и две втулки которые охватывают катушки по внутреннему диаметру, при этом втулки расположены в области полюсов магнитопровода параллельно линии размещения электродов, а пластины перпендикулярно этой линии в местах расположения электродов.
Существенным отличием предложенного устройства по сравнению с аналогами является применение изоляционного покрытия с коэффициентом линейного расширения близким к коэффициенту линейного расширения трубы, что исключает отслоение изоляционного покрытия проточной части и изменение ее геометрии под влиянием температуры и давления, а значит и ухудшение метрологических характеристик прибора.
Покрытие поимо своих электроизоляционных свойств обладает повышенной износостойкостью, антикоррозионными свойствами и термостойкостью. Толщина покрытия 0,3 мм.
Также упрощена конструкции узла ввода электрода; повышена надежность крепления магнитопровода, улучшена технологичность в изготовлении, улучшены метрологические качества и метрологическая надежность за счет
применения монолитной структуры элементов конструкции магнитопровода, и способа крепления.
На фиг.1 представлен предлагаемый электромагнитный первичный преобразователь расхода. Устройство содержит: магнитопровод, состоящий из двух одинаковых скоб с приваренными втулками 1, крепится на пластины 2 к штуцеру 3, который приварен к трубопроводу 4. Одновременно обе половины магнитопровода являются надежным креплением катушек 5 относительно трубопровода 4, охватывая их в "замок", через отверстия в их центре, предотвращая перемещение в четырех возможных степенях свободы (по объемным координатам и вращению относительно оси катушек). В области крепления гермовводов 6 половины магнитопровода образуют разрыв, в котором свободно размещается штуцер 3, через который осуществляется крепление гермоввода 6 в трубопроводе 4. Внутренняя поверхность трубопровода 4 покрыта стеклоэмалью 8.
Таким образом, за счет втулок имеется возможность максимально приблизить к трубопроводу магнитопровод, что позволяет получить более оптимальное распределение магнитного поля в активной зоне канала электромагнитного первичного преобразователя расхода.
Магнитная цепь обеих половин магнитопровода замыкается с помощью пластин 2 прямоугольной формы. Пластины изготавливаются из магнитомягкого материала, как и магнитопровод, причем их сечение выбрано не менее сечения
магнитопровода. В магнитопроводе имеются круглые отверстия, обеспечивающие свободный доступ к гермовводам 6, что очень важно для контроля в процессе эксплуатации сопротивления изоляции электродов относительно корпуса. Магнитная система защищена от окружающей среды защитным кожухом 7.
На фиг.2 представлена скоба магнитопровода 1 с втулкой 2.
Основное преимущество конструкции заключается в применении стеклоэмалевого покрытия с коэффициентом линейного расширения, близким коэффициенту линейного расширения материала трубы, и в применяемой конструкции магнитной системы, позволяющей добиться более оптимального распределение магнитного поля. Трубопровод и штуцер выполнены из немагнитных материалов. Из ферромагнитного материала выполняются только магнитопровод и пластины. Электропроводная жидкость при своем движении пересекает магнитное поле: В соответствии с законом электромагнитной индукции ток, возникающий в жидкости, перпендикулярен направлению движению последней и направлению магнитного поля.
Индуктируемая ЭДС пропорциональна скорости движения жидкости и снимается с электродов.
Использование полезной модели позволит повысить точность измерения за счет более оптимального распределения магнитного
поля, повысить метрологическую надежность за счет более жесткой фиксации магнитопровода и катушек относительно канала первичного преобразователя, при этом одновременно упрощается конструкция и улучшается технологичность в изготовлении. Источники информации:
1. Свидетельство на полезную модель РФ №13423, кл. 7 G 01 F 1/58;
2. Свидетельство на полезную модель РФ №27858, кл. 7 G 01 F 1/58;
3. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн.2. /Под общ. ред. Е.А.Шорникова. - 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2004. - 412 с.: ил.