Электрические расходомеры. Расходомеры индукционные

 

Электрические расходомеры.

Расходомеры  индукционные

Индукционными расходомерами называются расходомеры, принцип действия которых основан на измерении пропорциональной расходу электродвижущей силы, индуктированной в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля.

На рисунке 1 показана Расходомеры индукционные, принципиальная схема приемника индукционного расходомера. Трубопровод 1, по которому протекает проводящая жидкость, расположен между полюсами магнита 2 перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля действием магнитного поля.

Таким образом, индукционные расходомеры могут быть выложены как с постоянными магнитами, так и с электромагнитами питаемыми переменным током с частотой f. Как тем, так другим расходомерам присущи определенные  достоинства   и  недостатки определяющие область их применения.

Существенным и основным недостатком индукционных расходомеров с постоянным магнитом, ограничивающим их применение для измерения расхода квазистацианарных потоков, является поляризация измерительных электродов, сопровождающаяся изменением сопротивления датчика, что искажает показания прибора. Для уменьшения поляризации применяют электроды с платиновым или танталовым покрытием, а также угольные и каломелевые электроды. Однако существенного уменьшения поляризации этим достичь не удается. Тем не менее, при измерении расходов потоков с высокой частотой пульсаций предпочтительнее расходомеры с постоянным магнитом, чем с переменным, так как эти расходомеры имеют более высокий частотный предел. В этом случае измерительная схема строится таким образом, что измеряется величина э. д. с, а электрический ток, протекающий через жидкость, очень мал. Вследствие чего наблюдается малая величина поляризации.

В индукционных расходомерах с электромагнитом, питаемым переменным током, переменное магнитное поле, кроме основной э. д. с, характеризующей величину измеряемого расхода, образует другие э. д. с, мешающие правильному измерению расхода. Эти э. д. с. пропорциональны скорости изменения магнитной индукции В. Для уменьшения их влияния на результат измерения снижают частоту тока, что ограничивает применение этих расходомеров для измерения быстро меняющихся расходов. Для измерения быстро меняющихся расходов необходимо повышать частоту тока до величии, в несколько раз превосходящих частоту колебаний расхода. Это вызывает необходимость применения устройств, усложняющих измерительную схему прибора.

Имеются различные способы для уменьшения влияния дополнительных э. я. с. Один из них заключается в том, что на электромагните, создающем магнитное поле, располагают компенсационный виток, находящийся в противофазе с измерительными электродами. При помощи регулировочного реостата добиваются нулевого потенциала на входе в электронный усилитель при отсутствии движения жидкости.

На рисунке 2 приведена другая

См. также:  Ультразвуковые расходомеры. Расходомеры фазовые

схема компенсации дополнительных э. д. с.

Рисунок 2. Схема  компенсации мешающих сигналов. 1 — электромагниты; 2 — трубопровод; 3 — измерительные пластины; 4—трансформатор; 5—усилитель.

Два одинаковых индукционных датчика с самостоятельными магнитами 1 включаются таким образом, что магнитная индукция в них направлена противоположно, таким образом, дополнительные э. д. с. взаимоиндукции равны по величине и по фазе, взаимно противоположны и взаимно уничтожаются в первичной обмотке выходного трансформатора.

Для снижения погрешностей, вызываемых дополнительными э. д. с, кроме указанных компенсационных методов, необходимо плоскость витка, образованного выводами от электродов, располагать параллельно силовым линиям магнитного поля.

Кроме перечисленных выше погрешностей, вызываемых явлениями, сопровождающими образование измеряемой э. д. с, на точность показаний индукционных расходомеров влияют различные показатели, определяемые конструктивным исполнением индукционных расходомеров и условиями измерения.

Перечисленные выше недостатки индукционных расходомеров несущественны по сравнению с очень важными их достоинствами, к которым относятся следующие.

Прежде всего они без инерционны: их инерционность практически ограничивается инерционностью измерительного прибора. В этом отношении с ними не может сравниться ни один тип расходомеров. Поэтому они незаменимы в процессах автоматического регулирования, где запаздывание играет существенную роль, или при измерении быстро меняющихся расходов.

Датчики индукционных расходомеров не имеют выступающих внутрь трубопровода частей, сужений или изменений профиля. Благодаря этому обстоятельству гидравлические потери па датчике минимальны.

Датчик можно чистить и стерилизовать без демонтажа, так же как технологический трубопровод.

Это позволяет измерять данным методом расходы жидкостей в биохимической и пищевой промышленности стерильно и без изменения вкусовых качеств продукта. Отсутствие полых углублений исключает застаивание и коагулирование измеряемых жидкостей, что часто является причиной возникновения гнилостных процессов.

На результат изменения не влияют наличие взвешенных в жидкости частиц и пузырьков газа, изменение профиля поля скоростей потока, а также таких характеристик измеряемой среды, как вязкость, концентрация, удельный вес, температура, теплопроводность, если они не влияют на величину электропроводности.

Датчики индукционных расходомеров можно монтировать в любом положении за изгибами трубопроводов и запорными вентилями, измерять расходы свободно вытекающих жидкостей с минимальным перепадом.

По своей конструкции датчики -позволяют применять новейшие изоляционные, антикоррозийные и другие покрытия, что дает возможность измерять расход агрессивных жидкостей, а также жидкостей и паст, обладающих абразивными свойствами.

Вследствие линейной зависимости возникающей э. д. с. от .расхода шкала показывающего прибора линейна. Одним и тем датчиком можно измерять расход жидкости, протекающей в обо-направлениях.

В заключение нужно отметить, что широкое внедрение индукционных расходомеров в практику измерений тормозится вследствие того, что до сих пор не решен вопрос ликвидации явления поляризации и поддержания нулевой точки прибора, что связано с компенсацией паразитных э. д. с.