Электромагнитные расходомеры

 

Принцип действия электромагнитных расходомеров (ЭМР) основан на измерении ЭДС, индуктируемой в потоке электропроводной жидкости (кислоты, щелочи, соли) под действием внешнего магнитного поля.

Принципиальная схема электромагнитного расходомера приведена на рис. 2.17. Корпус 1  с цилиндрической вставкой из немагнитного материала (фторопласта, эбонита и др.), с перемещающейся в нем жидкостью, расположен между полюсами 2 и 3 магнита перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля. В стенки трубопровода диаметрально противоположно (заподлицо с внутренней поверхностью трубы) заделаны измерительные электроды. Под действием магнитного поля ионы, находящиеся в жидкости, перемещаются и отдают свои заряды измерительным электродам, создавая в них ЭДС Е, пропорциональную скорости течения жидкости. К электродам подключен измерительный прибор 4, шкала которого отградуирована в единицах расхода.

Величина ЭДС в случае постоянного магнитного поля определяется основным уравнением электромагнитной индукции

 ,

 

где В – магнитная индукция в зазоре между полюсами магнита; d – внутренний диаметр трубопровода (длина проводника);  – средняя скорость потока жидкости.

Выразив скорость через объемный расход Q, получим (для трубопровода круглого сечения):  

Е=4 QB /( d )

Из этой формулы следует, что при однородном магнитном поле ЭДС прямо пропорциональна объемному расходу.

Электромагнитные расходомеры применяют лишь для жидкостей с электрической проводимостью не ниже  см/м.

 

Основные недостатки электромагнитных расходомеров с постоянным магнитным полем:

возникновение на электродах гальванической ЭДС и ЭДС поляризации затрудняют или делают невозможным правильное измерение ЭДС, индуктируемой магнитным полем в движущейся жидкости;

трудность усиления напряжения постоянного тока. В связи с этим расходомеры с постоянным магнитным полем применяют лишь при измерении расхода жидких металлов, пульсирующих потоков жидкости и при кратковременных измерениях, когда поляризация не успевает оказать заметного влияния.

Рис. 2.17. Принципиальная схема электромагнитного расходомера с постоянным магнитом

 

 

При переменном магнитном поле электрохимические процессы оказывают меньшее влияние, чем при постоянном, поэтому в настоящее время в электромагнитных расходомерах применяют переменное магнитное поле. Если магнитное поле изменяется во времени с частотой , то ЭДС  для трубопроводов круглого сечения

^.        

Подставив значение скорости потока из уравнения объёмного расхода, получим:

^,

 где – амплитудное значение магнитной индукции, – круговая частота; – время.

 

В современных электромагнитных расходомерах (ЭМР) для усиления сигнала, снимаемого с преобразователя, используют электронный усилитель с большим входным сопротивлением. При этом условии в большинстве случаев изменение сопротивления преобразователя при изменении параметров контролируемой среды не сказывается на показаниях. Это важное преимущество электромагнитных расходомеров.

В расходомерах с переменным магнитным полем возникают помехи, как в преобразователе, так и вне его (рис.2.18).

 

В основном на погрешность измерения влияют помехи:

паразитные (от внешних цепей);

емкостные (от переменного тока, питающего электромагнит);

индукционные (трансформаторные, от магнитного поля пре­образователя). Первые две помехи удается устранить экранированием прибора.

 

Рис. 2.18. Принципиальная схема ЭМР

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: