Электромагнитный расходомер принцип работы

15.07.2019

Электромагнитные (индукционные) расходомеры измеряют расход вещества в трубопроводе с помощью магнитных полей.

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Расходомер электромагнитный: устройство и принцип действия

2. Руководство по монтажу

3. Достоинства и недостатки

Расходомер электромагнитный устройство и принцип действия

Индукционные расходомеры состоят из двух основных деталей:

1. Датчика расхода
2. Измерительного преобразователя

Датчики расхода монтируются в трубопровод и создают электрическое напряжение с помощью комплекта катушек.

Измерительный преобразователь измеряет сгенерированное напряжение, превращает его в формат параметров расхода и направляет полученную информацию далее в системы контроля.

Принцип действия

Принцип работы устройства лежит в применении закона Фарадея. Согласно ему, индуцированное напряжение в сечении прямо пропорционально скорости движения потока.

U_e=k*B*D*V, где:

 E- индуцированное напряжение

 k- коэффициент пропорциональности

 B-напряженность магнитного поля

 V-скорость движения среды в сечении

Таким образом зная объем в сечении можно установить параметр расхода.

Рассмотрим действия в порядке очередности. Через преобразователь ток подается на катушки. Они формируют в сечении трубопровода магнитное поле.

Частицы в потоке вещества, протекающего через этот участок, разделяются под действием поля на отрицательные и положительные. На стенках друг напротив друга размещены специальные электроды. Между ними находиться магнитное поле, которое и разделяет поток на частицы.

Вследствие этого между электродами возникает изменение напряжения. Далее полученные значения на электродах передаются в измерительный преобразователь, который конвертирует их в параметры расхода и передает данные в системы управления.

Руководство по монтажу

Прежде всего стоит устанавливать прибор на прямых участках трубопровода, чтобы сократить возникновение турбулентности измеряемого потока. Наиболее оптимальным расстоянием для такого ровного участка является длина от 5 до 10 диаметров сечения до датчика и после него.

Большое влияние на процесс измерения имеет правильный подбор материалов покрытия сечения трубопровода на измеряемом участке. Чтобы улучшить стойкость расходомера в работе с агрессивными и абразивными средами его проточная часть покрывается специальными вставками, называемыми футеровкой.

Наиболее часто для обеспечения такой электрической изоляции используется фторопласт, резина, эмаль и подобные им защитные материалы. Особое предпочтение отдается инертным пластикам. Важно, чтобы материал обладал высоким уровнем непроводимости магнитных полей.

Комплект катушек нужно размещать друг напротив друга. Электроды также должны быть вмонтированы под одним углом, относительно поля.

Достоинства и недостатки

Как и все контрольно-измерительные приборы датчики расхода имеют свой рад положительных и отрицательных свойств.

Достоинства электромагнитных расходомеров

1. Минимальные гидравлические потери
2. Простота эксплуатации
3. Работа с агрессивными материалами
4. Отсутствие подвижных механических частей
5. Широкий диапазон рабочих сечений
6. Высокая точность
7. Быстродействие

Отсутствие гидравлического сопротивление обусловлено тем, что преобразователь не имеет частей внутри сечения трубы, все детали устанавливаются заподлицо со стенками трубопровода. Благодаря этому частицы из потока вещества не оседают на стенках.

Благодаря работе, основанной на электромагнитной индукции, на устройстве могут применятся новейшие изоляционные покрытия, что позволяет датчику работать с наиболее опасными и абразивными средами.

Преобразователь индукционного расходомера, а также сам трубопровод можно очищать без его демонтажа.

Использование электромагнитного поля в работе, позволяет отказаться от лишних механических деталей, что существенно увеличивает срок эксплуатации устройства.

Датчик может работать в широком диапазоне сечений. Начиная от самых малых расходов (3*10^-9м³/с) и вплоть до 3 м³/c. Одно и то же устройство может работать с размерами сечений, которые отличаются в 1000 раз.

Стоит отметить что благодаря индукционному принципу, работа по измерению не зависит от физических и химических характеристик вещества. Сюда можно отнести плотность, вязкость, температуру и ряд других факторов.

Недостатки электромагнитных расходомеров

1. Влияние частиц на результаты
2. Влияние турбулентности потока
3. Взаимодействие с магнитными частицами
4. Влияние шумов
5. Необходимость электрической изоляции
6. Взаимодействие с другими электромагнитными полями
7. Требование к электропроводимости вещества

На точность измерений могут повлиять возникновение пузырьков в потоке. Турбулентность потока в сечении убирается монтажом расходомера на протяженных прямых участках. Для точности измерения следует избегать неравномерной скорости в трубопроводе.

Если в потоке будут присутствовать частицы с сильной намагниченностью (например, металлический мусор) то он может забивать сечение. В большинстве современных систем используется пульсирующие измерение, которое позволяет избежать этой проблемы.

Для обеспечение наиболее точного измерения внутри системы стоит обеспечить изоляцию трубопровода от влияния электромагнитных полей, шумов, а также паразитных токов. Такие проблемы решаются правильным подбором материалов футеровки, трубы и электродов.

Для того чтобы работа по замерам выполнялась корректно устройство нужно использовать с веществами, которые обладают минимальным порогом электропроводимости от 10^-3 См /м (1см (сименс) = 1Ом^-1)

Вывод: электромагнитные датчики позволяют в полной мере использовать магнитную индукцию для выполнения замеров расхода. Они могут работать с наиболее разнообразными средами, однако стоит заботиться об их должной изоляции.

На сайте eltaltd.com.ua вы можете найти наиболее популярные индукционные расходомеры Siemens SITRANS FM и Endress+Hauser Promag.

Подписывайтесь на наши обновления: