книги из ГПНТБ / Бесконтактный контроль потока жидких металлов

Таким образом, происходит автоматическая подстройка частоты тока питания до тех пор, пока частота вновь не станет оптималь­ ной. Амплитудно-частотная характеристика генератора должна обеспечить постоянство величины тока питания в диапазоне из­ менения частот. Метрологическая характеристика такого расхо­ домера приведена на рис. 4.16, кривая 2.

Вторичный прибор, описанный выше, может быть использован как с односторонним, так и с двусторонним дифференциальным датчиком.

Измеритель, определяющий расход по отношению скоростной и вихревой компонент вторичной э. д. с. Поскольку измеритель расхода работает в линейной области частотной характеристики дифференциального измерителя расхода, проведенные исследо­ вания амплитудно-фазовой характеристики скоростной компо­ ненты вторичной э. д. с. позволили правильно выбрать рабочую частоту и для метода отношений.

Как показали результаты расчета (см. рис. 4.14), линейный участок частотной характеристики имеет место при частоте пи­ тания М^О,5о5опт.

Из результатов экспериментов (см. рис. 4.9) следует, что прималых значениях магнитных чисел Рейнольдса фаза скоростной компоненты вторичной э.д. с. практически не меняется с измене­ нием Rem . Последнее обстоятельство позволяет использовать фазочувствительный детектор в качестве элемента вторичного ус­ тройства, обладающего избирательностью и повышенной помехо­ защищенностью.

Таким образом, по формуле (4.98) можно определить опти­ мальную частоту питания и затем выбрать рабочую частоту сор в линейном участке частотной характеристики. По выбранной час­ тоте питания <йр и формуле (4.97) можно оценить линейный уча­ сток метрологической характеристики из условия ReO T ^0,5Rem o n T . Пример инженерного расчета датчика будет дан в главе V I I .

Методы измерения расхода с использованием магнитного поля с движущейся пространственной огибающей. Э. д. с, наве­ денная в одном витке катушки приемного индуктора, была пред­ ставлена (см. § 1 гл. II ) в виде суммы четырех фазовых состав­ ляющих, каждая из которых является функцией геометрии дат­ чика, параметров контролируемой среды и частоты. Как было показано, лишь две фазовые составляющие <gi и ( § 4 являются компонентами вторичной э . д . с , обусловленной относительной скоростью движения проводящей среды и огибающей магнитного поля. Причем при малых значениях 63 существенна лишь компо­ нента (§ь в то время как компонента <§4 близка к нулю.

Рис. 4.25. Пространственное распределение поля возбуж­ дения вдоль рабочего зазора датчика вблизи намагничи­ вающего индуктора.

а— приемный индуктор отсут­

ствует; б — 2 Д / т = 1 ; в — 2Д/т = = 0.67.

5)

при сс>1, а с другой стороны, уменьшение параметра а означает увеличение полюсного деления намагничивающего индуктора при постоянном коэффициенте заполнения. Последнее связано со зна­ чительным увеличением веса всего датчика в целом, а также с увеличением мощности источника питания.

Увеличение полюсного деления намагничивающего индуктора при сохранении постоянным коэффициента заполнения k может привести к существенному росту гармоник поля, обусловленных зубчатостью приемного и намагничивающего индукторов датчика л пространственным распределением обмотки возбуждения (об­ мотки намагничивающего индуктора)'[8, 13].

В силу этого представляет интерес определить такие

Рис. 4.26. Влияние зубчатости приемного индуктора на пространственное рас­ пределение индукции вблизи намагничивающего индуктора.

параметры датчика, при которых может быть достигнута макси­ мальная чувствительность при заданной мощности источника пи­ тания.

Практически можно ограничиться случаем 2Д/т>0,5, что под­ тверждается экспериментальными результатами, приведенными на рис. 4.25 и 4.26. При относительном зазоре 2Д/т^0,5 сказыва­ ется влияние зубчатости приемного индуктора на пространствен­ ное распределение индукции магнитного поля возбуждения, при­ водящее к существенному росту высших пространственных гар­ моник поля.

Таким образом, при 2Д/т>0,5 сформулированную выше за -

Результаты вычислений представлены на рис. 4.28, а, из кото­ рого следует, что при заданной плотности тока максимальное значение амплитуды первой пространственной гармоники поля имеет место при /п /2т=0,4. Однако при этом значении/п /2твесьма значительны и амплитуды высших пространственных гармоник поля. Чтобы обеспечить беспроливное измерение расхода, необ­ ходимо уменьшить величину высших пространственных гармоник поля в середине рабочего зазора датчика.

Напряженность поля в середине зазора Я д и соответствующая •ей индукция представляют интерес в связи с тем, что плос-

.кость z = 0 совпадает с серединой слоя жидкого металла.

Рис. 4.28. Пространственные гармоники маг­ нитного поля датчика.

а— зависимость амплитуды пространственных

—

пространственной гармоники индукции на поверх­ ности индуктора к индукции в основании зубца индуктора от £о-

определяет степень ослабления нор­ мальной компоненты поля в сере­ дине зазора по сравнению с ее зна­ чением на поверхности возбуждаю­ щего индуктора.

Согласно [3], для датчика с дву­ сторонней обмоткой возбуждения