Типы электромагнитных расходомеров

В этом разделе сайта мы говорим о всевозможных расходомерах придуманных человечеством, о принципе даействия расходомеров, о достоинствах и недостатках.

Подкатегории

Электромагнитный расходомер – это прибор для измерения расхода различных жидкостей. Он способен работать с агрессивными и неоднородными средами. Главное, чтобы измеряемая жидкость проводила ток, поэтому такого типа датчики не могут вести учет углеводородов, дистиллированной воды и многих неводных растворов.

Расходомеры широко используются благодаря минимальному сопротивлению потока среды, а также экономичности и точности измерений. Отсутствие движущихся частей не требует технического обслуживания.  Электромагнитные расходомеры предназначены для измерения расхода различных электропроводимых жидкостей, пульп, суспензий и т.п.

Расходомер представляет собой прибор для измерения количества израсходованного (пройденного через трубопровод) рабочего вещества, жидкости или газа. Поскольку сжимаемые и несжимаемые вещества имеют свою специфику измерения, то и устройства в этом сегменте различаются по принципам действия. Каждая категория рассчитана на работу в среде с определенными эксплуатационными характеристиками, отличается особыми параметрами, имеет свои преимущества и недостатки.

Электромагнитные расходомеры

В основе таких приборов – закон Фарадея (электромагнитной индукции). Электродвижущая сила формируется под воздействием воды или другой проводящей жидкости, проходящей через магнитное поле. Получается, что жидкость течет между полюсами магнита, создавая ЭДС, а прибор фиксирует напряжение между 2 электродами, тем самым измеряя объем потока. Этот прибор работает с минимальными погрешностями при условии транспортировки очищенных жидкостей и никак не тормозит поток.

Преимущества электромагнитных расходомеров

Расходомеры этого типа дополнены передатчиками УЗ-сигналов. Скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении жидкости. Если ультразвуковой сигнал идет по направления потока, то время уменьшается, если против – увеличивается. По разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается объемный расход жидкости. Как правило, такие устройства комплектуются аналоговым выходом и микропроцессорным блоком управления, а все отображаемые данные выводятся на LED-дисплей.

Достоинства ультразвуковых расходомеров

В расходомерах тахометрического типа основным измерительным элементом служит крыльчатка или турбина (располагаются перпендикулярно или параллельно проходящему потоку соответственно). В процессе замеряются скорость вращения и количество оборотов, сделанных в потоке.

Кориолисовы расходомеры

В основе действия – эффект Кориолиса: U-образные трубки подвергаются колебаниям при движении, а вибрационные колебания, в свою очередь, вызывают закручивание вещества. Величина сдвига фаз зависит от массового расхода жидкости или пара. Расход измеряется с учетом образуемого угла закручивания. Чаще всего такие расходомеры применяются для жидкостных сред, в том числе для красок, лаков, жидких полимеров.

Вихревые расходомеры

В таких приборах проводится измерение частоты колебаний, возникающих в потоке газа или жидкости в момент обхождения препятствий. Обтекание приводит к образованию вихрей (собственно, поэтому этот тип устройств и получил свое название), а величина изменения завихрений позволяет вычислить силу потока.

Вихревые расходомеры измеряют частоту колебаний, которые возникают в потоке жидкости или газа, когда они обтекают препятствия. При обтекании препятствий образуется вихрь, от которого приборы и получили свое название.

Расходомеры перепада давления

В основе принципа действия таких приборов – измерение перепада давления, возникающего в момент прохождения жидкостного или газового потока через сужающееся приспособления (шайбу, сопло). В этом месте меняется скорость потока, а давление возрастает. Замеры в точке прохождения препятствия производятся с использованием дифференциального датчика давления.

Эти шесть вариантов считаются основными типами расходомеров для измерения объемов жидкостей и газообразных сред, воздух и воды.

В компании Измеркон предлагается широкий выбор промышленных расходомеров воздуха и сжатых газов, в том числе и с цифровым интерфейсом. Вы можете подобрать подходящую модель, ориентируясь на описание или проконсультировавшись с менеджерами. Наша компания из Санкт-Петербурга обеспечивает отправку измерительных приборов по всей России.

Электромагнитные расходомеры – это расходомеры, в основе работы которых лежит взаимодействие движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, подчиняющейся закону электромагнитной индукции.

Рисунок 1. Принципиальная схема электромагнитного расходомера:

1 – трубопровод; 2 – полюса магнита; 3 – электроды для съема ЭДС;

Наиболее часто применяют такие электромагнитные расходомеры, у которых измеряется электродвижущая сила (ЭДС), индуктируемая в жидкости, при пересечении ею магнитного поля. Для этого между полюсами магнита или электромагнита устанавливают участок трубопровода, который изготовлен из немагнитного материала и внутри покрыт неэлектропроводной изоляцией, вводятся два электрода в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и к направлению силовых линий магнитного поля. Это известный закон электромагнитной индукции — закон Фарадея. Разность потенциалов на электродах определяется следующим образом:

где В – магнитная индукция; D – расстояние между концами электродов, равное внутреннему диаметру трубопровода; v – средняя скорость; Q0 – объёмный расход жидкости.

Из формулы видно, что измеряемая разность потенциалов Е прямо пропорциональна объёмному расходу жидкости Q0.

Таким образом, электромагнитные расходомеры могут быть выполнены как с постоянными, так и с электромагнитными, питаемыми переменным током частотой. Эти электромагнитные расходомеры имеют свои достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Электромагнитные расходомеры с постоянным магнитным полем

К основным достоинствам постоянного магнитного поля можно отнести:

Но постоянному магнитному полю свойственен существенный недостаток – поляризация электродов, при которой изменяется сопротивление преобразователя, а следовательно, появляются существенные дополнительные погрешности, что нарушает нормальную работу расходомера. Поляризацию уменьшают, применяя электроды из специальных материалов (угольные, каломелиевые) или специальные покрытия для электродов (платиновые, танталовые).

В связи с этим для измерения расхода обычных жидкостей с ионной проводимостью постоянное магнитное поле не применяют. Такое поле может быть использовано для измерения расхода расплавленных металлов, имеющих электронную, а не ионную проводимость.

Также электромагнитные расходомеры с постоянным магнитным полем применяют в лабораториях и исследовательской практике при кратковременных измерениях, когда явление поляризации практически не заметно, и при измерении быстропеременных расходов, измерение которых при переменном магнитном поле невозможно.

Электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем

Переменное магнитное поле сводит до минимума поляризацию электродов, благодаря чему широко применяется в расходомерах.

Однако применение такого поля имеет ряд ограничений:

Электромагнитные расходомеры с импульсным магнитным полем низкой частоты

Применение переменного магнитного поля связано со значительными помехами и ограничениями, которые проявляются сильнее с увеличением частоты поля. Поэтому, если не требуется измерение быстропеременных расходов, часто снижают обычную частоту (50 Гц) магнитного поля. Это даёт ряд преимуществ:

Основными достоинствами расходомеры с импульсным магнитным полем являются: более высокая точность измерения по сравнению с переменным полем синусоидальной формы промышленной частоты (относительная погрешность (0,2-0,5)%); значительно меньшая затрачиваемая мощность.

Метрологические характеристики и область применения электромагнитных расходомеров

Погрешность электромагнитных расходомеров определяется в основном погрешностями их градуировки и погрешностями измерения разности потенциалов ЭДС. Однако электрохимические процессы в потоке жидкости, различные помехи и наводки, непостоянство напряжения питания и другие, на данный момент не позволяют получить той потенциально высокой точности измерений расхода, которая вытекает из принципа действия данного типа расходомеров. Так, изготовляемые в СССР электромагнитные расходомеры, несмотря на индивидуальную градуировку(на высокоточных расходомерных стендах) и весьма совершенные средства измерения ЭДС, имеют класс точности 1,0— 2,5 %.

Тем не менее электромагнитные расходомеры широко применяют в металлургической, биохимической и пищевой промышленности, в строительстве, в медицине, так как они малоинерционные в сравнении с расходомерами других типов. Расходомеры незаменимы в тех процессах автоматического регулирования, где запаздывание играет существенную роль, или при измерении быстро меняющихся расходов.

Гидравлические потери на приборе минимальны, потому что первичные преобразователи электромагнитных расходомеров не имеют частей, выступающих внутрь трубопровода, сужений или изменений профиля. Эти расходомеры используют в биохимической и пищевой промышленности, где доминирующими являются требования к стерильности измерений среды, так как преобразователь расходомера и технологический трубопровод можно чистить и стерилизовать без демонтажа. Отсутствие полых углублений исключает застаивание и коагулирование измеряемого продукта.

На показания электромагнитных расходомеров не влияют взвешенные в жидкости частицы и пузырьки газа, а также физико-химические свойства измеряемой жидкости (вязкость, плотность, температура и т. п.), если они не изменяют её электропроводность.

Электромагнитные расходомеры можно монтировать в любом положении на расстояниях, равных не менее 20 диаметров трубопровода после местных сопротивлений и не менее восьми диаметров до местных сопротивлений. Также конструкция первичных преобразователей позволяет применять новейшие изоляционные, антикоррозийные и другие покрытия, что даёт возможность измерять расход агрессивных и абразивных сред.

Отмеченные преимущества и обеспечили достаточно широкое распространение электромагнитных расходомеров, несмотря на их относительную конструктивную сложность и необходимость тщательного каждодневного технического ухода (подрегулировка нуля, поднастройка и т.п.).

Электромагнитные расходомеры применяют для измерения очень малых (3*10-9 м3/с) расходов (например, для измерения расхода крови по кровеносным сосудам) и больших расходов жидкостей (3 м3/с). Причём диапазон измерения расходомера одного типоразмера достигает значения 10:1, т. е. достаточно велик.

Но расходомеры данного типа непригодны для измерения расхода газов, а также жидкостей с малой электропроводностью, что является их существенным недостатком. Но применение разрабатываемых в настоящее время специальных автокомпенсирующих устройств позволит существенно снизить требования к электропроводности измеряемых сред и создать электромагнитные расходомеры для измерения расхода любых жидкостей, в том числе и нефтепродуктов.

Подведя итоги, можно выделить следующие основные достоинства и недостатки электромагнитных расходомеров.

Достоинствами электромагнитных расходомеров являются:

К недостаткам следует отнести:

Купить счетчики и расходомеры по доступной цене. Определится с выбором поможет наш сайт.

ИЗМЕРЯЕМЫЕ СРЕДЫ. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Электромагнитный расходомер – счетчик применяется в химическом производстве, энергетическом комплексе, пищевой индустрии и других областях промышленности. Он предназначен для учета расхода:

Данный прибор измерения повсеместно используется для нужд коммунального хозяйства. В частности, его устанавливают в канализационных трубопроводах. Расходомер сточных вод электромагнитного типа работает как в напорных, так и безнапорных трубопроводах.

Силовые расходомеры

Силовыми называют расходомеры, основанные на зависимости от массового расхода эффекта силового воздействия, сообщающего потоку ускорение того или другого рода. Ускорение, возникающее в процессе придания потоку какого-либо дополнительного движения, пропорционально массовому расходу. Измеряемый параметр, например, мощность, затраченная на закручивание потока, пропорциональна измеряемому расходу, поэтому силовые расходомеры измеряют массовый расход.

Подробнее: Силовые расходомеры

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА «ЭМИС»-МАГ 270»

В продуктовой линейке компании представлен индукционный счетчик «ЭМИС»-МАГ 270» с широким типоразмерным рядом. Минимальный размер Ду составляет 15 мм, а максимальный – 450 мм.

Устройство электромагнитного расходомера «ЭМИС»-МАГ 270»

Данный прибор учета состоит из первичного преобразователя, электронного преобразователя и встроенного индикатора. Первичный преобразователь устанавливается на трубопровод. Он представляет собой стальной корпус с фланцами, проточная часть которого футеруется различными материалами в зависимости от условий эксплуатации прибора.

Электронный блок крепится на корпусе первичного преобразователя с помощью стойки (в интегральном исполнении). Индикатор с жидкокристаллическим дисплеем отображает основные показатели измерений.

Проточную часть и электронный блок можно устанавливать отдельно друг от друга на определенной дистанции. Такой вариант обычно выбирается при необходимости измерять жидкости с высокой температурой (от 80 до 130°С). Максимальная длина удаления составляет 50 метров.

Монтаж электромагнитного расходомера

Счетчик рассчитан на фланцевый тип монтажа. Также есть вариант исполнения с молочной гайкой – такое соединение востребовано в пищевой промышленности. Наличие гигиенического сертификата позволяет использовать данный прибор в производстве продуктов питания: молока, сахара, пива и т.д.

Установка должна производиться с соблюдением ряда требований. В приведенных ниже рекомендациях можно увидеть, каких ошибок необходимо избегать при монтаже на участках с горизонтальным или вертикальным расположением, при условиях изгиба трубы, на трубах с восходящим потоком жидкости или в случаях, когда отводящий трубопровод расположен на 5 метров ниже измерительного прибора.

Рекомендации по монтажу

Наряду со всеми основными техническими характеристиками, существуют дополнительные преимущества:

«ЭМИС»-МАГ 270» зарекомендовал себя, как надежный и точный прибор, удобный в обслуживании, не требующий дополнительных затрат. Он успешно применяется, в том числе в теплосчетчиках «ЭМИС»-Эско 2210Т».

Потребители отмечают, что прибор не уступает импортным аналогам, а дополнительным плюсом являются качественная техническая поддержка и сервис.

Электромагнитные расходомеры «ЭМИС» работают на «Антипинском НПЗ», АО «КазАзот»,  «Челябинском цинковом заводе», на объектах компании «Сибур» и на других предприятиях.

«Прибор легко монтируется и настраивается, он запускается в работу без дополнительных мероприятий. Прибор удобен в использовании техническим персоналом, благодаря необходимой информации на дисплее. Счетчик не требует специального технического обслуживания, поскольку его элементы надежно защищены от внешнего воздействия. За все время эксплуатации не было зарегистрировано сбоев в работе измерителя, его показания стабильны и соответствовали фактическому расходу» – это далеко не весь перечень положительных моментов, которые отмечают в отзывах клиенты, которые выбрали оборудование торговой марки «ЭМИС».

Отметим, что большой выбор типоразмеров позволит решить практически любую задачу по измерению расхода жидкостей в трубопроводах. А качественная техническая поддержка сделает для Вас эксплуатацию приборов учета «ЭМИС» простой и понятной.

Если у вас остались вопросы по работе оборудования, вы можете задать их инженерам компании

Вихревыми называются расходомеры, расход которых зависит от частоты колебания давления. Колебания давления возникают в потоке в процессе вихреобразования или колебания струи либо после препятствия определенной формы, установленного в трубопроводе, либо специального закручивания потока.

Подробнее: Вихревые расходомеры

Мы предлагаем расходомеры с футеровкой и электродами, выполненными из различных материалов, способные работать с широким спектром электропроводящих технологических сред.

Тепловые расходомеры

Тепловыми называются расходомеры, основанные на измерении зависящего от расхода эффекта теплового воздействия на поток или тело, контактирующее с потоком. Чаще всего их применяют для измерения расхода газа и реже для измерения расхода жидкости.

Подробнее: Тепловые расходомеры

Расходомеры переменного давления

Расходомер – прибор для измерения расхода жидкости, пара или газа. В промышленности расход жидкости, пара или газа, т. е. количество вещества, протекающего по трубопроводу в единицу времени, измеряют расходомерами. Наиболее широко применяют расходомеры переменного перепада, измеряющие давление по перепаду, который создается в трубопроводе сужающим устройством, установленным внутри трубопровода.

Подробнее: Расходомеры переменного давления

Как работает электромагнитный расходомер

Основа работы электромагнитных расходомеров – закон Фарадея, согласно которому напряжение, возникающее на любом проводнике при его движении под прямым углом в магнитном поле, зависит от скорости этого проводника. То есть, чем больше скорость перемещения проводника относительно магнитного поля, тем больше напряжение.

ЭДС (электродвижущая сила) индукции Е соответствует средней скорости потока жидкости V, внутреннему диаметру первичного преобразователя D и магнитной индукции B. Зная значение В и D, можно рассчитать значение скорости потока и расхода Q:

Где k- поправочный коэффициент, (учитывается при калибровке устройства).

Ультразвуковые расходомеры – это приборы основанные на измерении зависящего от расхода эффекта, возникающего при проходе акустических колебаний через поток жидкости или газа. Почти все применяемые на практике акустические расходомеры работают в ультразвуковом диапазоне частот и поэтому называются ультразвуковыми.

Подробнее: Ультразвуковые расходомеры

Парциальные расходомеры

Парциальные расходомеры – измерительные приборы, в которых  расход  вещества определяется через некоторую долю основного потока в небольшой трубе, подключенной параллельно  к основному трубопроводу.

title=”Парциальные расходомеры”Парциальные расходомеры

Электромагнитные расходомеры и области их применения

Электромагнитный расходомер – это счетчик, который используется в химической отрасли, энергетике, пищевой промышленности и других сферах производства. Он служит для определения расхода:

Данный измерительный прибор широко применяется для коммунальных нужд. В частности, его монтируют в канализационных трубах. Расходомер сточных вод электромагнитного типа работает как в напорных, так и безнапорных трубопроводах.

Ядерно-магнитные расходомеры

Ядерно-магнитные расходомеры основаны на зависимости ядерно-магнитного резонанса расхода потока. В свою очередь ядерно-магнитный резонанс –это резонансное поглощение электромагнитной энергии веществом содержащим ядра с нулевым спином во внешнем магнитном поле, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер.

Подробнее: Ядерно-магнитные расходомеры

Камерные счетчики и расходомеры

Камерными называются тахометрические расходомеры и счетчики, подвижные элементы которых приходят в движение (непрерывное или периодическое) под давлением измеряемой жидкости или газа и при этом отмеривают определенные объемы или массы измеряемого вещества.

Камерные счетчики и расходомерыКамерные счетчики и расходомеры

Подробнее: Электромагнитные расходомеры

ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ

Счетчик изготавливается из разных материалов, выбор которых зависит от того, какими свойствами обладает измеряемая и окружающая среда. Если она нейтральная, то для электродов выбирают нержавеющую сталь, если агрессивная – электроды делают из титана, тантала, платиноиридиевого и других устойчивых сплавов.

Проточную часть прибора покрывают материалом, препятствующим разряду ионов во время их контакта с металлической трубой. Для неагрессивной жидкости и невысоких температур подходит обычная техническая резина. Если эксплуатация оборудования планируется в агрессивной среде, футеровку исполняют из различных фторопластов или керамики (для абразивных сред).

Возможные материалы футеровки на примере «ЭМИС»-МАГ-270»

Ионизационные расходомеры

Ионизационными расходомерами называются приборы, основанные на измерении того или иного зависящего от расхода эффекта, возникающего в результате непрерывной или периодической ионизации потока газа или (реже) жидкости.

Ионизационные расходомерыИонизационные расходомеры

Меточные расходомеры

Меточными называют расходомеры, основанные на измерении времени перемещения какой-либо характерной части (метки) потока на контрольном участке пути.

Меточные расходомерыМеточные расходомеры

Расходомеры обтекания

Расходомерами обтекания называются приборы, чувствительный элемент которых воспринимает динамическое давление потока и перемещается под его воздействием, причем величина перемещения зависит от расхода.

Подробнее: Расходомеры обтекания

Струйные расходомеры

Расходомеры данного вида служат для измерения расхода или скорости. Главным элементом преобразователей таких приборов является вытекающая струя жидкости или газа. Именно поэтому эти расходомеры называют струйными. Струйные расходомеры нашли применение в теплоэнергетике, топливной и химической промышленности, медицине и т.д. для коммерческого, метрологического и технологического контроля потоков жидкости, газа и пара.

Подробнее: Струйные расходомеры

Тахометрическими называются расходомеры и счетчики, имеющие подвижный, обычно вращающийся элемент, скорость движения которого пропорциональна объемному расходу. Принцип действия тахометрического водосчетчика (расходомера) основан на измерении скорости вращения или подсчете оборотов помещенной в поток крыльчатки или турбины.

Подробнее: Тахометрические расходомеры

Расходомеры с автоколеблющимся телом

Расходомеры с автоколеблющимся телом основаны на измерении частоты колебаний тела, самопроизвольно возникающего при обтекании его потоком жидкости или газа

Подробнее: Расходомеры с автоколеблющимся телом

Электромагнитный расходомер – это устройство для определения расхода разных видов жидкостей. Он может работать с агрессивными и неоднородными средами. Главное условие – проводимость тока измеряемой жидкости, поэтому такие датчики не подходят для учета углеводородов, дистиллированной воды и многих неводных растворов.

Принцип основан на законе Фарадея, который гласит, что напряжение, наводимое на любой проводник при его перемещении под прямым углом через магнитное поле, пропорционально скорости этого проводника. То есть, чем быстрее будет происходить перемещение проводника относительно магнитного поля, тем выше будет напряжение.

ЭДС (электродвижущая сила) индукции Е пропорциональна средней скорости потока жидкости V, внутреннему диаметру первичного преобразователя D и магнитной индукции B. Зная значение В и D, можно вычислить значение скорости потока и расхода Q:

Где k- поправочный коэффициент, (вводится при калибровке прибора).

Концентрационные расходомеры

Концентрационные расходомеры основаны на зависимости от расхода кратности разбавления вещества индикатора, вводимого в поток. Их называют иногда расходомерами, основанными на методе прививки, на солевом методе, на методе смешения и т. д.

Подробнее: Концентрационные расходомеры

Типы исполнения электромагнитных расходомеров

Счетчик изготавливается из различных материалов, выбор которых определяется свойствами измеряемой и окружающей среды. Если она нейтральная, то для электродов подбирают нержавеющую сталь, если агрессивная – электроды делают из титана, тантала, платиноиридиевого и других стойких сплавов. Проточную часть прибора покрывают материалом, предотвращающим разряд ионов при их контакте с металлической трубой. Для неагрессивной жидкости и низких температур подходит обычная техническая резина. Если эксплуатация оборудования предполагается в агрессивной среде, футеровку выполняют из разных фторопластов или керамики (для абразивных сред).

Новое поколение ультразвуковых расходомеров РИТМ

Совместно со специалистами НИЦ Курчатовский институт разработаны ультразвуковые расходомеры жидких и газообразных сред типа РИТМ.Превосходные характеристики расходомеров РИТМ обусловлены использованием передовых достижений отечественной физики в области теории акустического поля, а также двадцатилетнего опыта сотрудничества с зарубежными производителями расходомеров.

Подробнее: Новое поколение ультразвуковых расходомеров РИТМ

Корреляционные расходомеры

Корреляционные расходомеры – расходомеры, которые запоминают в заданном сечении трубопровода образ потока контролируемой среды и его последующее распознавание в другом сечении трубы расположенного на некотором расстоянии от первого.

Подробнее: Корреляционные расходомеры

Расходомер переменного уровня

Расходомер переменного уровня – это прибор, в основе работы которого лежит зависимость между расходом жидкости и высотой ее уровня в сосуде, при этом жидкость должна постоянно поступать в сосуд и вытекать через небольшое отверстие (его обычно делают в дне или боковой стенке). В таких расходомерах сосуд с отверстием истечения и будет преобразователем расходах.

Подробнее: Расходомер переменного уровня