Електромагнітні лічильники споживання
Принцип дії електромагнітних (індукційних) витратомірів заснований на вимірюванні ЕДВ, що утворюється в рідині зі струмом під впливом зовнішнього магнітного поля. Схема індукційного витратоміра наведена на рисунку 4.7.
Між N і S полюсами магніту рідинна труба 1 проходить перпендикулярно до напрямку силових ліній магнітного поля. Частина труби, яка проходить через магнітне поле, виготовляється з немагнітного матеріалу (фторопласту, ебоніту тощо). На стінках труб встановлені діаметрально протилежні вимірювальні електроди 2. Під дією магнітного поля іони в рідині рухаються і віддають свої заряди вимірювальним електродам, утворюючи в них електричне поле. Пропорційно швидкості потоку значення EYUK, коли магнітне поле є постійним, визначається основним рівнянням електромагнітної індукції:
E=B·D·вихр (4.16)
тут V — електрична магнітна індукція Tl, що утворюється між магнітними полюсами; D - внутрішній діаметр труби (відстань між електродами), м; Ворт — середня швидкість течії, м/с.
Виразимо швидкість через об'єм споживання Q
(4.17)
З цього виразу випливає, що величина ЕЮК в постійному магнітному полі прямо пропорційна споживанню. Індукційні витратоміри мають електропровідність 10-3…
Застосовується в рідинах не менше 10-5 см/м.
Основним недоліком індукційних витратомірів з постійним магнітним полем є виникнення поляризаційних і гальванічних EDUC в магнітних електродах. Ці недоліки перешкоджають або ускладнюють точне вимірювання індукованого магнітним полем EYUK у рухомій рідині. Тому витратоміри з постійним магнітним полем використовують для вимірювання витрати рідких металів, пульсуючого потоку рідини, а також для короткочасних вимірювань, коли поляризація не впливає. Більшість сучасних індукційних витратомірів використовують змінне магнітне поле. Якщо магнітне поле змінюється з частотою f у момент часу t, EYUK визначається наступним рівнянням:
(4.18)
тут,
—амплітудне значення індукції.
У мінливому магнітному полі електрохімічні процеси менш впливають, ніж у постійному полі. Принципова схема індукційного витратоміра зі змінним магнітним полем наведена на рисунку 4.8. На кресленні використовуються наступні символи: SBEO' - первинний електромагнітний перетворювач лічильника змінного магнітного поля; Магнітне поле створюється за допомогою електромагніту 4: ОК – перетворювач з проміжним вимірювальним підсилювачем вихідного сигналу 0…5 мА постійного струму; О'А—вимірник, інтегратор і т. ін.; R - опір.
У немагнітній частині трубки 1 вона рівномірно розподіляється за допомогою електромагніту 4
створюється магнітне поле. ЕЮК, який утворюється в рідині під дією магнітного поля, прямо пропорційний capfi рідини і передається через електроди 2 і 3 на проміжний вимірювальний підсилювач, звідки виходить посилений сигнал, пропорційний споживанню n. Посилений сигнал надходить на вимірювальний прилад, відкалібрований в одиниці споживання. Наявність уніфікованого електричного вихідного сигналу (О...5мА) дозволяє використовувати вторинні пристрої керування.
Індукційні витратоміри мають ряд переваг.
Це не інерційні, а швидко змінювані витрати
при вимірюванні та використанні їх у системах автоматичного регулювання
дуже важливо. Частинки та бульбашки газу в рідині не впливають на результати вимірювань. Показання витратоміра не залежать від властивостей вимірюваної рідини (в'язкість, щільність) і характеру течії (ламінарна, турбулентна).
До недоліків електромагнітних витратомірів можна віднести вимогу мінімального значення електропровідності вимірюваного середовища, що обмежує область їх застосування. Складність схеми вимірювання.
Індукційні витратоміри дозволяють вимірювати витрату в діапазоні 1...2500 м3/год і більше в трубах діаметром 3...1000 мм і більше при лінійній швидкості рідини до 0,6... 10 м/с. Клас точності приладів 0,6; 1; 1,5; 2; 2,5.
