Расходомеры с электромагнитным преобразователем расхода
Расходомер состоит из первичного преобразователя расхода и измерительного устройства или передающего преобразователя. Первичный преобразователь (датчик) представляет собой изготовленный из немагнитного материала участок трубы 1 (рис. 3.99), расположенный между полюсами 2 электромагнита, причем магнитное поле направлено перпендикулярно к потоку жидкости. Труба внутри покрыта изоляционным материалом.
Рис 3.99. Индукционный расходомер
Измеряемая жидкость при протекании по трубе пересекает силовые линии магнитного поля; при этом в жидкости, как в движущемся проводнике, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости потока, а, следовательно, и объемному расходу жидкости. Индуцируемая ЭДС снимается двумя электродами 3, введенными диаметрально в поперечном сечении трубопровода, усиливается и измеряется вторичным прибором.
У расходомеров типа ИР-61 и 4РИМ в канале расходомера создается однородное магнитное поле. В расходомере типа "Индукция 51" распределение магнитного поля выполнено по специальному закону: вблизи электродов оно приблизительно в два раза слабее, чем в центре канала. Такое магнитное поле уменьшает чувствительность прибора к искажению осевой симметрии распределения скорости потока и позволяет сократить длину измерительного участка трубопровода. Первичный преобразователь расхода может устанавливаться на горизонтальном, вертикальном или наклонном участке трубопровода при условии, что весь объем трубы преобразователя заполнен измеряемой средой. Длина линии связи между преобразователем расхода и измерительным устройством не должна превышать 100 м. Каждый преобразователь может быть отградуирован на один из пределов измерения, указанных для соответствующего диаметра. Нижний предел измерения равен нулю. Условный диаметр преобразователя должен быть равен диаметру трубопровода.
Расходомеры с электромагнитным преобразователем скорости потока
Расходомер ЭРИС предназначен для измерения расхода электропроводящих жидкостей методом «площадь-скорость» в трубопроводах с условным диаметром Dy 400....1000 мм. Расходомер состоит из преобразователя скорости ПС-2, блока подготовки сигнала БПС-1 или БПС-3 и измерительного устройства.
Преобразователь скорости размещается внутри трубопровода в характерных точках, скорость потока в которых однозначно и функционально связана со средней скоростью в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Такими точками принято считать точки, образующие в совокупности окружность, удаленную от стенки трубопровода на расстояние 0,242 радиуса канала. Преобразователь, помещенный в такую точку, измеряет скорость, близкую к средней скорости потока в поперечном сечении канала.
Схема расходомера предусматривает возможность установки в трубопроводе одного преобразователя скорости (ЭРИС-1) или трех преобразователей (ЭРИС-3), расположенных равномерно по окружности. Установка трех преобразователей позволяет определить среднюю скорость, а, следовательно, и расход с меньшей случайной ошибкой, а также измерять расход при несимметричном распределении профиля скорости.
Преобразователь ПС-2 состоит из преобразовательной головки 1, закрепленной на штанге 2. В месте установки преобразователя скорости в трубопроводе вырезается окно, длина штанги зависит от диаметра трубопровода. Основным элементом головки является сердечник из набора пластин электротехнической стали. В пазах сердечника размещена катушка возбуждения магнитного поля. Для герметизации сердечника и катушки и придания преобразовательной головке обтекаемой формы она залита эпоксидным компаундом. На внешней поверхности головки размещаются два электрода из нержавеющей стали. Соединительные провода от катушки возбуждения и электродов через пустотелую штангу 2 выводятся в клеммную коробку 3, расположенную с наружной стороны трубопровода.
Сигналы от трех преобразователей скорости (или одного для ЭРИС-1) поступают в блок подготовки сигнала, который устанавливается на расстоянии до 5 м от преобразователя скорости. В этом блоке смонтированы три (или один) предварительных усилителя, сумматор и силовой трансформатор. Электрический сигнал с выхода блока подготовки поступает в измерительное устройство.
Приборы могут применяться для измерения расхода водопроводной воды, рассолов и электролитических щелочей. Температура среды - до 80°С, давление - до 0,6 МПа. Диапазон измерения скорости потока 0-5 м/с, верхние пределы измерения расхода 400-12500 м3/ч, нижний предел измерения равен нулю. Длина линии связи между блоком подготовки и измерительным сигналом - не более 100 м. Выходной унифицированный сигнал постоянного тока 0-5, 0-20, 4-20 мА.
Расходомеры типа ЭРИС-1 позволяют измерять потоки только с асимметричным профилем скорости. Для обеспечения такого профиля необходимы прямолинейные участки трубопровода до и после преобразователя скорости или применение специальных струевыпрямителей.
К другим электромагнитным расходомерам относятся электромагнитный измеритель скорости потока "Зонд", расходомеры типа ЭРИС В и т. д.