- •Методические указания
- •«Технические измерения и приборы»
- •Содержание
- •Введение
- •Правила внутреннего распорядка и техники безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Общие методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
- •Определение метрологических характеристик контрольно-измерительных приборов (расходомеров), установленных на лабораторном стенде, при различных режимах эксплуатации
- •Сведения из теории
- •1. Описание лабораторного стенда контрольно-измерительных приборов и автоматики Yokogawa
- •Комплекс технических средств
- •2. Измерение расхода жидкостей, газов и паров
- •2.1. Кориолисовые расходомеры
- •2.2. Вихревые расходомеры
- •2.3. Электромагнитные расходомеры
- •2.4. Расходомеры переменного перепада давления
- •2.5. Ротаметры
- •3. Измерение уровня
- •3.1. Вибрационные выключатели уровня vegaswing
- •3.2. Радарные уровнемеры серии vegaflex
- •4. Измерение давления
- •4.1. Дифференциальные манометры
- •4.2. Деформационные манометры
- •5. Измерение температуры
- •5.1. Термопреобразователи сопротивления
- •6. Управление технологическим процессом
- •7. Сбор данных
- •8. Метрологические характеристики средств измерений
- •9. Работа с программируемыми логическими контроллерами
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Снятие показаний измерительных приборов;
- •III. Запуск стенда
- •IV. Определение метрологических характеристик контрольно - измерительных приборов при различных режимах эксплуатации
- •Поэтапная работа измерительных линий
- •2. Последовательная работа измерительных линий
- •3. Параллельная работа измерительных линий
- •V. Обработка результатов и оформление отчета
- •Примеры выполнения лабораторной работы Поэтапная работа измерительных линий
- •Параллельная работа измерительных линий
- •Контрольные вопросы
- •Список используемой литературы
2.3. Электромагнитные расходомеры
Электромагнитные (индукционные) расходомеры предназначены для измерения расхода различных жидких сред, в том числе пульп с мелкодисперсными неферромагнитными частицами, с электрической проводимостью не ниже См/м, протекающих в закрытых полностью заполненных трубопроводах [1].
Электромагнитные расходомеры выполняются в виде двух отдельных блоков: измерительного преобразователя расхода и измерительного блока — передающего преобразователя, в котором осуществляется приведение сигнала, полученного от измерительного преобразователя, к стандартизованному виду, удобному для дальнейшего использования.
Измерительный преобразователь расхода электромагнитного расходомера (рис. 13) состоит из немагнитного участка трубопровода с токосъемными электродами и электромагнита с обмоткой возбуждения, охватывающего трубопровод. При протекании электропроводных жидкостей по немагнитному трубопроводу через однородное магнитное поле, создаваемое магнитом, в жидкости, которую можно представить как движущийся проводник, возникает электродвижущая сила, снимаемая электродами. Эта ЭДС е прямо пропорциональна средней скорости потока (5):
e=B·l∙vср, (5)
где В - электромагнитная индукция в зазоре между полюсами магнита, [Тл],
l - расстояние между электродами, [м],
vcp -средняя скорость потока, [м/с].
Поскольку площадь сечения трубы постоянна, ЭДС, снимаемая с электродов, может быть выражена через объемный расход жидкости (6):
, (6)
где внутренний диаметр трубы, равный расстоянию между электродами l, [м].
Рис. 13. Принципиальная схема измерений электромагнитного расходомера
Далее сигнал, пропорциональный расходу, подается на измерительный блок, где он приводится к стандартизованному виду, и затем передается к прибору или другому измерительному устройству.
Чтобы электроды не шунтировались металлом трубы, и не происходило разряда разделившихся ионов друг на друга по стенке трубы, внутренняя поверхность ЭМР должна быть покрыта изоляционным материалом – футеровкой. Материал футеровки определяет химическую совместимость и физическую стойкость преобразователя расходомера.
Электромагнитные расходомеры обеспечивают измерение расхода в диапазоне от 0,32 до 2500 м3/ч при трубопроводах с внутренним диаметром от 3 мм до 1 м и более, линейной скорости движения от 0,6 до 10 м/с. Погрешность электромагнитных расходомеров
Достоинства: линейность характеристики, возможность использования в трубопроводах любого диаметра, показания не зависят от примесей в среде, от её плотности и вязкости, нет потерь давления.
Недостатки: поляризация электродов (нестабильность работы прибора), работа только с электропроводной жидкостью, трудность усиления напряжения постоянного тока [3].
Электромагнитный расходомер AXF
Преобразователь серии AFX является электромагнитным расходомером с использованием метода 2-частотного возбуждения (рис. 14). Расходомер монтируется на трубопровод с соблюдением прямолинейных участков до и п осле расходомера [10, 11].
Рис. 14. Электромагнитный расходомер AXF
Характеристики измерения расхода:
- Номинальный диапазон расхода - 0 ÷ 6,361 м3/час;
- Точность - ±0,35 %;
- Повторяемость - ± 0,1 %;
Маркировка датчика имеет следующую расшифровку:
- AXF015 - интегрированный расходомер 15 мм;
- G - назначение: общее;
- Е - выходной сигнал 4 ÷ 20 мА с HART протоколом;
- 1 - источник питания: 100 - 240 В переменного тока;
- А - футеровка: фтороуглеродистый PFA;
- L - материал электрода: JIS SUS316L;
- 1 - конструкция электрода: незаменяемый электрод;
- N - кольцо заземления: отсутствует;
- BD4 - присоединение к процессу: фланцевое DIN PN40;
- 1 - установочная длина: стандартная;
- 4 - Кабельный ввод: М20х1,5;
- 2 - индикатор: вертикальная ориентация;
- В - поверка: стандартная;
- QR - свидетельство о первичной поверке.