Расходомер что это такое


Какие существуют расходомеры и в чем разница

Расходомеры – это приборы, измеряющие объем или массу вещества: жидкости, газа или пара, которые проходят через сечение трубопровода в единицу времени. В быту расходомеры называют «счетчиками», но это неверно, потому что счетчик – только одна из составляющих конструкции расходомера. Особенности конструкции зависят от типа прибора. Сейчас используют 6 типов расходомеров, у каждого из которых – свои сильные и слабые стороны.

Электромагнитные расходомеры

В основе устройства электромагнитных расходомеров – закон электромагнитной индукции, известный как закон Фарадея. Когда проводящая жидкость, например вода, проходит через силовые линии магнитного поля, индуцируется электродвижущая сила. Она пропорциональна скорости движения проводника, а направление тока – перпендикулярно направлению движения проводника.

В электромагнитных расходомерах жидкость течет между полюсами магнита, создавая электродвижущую силу. Прибор измеряет напряжение между двумя электродами, рассчитывая тем самым объем проходящей через трубопровод жидкости. Это надежный и точный метод, потому что сам прибор не влияет на скорость течения жидкости, а за счет отсутствия движущихся частей оборудование долговечное.

Преимущества электромагнитных расходомеров:

  • Умеренная стоимость.
  • Нет движущихся и неподвижных частей в поперечном сечении.
  • Большой динамический диапазон измерений.

Недостатки:

  • На работу прибора влияют магнитные и проводящие осадки.

Принцип работы электромагнитного расходомера

Ультразвуковые расходомеры

В конструкции расходомеров есть передатчик ультразвуковых сигналов (УЗС). Когда жидкость движется по трубопроводу, происходит снос ультразвуковой волны. Из-за этого меняется время, за которое сигнал от передатчика достигает приемника. Время прохождения увеличивается против потока жидкости и уменьшается, если ультразвуковой сигнал идет по направлению потока. Ультразвуковые расходомеры рассчитывают объемный расход жидкости на основе разности времени прохождения УЗС по течению потока и против него – эта разность пропорциональна скорости движения и объему воды.

Достоинства ультразвуковых расходомеров:

  • Невысокая стоимость.
  • Нет движущихся и неподвижных частей в поперечном сечении.
  • Средний динамический диапазон измерений.
  • Возможность монтажа на трубопроводы большого диаметра.

Недостатки:

  • Чувствительность измерений к отражающим и поглощающим ультразвук осадкам.
  • Чувствительность к вибрациям.
  • Чувствительность к перекосам потока для однолучевых расходомеров.

Расходомеры перепада давления

Принцип действия этого типа расходомеров основан на измерении перепадов давления, которые возникают, когда поток жидкости, газа или пара проходит через шайбу, сопло или другое сужающее устройство. Скорость потока в этом месте меняется, давление возрастает: чем выше скорость потока, тем больший расход.

Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении: шайба или сопло.
  • Малый динамический диапазон измерений.
  • Чувствительность к любым осадкам на сужающем устройстве.

Вихревые расходомеры

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.

Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении расходомера.
  • Малый динамический диапазон.
  • Температурная чувствительность.
  • Неустойчивость характеристик при осадках на теле обтекания.
  • Влияние вибраций на результаты измерений.

Принцип работы вихревого расходомера

Тахометрические расходомеры

Тахометрические расходомеры измеряют скорость вращения, количество оборотов крыльчатки или турбины в потоке воды, газа или пара. Принцип действия не меняется в зависимости от того, установлена ли в приборе крыльчатка или турбина; разница только в том, что ось вращения крыльчатки находится перпендикулярно движению потока, а турбины – параллельно потоку жидкости или газа.

Преимущества:

  • Невысокая стоимость.
  • Работают без источника питания.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении расходомера.
  • Малый динамический диапазон.
  • Неустойчивость измерений.
  • Невысокая надежность.
  • Примеси и посторонние предметы в воде влияют на результаты измерений.
  • Небольшой срок эксплуатации.

Принцип работы тахометрического расходомера

Кориолисовы расходомеры

Принцип действия этих расходомеров опирается на эффект Кориолиса: изменение фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется жидкость, газ или пар. Сдвиг фаз зависит от массового расхода. Сила Кориолиса, которая воздействует на стенки колеблющейся трубки, меняется под напором воды или пара.

Преимущества:

  • Прямое измерение массового расхода.
  • Осадки не влияют на измерения.
  • Нет препятствий во внутреннем сечении.
  • Измерение расхода жидкостей не зависит от их электрической проводимости.

Недостатки:

  • Высокая стоимость.
  • Строгие требования к технологии изготовления.
  • Влияние вибраций на метрологические характеристики.

Сравнив достоинства и недостатки разных видов оборудования, несложно понять, почему самыми востребованными остаются электромагнитные расходомеры: они недорогие, точные и практичные. Через каталог компании «Интелприбор» вы можете заказать измерительные модули высокого качества. Мы не только поможем выбрать оборудование, но также установим его и обеспечим техобслуживание.

intelpribor.ru

Расходомер - это... Что такое Расходомер?

Расходомер — прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

Расходомеры бывают следующих типов.

Магнитный расходомер

Возможно, самый простой способ измерить расход — это использовать некоторую ёмкость и секундомер. Поток жидкости направляется в некоторую ёмкость, и по секундомеру засекается время заполнения этой ёмкости. Зная объём ёмкости, и поделив его на время её заполнения, можно узнать расход жидкости. Этот способ подразумевает прерывание нормального течения потока.

Ротаметры

Ролико-лопастные расходомеры

Шестерёнчатые расходомеры

Впервые расходомер с овальными шестернями был изобретен компанией Bopp & Reuther (Германия) в 1932 году. Измеряемый элемент состоит из двух шестеренок овальной формы. Протекающая жидкость вращает данные шестеренки. При каждом обороте пары овальных колес, через прибор проходит строго определенное количество жидкости. Считывая количество оборотов можно точно определить какой объем жидкости протекает через прибор. Данные расходомеры отличаются высокой точностью, надежностью и простотой, что позволяет их использовать для жидкостей с высокой температурой и под большим давлением. Отличительной особенность расходомеров с овальными шестернями является возможность использования для жидкостей с высокой вязкостью (мазут, битум и т.д.)

Расходомеры на базе объёмных гидромашин

В системах объёмного гидропривода для измерения объёмного расхода рабочей жидкости применяют объёмные гидромашины (как правило шестерённые или аксиально-плунжерные гидромашины).

Объёмная гидромашина в этом случае работает как гидродвигатель, но без нагрузки на валу. Тогда объёмный расход через гидромашину можно определить по формуле:

где

 — объёмный расход,  — рабочий объём гидромашины (определяется по паспорту гидромашины),  — частота вращения выходного вала гидромащины, которую можно измерить тахометром.

Заметим, что объёмная гидромашина пропускает через себя весь расход жидкости, что для объёмного гидропривода не представляет сложности ввиду малых расходов.

Рычажно-маятниковые расходомеры

Датчики расхода измеряющие перепад давления

Вентури-метры

Принцип действия расходометров этого типа основан на эффекте Вентури. Вентури-расходомер сужает поток жидкости в некотором устройстве, и датчики давления измеряют разницу давлений перед указанным устройством и непосредственно в месте сужения. Этот метод измерения расхода широко используется при транспортировке газов по трубопроводам, и использовался ещё во времена Римской империи.

Дисковая диафрагма

ISO 5167 Дисковая диафрагма

Диафрагма представляет собой диск со сквозным отверстием, вставленный в поток. Дисковая диафрагма сужает поток, и разница давлений, измеряемая перед и после диафрагмы, позволяет определить расход в потоке. Этот тип расходомера можно грубо считать одной из форм Вентури-метров, однако имеющую более высокие потери энергии. Существует три типа дисковых диафрагм: концентрические, эксцентриковые и сегментальные.[1][2]

Трубка Пито

Расходомеры на основе трубки Пито измеряют динамическое давление в застойной зоне потока (англ.).

С помощью уравнения Бернулли, и зная динамическое давление, можно определить скорость потока, а значит, и объёмный расход (Q=SV, где S — площадь поперечного сечения потока, V — средняя скорость потока).

Оптические расходомеры

Оптические расходомеры используют свет для определения расхода.

Расходомеры на основе двух лазерных лучей

Маленькие частички, которые неизбежно содержатся в природных и промышленных газах, проходят через два лазерных луча, направленных на поток от источника. Свет лазера рассеивается, когда частичка проходит через первый лазерный луч. Рассеяный лазерный луч поступает на фотодетектор, который в результате генерирует электрический импульсный сигнал. Если та же самая частица пересекает второй лазерный луч, то рассеяный лазерный свет поступает на второй фотодетектор, который генерирует второй импульсный электрический сигнал. Измеряя интервал времени между двумя этими импульсами, можно вычислить скорость газа по формуле V = D / T, где D — расстояние между двумя лазерными лучами, Т — время между двумя импульсами. Зная скорость потока, можно определить расход (Q = VS, где S — площадь поперечного сечения потока).

Основанные на лазерах расходометры измеряют скорость частиц — параметр, который не зависит от теплопроводности, вида газа или его состава. Лазерная технология позволяет получать очень точные данные, причём даже в тех случаях, когда другие методы применять не удаётся или они дают большу́ю погрешность: при высоких температурах, малых расходах, высоких давлениях, высокой влажности, вибрациях трубопроводов и акустическом шуме.

Оптические расходометры способны измерять скорости потока от значений 0.1 м/с до более чем 100 м/с.

Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые время-импульсные

Ультразвуковые фазового сдвига

Ультразвуковые доплеровские

Ультразвуковые корреляционные

Электромагнитные расходомеры

Кориолисовые расходомеры

Вихревые расходомеры

Тепловые

Расходомеры теплового пограничного слоя

Калориметрические расходомеры

Меточные

Примечания

http://www.bopp-reuther.de/en/products/oval-wheel-meter.html

dic.academic.ru

ПРАМЕНЬ - Производство и поставка расходомеров, счетчиков топлива. - ООО ПРАМЕНЬ. Производство расходомеров, дозаторов, искробезопастных барьеров

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

Подкатегории

Категория: Расходомеры использующие гидродинамические методы

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

Категория: Расходомеры использующие гидродинамические методы

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

Категория: Расходомеры с непрерывно движущимся телом

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

Категория: Расходомеры с непрерывно движущимся телом

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

Категория: Расходомеры основанные на особых методах

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

npopramen.ru

Принципы работы расходомеров: устройство счетчиков жидкости, виды и типы

Выбор способа учета расхода жидкости в крупных организациях-потребителях воды, на предприятиях, использующих воду на технологические нужды и сбрасывающих стоки, на ТЭЦ и других промышленных объектах зависит от многих факторов. Это степень загрязнения потока, тип системы (напорная или безнапорная), место планируемой установки и др.

Основные типы расходомеров

Рассматривая основные конструкции счетчиков по принципу их устройства и работы можно выделить такие виды расходомеров:

  1. Тахометрические. Они состоят корпуса с установленной в нем лопастной крыльчаткой, которая вращается за счет перемещения воды и передает количество сделанных оборотов на считывающее устройство. Учитывая их простоту и дешевизну, именно такие счетчики используются в качестве бытовых водомеров на малых диаметрах напорных трубопроводов. В промышленном учете, где оперируют большими расходами, они не применяются из-за громоздкости и металлоемкости, а также создания гидравлического сопротивления для движения потока и возможных механических поломок.
  2. Электромагнитные полнопроходные. Это высокоточные приборы объемного учета расхода жидкости, используемые в трубопроводных системах с избыточным давлением жидкости.
  3. Штанговые электромагнитные. С их помощью выполняется замер скорости в середине потока в закрытых полностью заполненных трубах (под давлением). Используются для различных диаметров.
  4. Ультразвуковые. Различают водомеры, работающие по время-импульсному методу измерения, методу Доплера и кросс-корреляционные. Сигнал на считывающее устройство передается с ультразвуковых датчиков. Это одни из наиболее широко применяемых промышленных счетчиков. В зависимости от применяемых датчиков используются в напорных и самотечных системах.
  5. Радарные и лазерные системы измерения расходов. Бесконтактные устройства, применяемые в промышленности. Применяются для самотечных потоков.
  6. Счетчики на основе уровнемера. Их используют в безнапорных системах на лотках Вентури или Паршаля, на каналах с малым водопотреблением либо для технологического учета. При помощи беспроводных уровнемеров можно получить данные об удаленных и труднодоступных объектах.
  • Промышленные водяные счетчики

Рассмотрим более подробно устройство и принцип действия основных расходомеров, применяемых для промышленного учета.

Время-импульсные ультразвуковые счетчики

Время-импульсный метод (или, по-другому, фазового сдвига) основан на измерении времени прохода сигнала против движения потока и по направлению перемещения жидкости. Для преобразования ультразвукового сигнала на трубопроводе устанавливают два или четыре смещенных вдоль движения воды пьезоэлемента. Как правило, применяются дисковые элементы, реже – кольцевые (на малых диаметрах).

Пьезоэлементы могут устанавливаться внутри потока (на внутренних стенках трубы или канала) или снаружи трубопровода (в этом случае сигнал проходит через наружную стенку). В зависимости от применяемых датчиков счётчики могут устанавливаться в самотечных системах (как открытых, так и закрытых), а также в полностью закрытых трубопроводах с избыточным давлением среды. Различают такие виды датчиков скорости:

  • трубные – врезаются в водопровод с внешней стороны. Могут применяться в напорной и безнапорной среде;
  • клиновидные – устанавливаются на дне или внутренней стенке трубы. Как правило, используются в безнапорных каналах либо в трубопроводах больших диаметров, если установка и обслуживание датчика снаружи неудобна;
  • сферические или полусферические – монтируются на наклонных стенках открытых трапециевидных каналов;
  • штанговые – имеют вид трубок, устанавливаются на вертикальных стенках каналов;
  • накладные – бесконтактные датчики, ставятся на внешнюю поверхность трубопровода.

В зависимости от способа установки датчиков различают контактные и бесконтактные устройства. Преимущество бесконтактных переносных расходомеров в возможности устанавливать их на трубопроводы без нарушения целостности. Они достаточно редко устанавливаются стационарно, чаще используются для поверочных замеров в разных точках.

Время-импульсные расходомеры пригодны для нахождения расхода чистой воды или немного загрязненной (с незначительным включением взвешенных частиц). Их применяют в водоснабжении и водоотведении, в охлаждающих контурах, в ирригационных схемах орошения, на насосных напорных станциях, в открытых природных и искусственных каналах и реках. Применяются как для коммерческого, так и для технологического учета.

Метод Доплера

Счетчики, работающие по данному методу, измеряют разность длины волны, отраженной от движущегося потока, относительно длины волны излучаемого сигнала. Измерение принимаемого и передаваемого сигнала для определения разницы между ними производится при помощи клиновидных или трубных датчиков скорости, устанавливаемых на дне канала или трубы.

Работающие по эффекту Доплера водомеры используют в напорных и самотечных системах, полностью и частично заполненных трубах, открытых каналах. Они работают в потоках разной степени загрязнения (кроме чистой воды). Доплеровские расходомеры используют для коммерческого учета в трубопроводах и самотечных каналах, для измерения расходов в реках и каналах ирригационных систем, в ливневых канализациях, на насосных станциях, трубопроводах водозабора и сброса стоков в водоемы.

Кросс-корреляционные ультразвуковые счетчики

Такие расходомеры работают по методу кросс-корреляции ультразвукового сигнала. Эта методика основана на принципе построения скоростей по различным уровням потока, счетчик дает возможность строить реальную диаграмму распределения скоростей в потоке. Также выполняется замер уровня потока.

С водомерами используются ультразвуковые трубные и клиновидные датчики скорости, устанавливаемые в потоке, уровень жидкости определяется при помощи надводных и подводных датчиков. Возможно исполнение комбинированных датчиков скорости и уровня.

Счетчики используются в напорных и самотечных, открытых и закрытых системах. Это точный метод измерения, дающий достоверные результаты для потоков различной степени загрязненности, в том числе он эффективен в неоднородных средах. Расходомеры используют в технологических трубопроводах, на очистных сооружениях, в реках и водоемах и др. В крупных каналах можно устанавливать несколько датчиков по всей ширине для получения более точных результатов.

Электромагнитные расходомеры

Их принцип работы основан на законе электромагнитной индукции, согласно которой в электропроводной жидкости, проходящей через электромагнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости потока (проводника).

Такие расходомеры нашли применение в системах объемного учета теплоносителя и воды на промышленных и энергетических предприятиях. Недостаток – высокая стоимость и вес для диаметров более 300-400 мм, сложность снятия на поверку.

Штанговые электромагнитные водосчетчики работают по принципу погружения датчика в жидкость, где происходит измерение скорости потока. Такие счетчики определяют расход холодной воды в полностью заполненных трубопроводах.

Радарные и лазерные расходомеры

Бесконтактные узлы учета замеряют поверхностную скорость движения потока в открытых и закрытых самотечных потоках. Вычисление объемного расхода производится путем вычисления его через скорость на поверхности.

Такие устройства используют в труднодоступных местах и сильно загрязненных потоках, где нет возможности установить погружные датчики. Их применяют для учета канализационных и технических стоков.

vistaros.ru

Что такое расходомер?

Главная | Статьи о трубопроводной арматуре | Что такое расходомер?

Одним из важных условий правильного ведения любого хозяйства является тщательный учет расходуемых во время конкретной деятельности материалов, веществ и так далее. Особенно это касается коммунальной сферы, которая в нынешнее кризисное время требует от каждого россиянина достаточно большую часть доходов. Одной из статей коммунальных услуг является пользование системой водоснабжения, которая также требует оплаты. Именно поэтому для контроля и возможности экономии личных средств желательна установка в каждой квартире или доме так называемого расходомера, или счетчика потребляемой жидкости.

Любой расходомер является устройством учета и измерения объема газа или жидкости, прошедшего через прибор. В быту этот прибор принято упрощенно называть счетчик, хотя это и не совсем верно. Любой расходомер монтируется непосредственно на магистрали, по которой проходит газ или жидкость, или же около нее. На данный момент существует несколько основных видов расходомеров, отличающихся принципом своей работы. Подробнее остановимся на индукционном, весовом, механическом, турбинном и ультразвуковом расходомерах.

Турбинные расходомеры

Такие приборы предназначены в основном для измерения количества химически неактивных жидкостей, для которых характерна низкая вязкость, а также газов. В принципе работы лежит объемный измерительный прибор. Жидкость или газ, проходя через механизм, вращает лопасти турбины. Частота вращений этих лопастей обрабатывается механически или электроникой, и в результате мы получаем значения объема в числовом выражении на шкале прибора. Классическим примером такого расходомера является обычный бытовой счетчик воды.

Механический расходомер

Принцип работы основан на колебаниях поршня внутри корпуса, через который проходит измеряемая жидкость или газ. По причине относительно больших размеров, такие приборы учета в основном используются в заводских условиях, а также там, где необходимо измерить расход вязких жидкостей. Также, подобные расходомеры способны работать при экстремальных температурах, без ущерба для точности. Принцип работы такого прибора основан на том, что измеряемая жидкость, после полного вытеснения воздуха из трубопровода, начинает двигать поршень, а сдвинув его – уходит в выходное отверстие, и дальше в трубу. При этом зазор между поршнем и корпусом прибора настолько мал, что объемом жидкости, которая прошла в обход поршня обычно пренебрегают. Каждый такой ход поршня соответствует определенному установленному объему, и благодаря зубчатой передаче, движения поршня транслируются на стрелочный указатель, который и показывает объем протекшей жидкости.

Весовой расходомер

Данный вид расходомера измеряет объем жидкости или газа любой плотности, а также абсолютно любой проводимости. Принцип работы данного вида счетчиков состоит в наличии двух трубок одинакового диаметра, изогнутых в форме греческой буквы «омега», которые колеблются в противоположных направлениях. Когда измеряемая субстанция проходит сквозь сечение, на трубку действует сила Кориолиса, которая в свою очередь деформирует саму трубку. Вот эта самое изменение формы трубки и является функцией величины расхода. Остается только обработать эти данные, и мы получаем числовое значение расхода.

Индукционный расходомер

Подобный тип счетчика является идеальным прибором для измерения объема любой жидкости, которые проводят ток. Является одним из самых точных измерительных приборов для учета расхода. Минимальный порог проводимости для измеряемой жидкости должен составлять 5 µS/см. Все остальные физические свойства измеряемого вещества, такие как температура, давление и плотность, не имеют значения. Это делает индукционные измерители одними из самых точных приборов для этих целей. В принцип измерения объема заложен закон Фарадея про индукцию напряжения в проводнике, который двигается. Этот закон говорит, что при движении проводника в магнитном поле, в нем возникает электрическое напряжение, значение которого прямо зависит от средней скорости, с которой этот проводник двигается. В подобных приборах проводником является сама жидкость, вокруг которой создается искусственное магнитное поле. Из-за движения потока жидкости, в нем возникает напряжение, которое считывается при помощи нескольких электродов. Величина этого электрического напряжения будет в прямой пропорции к средней скорости движения жидкости через расходомер. Зная сечение трубы, и скорость потока в ней, расход вычисляется при помощи элементарной формулы, а результат выводиться на табло прибора.

Ультразвуковые расходомеры

Подобный тип приборов используется для измерения расхода в заполненных трубах, а также закрытых и открыты каналах подачи жидкости. Главной особенностью этих устройств является получение данных исходя из разности времени, необходимого для прохождения сигнала. Ультразвуковой сигнал подается и в сторону направления движения потока, и в обратную сторону. Разность времени прохождения этих двух сигналов дает возможность узнать скорость, с которой двигается измеряемая среда. Остается лишь преобразовать эти данные в номинальные значения, чтобы отразить их на шкале измерения расхода.

Предлагаем Вашему вниманию следующие расходомеры:

proarma.ru

Что такое электромагнитный расходомер?!

Среди промышленных расходомеров различных видов, электромагнитные расходомеры занимают второе место по популярности, согласно статистике Яндекс по поисковым запросам. Этот показатель, является довольно объективным показателем востребованности этого типа расходомеров. И наша статья будет посвящена именно электромагнитному расходомеру.

Впервые, электромагнитные расходомеры были применены в 40-х годах XX века для учёта воды и теплоносителей на промышленных предприятиях. Благодаря своим ощутимым достоинствам, таким как, отсутствие подвижных частей и элементов, отсутствие гидродинамического сопротивления, быстродействие и высокая точность; электромагнитные расходомеры, за время, прошедшее с момента их появления, получили очень широкое распространение.

Итак, электромагнитный расходомер - это прибор, который предназначается для объемного учета расхода среды, и который работает благодаря принципу взаимодействия протекающей через него жидкой среды с магнитным полем. В основе этого принципа лежит закон электромагнитной индукции. Именно поэтому, среда, расход которой измеряется, должна быть электропроводящей.

Рисунок 1. Электромагнитные расходомеры.

Так как же работает электромагнитный расходомер? По закону Фарадея - одному из самых известных законов электромагнитной индукции, в проводнике, который пересекает силовые линии магнитного поля, возникает электродвижущая сила (ЭДС). При этом, значение ЭДС пропорционально скорости движения проводника. Направление тока, возникающего в проводнике, будет перпендикулярно относительно направления движения проводника и магнитного поля.

В случае, если мы заменим проводник, из приведенного примера, электропроводящей жидкостью, протекающей по трубе между двумя полюсами магнита и измерим ЭДС, возникшую в жидкости по закону Фарадея, то получим принципиальную схему электромагнитного расходомера. Такую схему предложил ещё сам Фарадей. С тех пор, в этой схеме мало что изменилось.

В расположенный между полюсами магнита участок трубы, изготовленный из материала, не подверженного намагничиванию (например, нержавеющая сталь или пластик), изнутри покрытый изоляцией не проводящей электрические токи, устанавливают два электрода перпендикулярно относительно потока среды. На этих электродах вычисляется разность потенциалов, которая имеет прямую зависимость с объемным расходом.

Рисунок 1. Принципиальная схема электромагнитного расходомера.

Именно по такому принципу работают практически все электромагнитные расходомеры. Осталось только выбрать именно тот расходомер, который подойдет именно Вам. Среди всего многообразия таких приборов, рекомендуем Вам рассмотреть более внимательно следующие устройства:

- Электромагнитные расходомеры «Aswega» моделей «VA2304» и «VA2305M»,первый из которых имеет раздельные устройства для получения и обработки информации, а второй выполнен в виде моноблока.

- Приборы, выпускаемые под маркой «ВЗЛЁТ»:  к которым относятся «ВЗЛЁТ-ППД»для трубопроводов высокого давления, «ВЗЛЁТ-ТЭР»и «ВЗЛЁТ-ТЭР-Ex» для высокоточного подсчета расхода различных жидкостей, а также расходомеры «ВЗЛЁТ-ЭМ» (серий «профи» и «эксперт»). Отдельно, здесь стоит выделить «ВЗЛЁТ-ЭР (ЭРСВ)» для подсчета расхода жидкостей в широком диапазоне температуры и вязкости.

Рисунок 2. Расходомер «ВЗЛЁТ-ЭР»

- Расходомеры серии «ИПРЭ»: «ИПРЭ-7» и «ИПРЭ-7Т», предназначенные для контроля теплосетей в сфере ЖКХ и установки на предприятиях пищевой промышленности.

- Теплосчетчик-расходомер жидкости «КМ-5» предназначенный для  измерения таких параметров потока, как: количество теплоты, массы, массового и объемного расхода и других характеристик теплоносителя. Также, здесь стоит отметить модификации этого расходомера КМ-5-Б1 и КМ-5-Б2.

- «МАГИКА» - электромагнитный счетчик для систем коммерческого учета, что означает, что он априори точен и универсален.

Рисунок 3. Расходомер «МАГИКА».

- Счетчик- расходомер для пищевой промышленности «РМ-5-П» предназначен для учета расхода молока, кисломолочных и прочих пищевых жидких продуктов.

Рисунок 4. Расходомер «РМ-5-П»

- Для энергетики и теплоучета используются модификации предыдущего расходомера, получившие название «РМ-5-Т», «РМ-5-Т-И» и «РМ-5-Э».

- Расходомеры счетчики серии «РСЦ» используются для непрерывного учета электропроводящих невзрывоопасных жидкостей.

- Расходомер электромагнитный «РЭМ-02» для учета жидкостей широкого диапазона температур и вязкостей.

- Для котельных и тепловых станций используется расходомер «СВЭМ.М».

- Особо стоит отметить расходомеры серии «СЖУ», которые могут быть использованы, помимо воды, даже для учета нефтепродуктов и сжиженного газа.

- Отличным решением может стать расходомер электромагнитный «СИМАГ-11» - это современный прибор, построенный по всем классическим законам Фарадея.

- Система теплосчетчиков «СТС.М» - в зависимости от исполнения, может подойти практически под любые нужды измерения расхода сред.

- Система теплосчетчиков «ТЭРМ-02» может использоваться для измерения тепловой мощности, тепловой энергии, давления, температуры, объема и расхода воды (теплоносителя) в системах теплоснабжения.

Рисунок 5. Расходомер «ТЭРМ-02»

Электромагнитные расходомеры могут иметь два принципиально разных исполнения. Они могут быть изготовлены как с использованием постоянных магнитов, так и с использованием электромагнитов, работающих от переменного тока. Также, среди электромагнитных расходомеров выделяют расходомеры с постоянным и переменным полем. Постоянное магнитное поле используется в расходомерах, для измерения, например, расхода расплавленного металла. Переменное магнитное поле используется в расходомерах для вычисления объемного расхода жидкостей, обладающих ионной проводимостью. Электромагнитные расходомеры обладают как преимуществами, так и недостатками, которые и определяют сферу их применения.

Итак, начнем по порядку. Для начала, рассмотрим преимущества электромагнитных расходомеров, которых у них намного больше, нежели недостатков:

- Высокая точность показаний расхода, которая не зависит от температуры, вязкости и плотности, а также других физических параметров измеряемого вещества,

- Огромный диапазон (от минимальных до очень больших) диаметров труб, с которыми возможна работа электромагнитного расходомера,

- Отсутствие потери давления потоком в расходомере,

- Требуется минимальный участок прямых труб до и после расходомера,

- Быстродействие, благодаря которому достигается почти мгновенная динамика измерений показаний расхода,

- Линейность шкалы, что означает одинаковую точность показаний при любом уровне расхода.

- Возможность для использования даже с агрессивными, вязкими жидкостями, содержащими абразивы.

Особым преимуществом электромагнитного расходомера является то, что показания такого расходомера в ассиметричном потоке и одинаковом расходе будут одинаковыми и при ламинарном и при турбулентном движении.

Недостаток электромагнитного расходомера - это невозможность использования для измерения расхода жидкостей, не проводящих электрический ток (различные диэлектрики, например, дистиллированная вода), газов и водяного пара. Таким образом, применение электромагнитных расходомеров возможно, в случае, если удельная электрическая проводимость жидкости больше 10-3 см/м. Под  это условие попадают, например, любая вода, кроме дистиллированной, различные соки, сиропы, растворы, сточные воды и даже кислоты и щелочи.

Как мы уже говорили, существуют электромагнитные расходомеры с постоянным и переменным магнитным полем. Преимущества постоянного магнитного поля состоят в следующем:

- в простоте магнитной системы;

- в возможности измерения расхода, частота потока которого непостоянна;

- в отсутствии помех;

- в возможности измерения расхода сред даже с низкой электрической проводимостью.

Главный недостаток расходомеров с постоянным магнитным полем является поляризация электродов, в связи с чем, для измерения расхода обычных сред с ионной проводимостью, практически всегда используется переменное магнитное поле.

Расходомеры с постоянным магнитным полем применяются для измерения расхода, например, расплавленных металлов, имеющих не ионную, а электронную проводимость. Такие расходомеры применяются в лабораторных условиях для проведения кратковременных измерений быстропеременных расходов.

Расходомеры с переменным магнитным полем обладают целым набором недостатков, которые, однако, не так сильно воздействуют на результаты измерений, как поляризация электродов, возникающая в расходомерах с постоянным магнитным полем.

Главный их недостаток - это ограничения и помехи, коих может возникать огромное количество, которые связаны с тем, что:

- В преобразователе расхода, наряду с токами проводимости протекают токи смещения;

- Длину проводов, которые связывают преобразователь расхода с измерительным прибором, ограничивает емкостное сопротивление между проводами. При этом, чем меньше удельная проводимость среды, тем больше ограничение.

- Наряду с полезным сигналом от электродов, возникает паразитная, трансформаторная ЭДС;

- Переменное магнитное поле способно вызвать вихревые токи Фуко. Эти токи возникают как в магнитопроводе, так и в стенках трубопровода, и даже в измеряемой жидкости;

- Возникновение блуждающих токов и воздействие внешних электромагнитных полей;

- и др.

Выход из этой ситуации представляется в снижении стандартной частоты магнитного поля, а также в переходе на импульсное питание электромагнитов от источника постоянного тока.

Современные электромагнитные расходомеры можно охарактеризовать, как приборы с импульсным питанием, низкой частотой электромагнитов, использующие микропроцессоры для преобразования сигналов датчиков - это позволило снизить энергопотребление и повысить точность измерения расхода.

Пожалуй, напишем ещё пару слов о строении электромагнитных расходомеров. Первичные преобразователи ЭМ расходомеров не имеют выступающих внутрь трубопровода частей, сужений или изменений профиля. Именно поэтому, гидравлические потери у приборов минимальны.

Преобразователь расходомера и технологический трубовпровод не имеют выступающих и закрытых частей, именно поэтому, его можно чистить и стерилизовать без демонтажа, что очень полезно в пищевой и биохимической промышленности, где стерильность среды очень важна.

Не оказывают влияния на показания электромагнитных расходомеров физико-химические свойства жидкости, такие как температура, плотность, вязкость. Благодаря конструктивным особенностям электромагнитных расходомеров, появилась возможность использования новейших изоляционных и антикоррозийных материалов покрытий, что позволило применять такие расходомеры для измерения расхода агрессивных и абразивных сред.

Однако, электромагнитные расходомеры чувствительны к неоднородности среды (пузырьки), турбулентности потока, к электропроводности среды. Т.е. они не подходят для измерения расхода легких нефтепродуктов, спирта, газированных жидкостей. Расходомеры с постоянными магнитами в процессе эксплуатации могут забиваться металлическим мусором. Для решения последней проблемы, рекомендуется периодически отключать расходомеры от питания, чтобы поток унес мусор.

Несмотря на свои недостатки, электромагнитные расходомеры получили широкое распространение, благодаря своим реальным эксклюзивным преимуществам.

В настоящее время, электромагнитные расходомеры применяют как для измерения очень малых, так и очень больших расходов (от 3х10-9 м3/с  до 3 м3/с) (от измерения расхода крови по кровеносным сосудам, до измерения расхода на промышленных трубопроводах).

Наибольшее распространение расходомеры этого типа получили в учёте воды и энергетических ресурсов. Как правило, встретить их можно в отопительных системах, а также в металлургии, пищевой и химической промышленности, в медицине, в строительстве и на рудных обогатительных предприятиях. Электромагнитные расходомеры незаменимы там, где требуется автоматическое регулирование, и где требуется моментальность показаний прибора, а запаздывание - неприемлемо.

www.td-rashodomer.ru


Смотрите также