Электромагнитные расходомеры - Интернет портал по раходомерам

project@shinoprovod.ru
Перейти к контенту
Расходомеры > Расходомеры
Электромагнитные расходомеры
Электромагнитные расходомеры



Электромагнитные расходомеры – это устройства, работа которых основана на взаимодействии измеряемого потока с магнитным полем, образующего по закону электромагнитной индукции. Таким образом, поток жидкости, который нужно измерить должен обладать свойством электропроводности.
В электромагнитных расходометрах может применяться два типа магнитного магнита:
· постоянное, применяемое для определения характеристик потока расплавленных металлов;
· переменное, применяемое для определения характеристик потока жидкостей, обладающих свойством ионной проводимости.

Расходомеры с постоянным магнитным полем
Принцип действия устройств с постоянным магнитным полем (рисунок 1) заключается в определении ЭДС, индуктируемой в электропроводной потоке при воздействии магнитного поля из вне. Корпус расходометра имеет немагнитную вставку и расположен между двумя полюсами, так что движущийся поток находился по 90 градусов направлению силовых линий о поля, созданного магнитом. Электроды для измерения характеристик потока расположены в стенках самой трубы. При воздействии магнитного поля ионы, которые находятся в измеряемой жидкости, приходят в движения и отдают свои заряды электродам и при этом в них образуется ЭДС, которая является величиной, находящейся в прямой пропорции с величиной скорости движения потока.

Рисунок 1, где 1 – труба, 2 – магнитные полюса, 3 – электроды.

Достоинства расходомеров с постоянным магнитным полем:
· простота конструкции;
· измерение потока, который меняется с большой частотой;
· отсутствие недостатков, появляющихся при использовании переменного поля;
· определения потока жидкости с невысокой электрической проводимостью.
Но они также обладают значительным недостатком – это поляризация электродов, изменяющий сопротивление преобразователя, что приводит к образованию больших доп. погрешности, это приводит к нарушению нормальной эксплуатации расходомера. Поляризацию снижают, используя электроды из спец. материалов или их покрытия.
Из-за этого устройства с постоянным магнитным полем используются для измерения расхода жидкостей, которые обладают ионной проводимостью. Данное поле может применяться для измерения расхода металлов в жидком состоянии, обладающих именно электронной проводимостью, а ещё в лабораториях при проведении краткосрочных замеров, при которых явление поляризации фактически не заметно, и при расходах быстро изменяющихся, определение которых при переменном поле невозможно.

Расходомеры с переменным магнитным полем
Расходомеры с переменным полем (рисунок 2), которое создается электрическим магнитом, используются для измерения расхода потоков с ионной проводимостью.

Рисунок 2

Переменное поле сводит до min поляризацию электродов, из-за чего часто применяется вэлектромагнитныхрасходомерах. При этом использования переменного поля обладает несколькими ограничениями:
· возможность использования с небольшой электрической проводимостью: менее 10-6 см/м;
· для точного определения ЭДС преобразователя необходимо, чтобы сопротивление нагрузки в значительное число раз было выше сопротивления преобразователя.
· вместе с полезным сигналом ЭДС возникает трансформаторный сигнал, который появляется из-за первичной обмотки системы возбуждения магнитного поля. Эта «паразитная» ЭДС может быть намного выше полезного сигнала, но чаще около 30 процентов, которое ликвидируется понижением площадью контура;
· возникновение вихревых токов Фуко, а при значительной толщине стенки трубы величина этих токов становится большой, что обеспечивает появления их собственного магнитного поля, которое снижает основное поле;
· помехи могут возникать из-за блуждающих токов и электромагнитных полей извне;
· изменение ЭДС из-за изменения напряжения, частоты питания и температуры магнита;
· индукция поля магнитов должна быть менее 0,3 Тл;
· ограниченное применение расходомеров для жидкостей со значительным удельным сопротивлением.

Достоинства расходомеров с переменным магнитным полем
Таким образом, использование магнитного поля связано с большими помехами и ограничениями, но если нет необходимости в определении расходов, которые быстро меняют по величине, часто понижают частоту магнитного поля, благодаря чему расходомеры с импульсным полем получили следующие преимущества:
1. Ликвидация влияние помех промышленной частоты извне.
2. Ликвидация воздействия вихревых токов.
3. Понижение воздействия собственных индукционных и емкостных помех.
4. Понижение потребности в электроэнергии.
5. Нет необходимости в шихтованном магнитопроводе.
6. Более простое производства благодаря отсутствию необходимости в экранировки электродов и измерительных цепей.

А также главным достоинствами расходомера с импульсным магнитным полем являются значительная точность и понижение в необходимой мощности.
Расходомеры способны измерять расход и объем потока жидкости с удельной электропроводностью больше 5-10-3 см/м.
Погрешность устройства, главным образом, складывается из погрешностей их градуировки и определения разности потенциалов ЭДС. Но все помехи не дают возможность получить той потенциально значительной точности определения характеристик потока, которая вложена в принцип действия электромагнитный расходомер, а также обладают относительной сложностью конструкции и необходимостью ежедневной настройки.
Но при этом электромагнитные расходомеры нашли широкое применение в металлургии, биохимической промышленности и производстве продуктов питания, при строительстве и в медицине, так как они малоинерционные по сравнению с расходомерами других типов и из-за стерильности измерений потока.
Также эти устройства незаменимы там, где при регулировании в автоматическом режиме запаздывание имеет значительное значение и при определении быстро изменяющихся расходов потока.
Гидравлические потери данных приборов сводятся к min, так как первичные преобразователи не обладают частями, выступающих внутрь трубы.
Взвешенные частицы и пузырьки газа в потоке не создают помех, а также физические и химические свойства измеряемой жидкости, если эти совйства не меняют электропроводность потока.
Кроме того конструкция преобразователей позволяет использовать новые покрытия, что даёт возможность определять расход агрессивных и абразивных сред.
Данные расходометры способны измерять крайне маленькие (3*10-9 м3/с) расходы и значительных  расходы потока жидкостей (3 м3/с). При этом диапазон измерения расходомера одного типоразмера достигает значения 10:1, то есть достаточно большой. При этом не могут измерять поток газов, а также жидкостей с небольшой электропроводностью.
Монтаж электромагнитных расходомеров может осуществляться в любом положении на расстояниях, не менее 40 радиусов трубы после местных сопротивлений и не меньше 16 радиусов до местных сопротивлений.
Назад к содержимому