Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980264810.12737/4470МеханикаMechanicsМеханикаConduction sensor of liquid flowing in dielectric pipeДатчик электропроводности жидкости, протекающей в диэлектрической трубеЧугулёвАлександр ОлеговичChugulevAleksandr Олеговичaleks-c@rambler.ruПоповАнатолий ПетровичPopovAnatoliy Петровичpopov@omgtu.ruВинокуровМихаил РомановичVinokurovMikhail Романовичvmr125@mail.ru0406201404062014142https://zh-szf.ru/en/nauka/article/2648/view
Предлагается принципиально новая конструкция бесконтактного индуктивного датчика для контроля электропроводности жидкостей, которые применяются в химической, нефтедобывающей, пищевой и других отраслях промышленности. Исследование магнитного поля датчика выполнено с использованием комплекса программ моделирования Elcut 5.6 Professional. В процессе исследования оценивалось влияние на характеристики магнитного поля величины тока возбуждения, его частоты, а также диаметра трубы с электропроводящей жидкостью. При этом скорость движения жидкости предполагалась достаточно малой, не оказывающей заметного влияния на выходной сигнал датчика. Приводятся результаты исследования электромагнитного поля, возбуждаемого переменным током в цилиндрической трубе, заполненной электропроводящей жидкостью при её неизменных параметрах. На основании результатов моделирования электромагнитных процессов получены рекомендации об оптимальных соотношениях параметров в зависимости от характеристик исследуемой среды.
A fundamentally new design of the contactless inductive sensor for the conduction control of the liquids applied in the chemical, oil-extracting, food, and other industries is offered. The sensor magnetic field is studied using modeling software system Elcut 5.6 Professional. In the course of the investigations, the impact of the excitation current magnitude, its frequency, as well as the diameter of the pipe with conducting liquid, on the magnetic-field pattern is estimated. Thus, the fluid speed was assumed rather low, unaffecting the pickup signal. The studies of the electromagnetic field excited by the alternating current in a cylindrical tube filled with the conductive fluid under its constant parameters are resulted. On the basis of the electromagnetic process simulation results, the recommendations on the optimum parameter ratio dependent on the test medium characteristics are obtained.
электромагнитное полеэлектропроводящая жидкостьхарактеристики магнитного поляток возбуждениячастотадиаметр трубы с электропроводящей жидкостью.electromagnetic fieldconductive fluidmagnetic field characteristicsexcitation currentfrequencydiameter of tube with conductive fluid.
УДК 621.318 Датчик электропроводности жидкости, протекающей в диэлектрической трубе [1]А. П. Попов, А. О. Чугулев, М. Р. Винокуров Предлагается принципиально новая конструкция бесконтактного индуктивного датчика для контроля электропроводности жидкостей, которые применяются в химической, нефтедобывающей, пищевой и других отраслях промышленности. Исследование магнитного поля датчика выполнено с использованием комплекса программ моделирования Elcut 5.6 Professional. В процессе исследования оценивалось влияние на характеристики магнитного поля величины тока возбуждения, его частоты, а также диаметра трубы с электропроводящей жидкостью. При этом скорость движения жидкости предполагалась достаточно малой, не оказывающей заметного влияния на выходной сигнал датчика. Приводятся результаты исследования электромагнитного поля, возбуждаемого переменным током в цилиндрической трубе, заполненной электропроводящей жидкостью при её неизменных параметрах. На основании результатов моделирования электромагнитных процессов получены рекомендации об оптимальных соотношениях параметров в зависимости от характеристик исследуемой среды. Ключевые слова: электромагнитное поле, электропроводящая жидкость, характеристики магнитного поля, ток возбуждения, частота, диаметр трубы с электропроводящей жидкостью. Введение. В настоящее время известны различные приборы для контроля электропроводности жидкостей, которые применяются в химической, [1] Работа выполнена в рамках инициативной НИР.
Кулаков, М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств / М. В. Кулаков. - Москва : Машиностроение, 1983. - 424 с.Kulakov, M.V. Tekhnologicheskiye izmereniya i pribory dlya khimicheskikh proizvodstv. [Technological dimensions and devices for chemical plants.] Moscow: Mashinostroenie, 1983, 424 p. (in Russian).Устройство для измерения удельного электрического сопротивления жидких сред : патент 2105317 Рос. Федерация : МПК G01R27 / 22, G01N27 / 02 / - № 5062811/09 / Э. Х. Вишняков, Е. И. Леонкин, О. В. Косарев ; заявл. 18. 09.92 ; опубл. 20.02. 98.Vishnyakov, E.K., Leonkin, E.I., Kosarev, O.V. Ustroystvo dlya izmereniya udelnogo elektricheskogo soprotivleniya zhidkikh sred : patent 2105317 Ros. Federatsiya : MPK G01R27 / 22, G01N27 / 02.[A device for measuring the specific electrical resistivity of liquid media: patent RF 2105317 : IPC/G01R27 22/02/G01N27.] Patent RF no. 5062811/09, 1998 (in Russian).Юинг, Г. Инструментальные методы химического анализа / Г. Юинг. - Москва : Мир, 1989. - 383 с.Ewing, G. Instrumentalnyye metody khimicheskogo analiza. [Instrumental methods of chemical analysis.] Moscow : Mir, 1989, 383 p. (in Russian).Расчет электрических и магнитных полей методом конечных элементов с применением комплекса программ Elcut / А. П. Попов [и др.]. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. - 84 с.Popov, A.P., et al. Raschet elektricheskikh i magnitnykh poley metodom konechnykh elementov s primeneniyem kompleksa programm Elcut. [Calculation of the electric and magnetic fields using finite element program complex Elcut.] Omsk : Izdatelstvo OMGTU, 2010, 84 p. (in Russian).Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл. Москва : Мир, 1998. 147 с.Horovits, P., Hill, U. Iskusstvo skhemotekhniki. [Circuitry art.] Moscow : Mir, 1998 (in Russian).Сильвестр, П. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков / П. Сильвестр, Р. Феррари. Москва : Мир, 1986. 229 с.Sylvester, P., Ferrari, R. Metod konechnykh elementov dlya radioinzhenerov i inzhenerov-elektrikov. [Method of final elements for radio- and electrical engineers.] Moscow : Mir, 1986, 229 pp. (in Russian).Пасынков, В. В. Материалы электронной техники / В. В. Пасынков, В. С. Сорокин. Санкт-Петербург : Лань, 2001. 368 с.Pasynkov, V.V., Sorokin, V.S. Materialy elektronnoy tekhniki. [Materials of electronic equipment.] SPb. : Lan, 2001, 368 pp. (in Russian).Преображенский, А. А. Магнитные материалы и элементы / А. А. Преображенский, Е. Г. Бишард. Москва : Высшая школа, 1986. 352 с.Preobrazhensky, A.A., Bishard, E.G. Magnitnyye materialy i elementy. [Magnetic materials and elements.] Moscow: Vysshaya shkola, 1986, 352 pp. (in Russian).Попов, А. П. Энергосберегающий быстродействующий переключатель тока для индуктивных нагрузок / А. П. Попов, А. О. Чугулёв, М. Р. Винокуров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. 2010. - Т.10,№ 5(48). С. 675682.Popov, A.P., Chugulev, A.O., Vinokurov, M.R. Energosberegayushchiy bystrodeystvuyushchiy pereklyuchatel toka dlya induktivnykh nagruzok. [Energy-efficient high-speed current selector for inductive loadings.] Vestnik of DSTU, 2010, no. 5(48), vol. 10, pp. 675-682 (in Russian).Попов, А. П. Индукционный датчик линейных перемещений с отрицательной обратной связью по потокосцеплению обмотки возбуждения / А. П. Попов, А. О. Чугулёв, М. Р. Винокуров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. 2012. № 2 (63). С. 5459.Popov, A.P., Chugulev, A.O., Vinokurov, M.R. Induktsionnyy datchik lineynykh peremeshcheniy s otritsatelnoy obratnoy svyazyu po potokostsepleniyu obmotki vozbuzhdeniya. [Induction gage of degenerative linear displacements on flux linkage of drive winding.] Vestnik of DSTU, 2012, no. 2 (63), iss. 1, pp. 54-59 (in Russian).