Elektromagnetický průtokoměr: princip činnosti a metrologické charakteristiky

Elektromagnetický průtokoměr je technologické zařízení, které se běžně používá k určení průtoku chladicí kapaliny, měření kapalných a plynných látek. Nepochybnými výhodami těchto systémů jsou: realizace návrhu s použitím minimálního počtu mechanických prvků, nedostatek hydrodynamické odolnosti, nejvyšší přesnost záznamových indikátorů.

Elektromagnetický průtokoměr - princip činnosti

Zařízení této kategorie jsou vybavena vodiči, v nichž se díky průsečíku magnetického pole s silami působí elektromotorická síla. Směr proudění ve vodiči je kolmý ke směru magnetického pole. Tato pravidelnost je plně popsána v tzv Faradayův zákon, což vysvětluje princip elektromagnetická indukce.

Když je vodič nahrazen proudem tekuté vodivé elektřiny, získává se schéma, podle něhož pracuje elektromagnetický průtokoměr. Taková zařízení mohou být vybavena permanentními nebo elektrickými magnety, které jsou napájeny střídavým proudem.

V oblasti měření průtokoměru je umístěna trubka z nemagnetického nevodivého materiálu. Často je tato zóna vybavena izolačními vložkami z inertního plastu. Použití takových prvků přispívá k získání nejpřesnějších indikací v procesu měření vlastností pracovního média.

Oblasti provozu

V kterých oblastech používáte elektromagnetický průtokoměr? Nejrozšířenějšími zařízeními jsou v oblasti energetiky a vodního účetnictví. Zejména se tato zařízení používají při uspořádání topných systémů.

V současné době je elektromagnetický průtokoměr široce používán v biochemickém, metalurgickém, potravinářském průmyslu. Použití zařízení této kategorie se zaměřuje na stavební organizace, rudné podniky, zdravotnické zařízení.

Elektromagnetický průtokoměr je nepostradatelný při organizaci automatických řídících systémů pro tok pracovních médií, kde hlavní roli hraje míra zpoždění při měření indikátorů. Zařízení bylo aplikováno při sledování rychle se měnících nákladů na kapalné a plynné látky.

Metrologické chyby

Jak ukazuje dlouhá praxe exploitace měřicí přístroje s konstantním magnetickým polem, jejich chyba v průměru je řádově 1-2,5%. Zadané minus se stává znatelným při měření indikátorů slabého pulsujícího prostředí. V tomto případě dochází často k dalším chybám způsobeným polarizací elektrod, což se odráží ve změně odporu měniče zařízení.

Snížení procenta metrologických chyb v průtokoměrech s konstantním magnetickým polem je usnadněno realizací kalomelu a uhlíkové elektrody nebo vodiče s povlakem z platiny a tantalu.

Pokud jde o zařízení se střídavým magnetickým polem, nedochází k polarizaci elektrod, což může vést k chybám v indekách. Taková zařízení však mají další účinky, které zkreslují signál:

1. Transformační efekt - když tekutina prochází vodiči, které tvoří otáčky, spojovací vodiče a elektrody tvoří elektromotorickou silu transformátoru. Pro kompenzaci této akce se magnety s konstantním spínacím proudem nebo vyrovnávacími obvody zavádějí do měřicího obvodu průtokoměrů se střídavým magnetickým polem.
2. Kapacitní efekt - vzniká kvůli významnému rozdílu v potenciálu mezi připojovacími vodiči a systémem odpovědným za tvorbu magnetického pole. Chyby v tomto případě jsou kompenzovány pečlivým prověřením prvků systému.

Kontrola elektromagnetických průtokoměrů

Jak se ověřují elektromagnetické průtokoměry? Nejpřesnější metodou je statické vážení (hmotnostní metoda). Pro jeho implementaci se používají váhy modelů a zpětný ventil, že funguje v režimu "start-stop".

Během práce je čistá hmotnost pracovní tekutiny určena měřením hmotnosti nádoby před a po naplnění, když médium prochází průtokoměrem po určitý časový interval.

Výhody metody ověření jsou:

• přesnost měření normalizovaných ukazatelů průtoku;
• možnost korelace výsledků s hodnotami odpovídajícími státním normám;
• možnost ověření průtokoměru, který pracuje s horkými kapalinami;
• automatizace procesů.

Typy průtokoměrů

Kromě elektromagnetických průtokoměrů existuje i řada dalších nástrojů pro měření charakteristik pracovního média procházející potrubím. V současné době se na základě principu fungování rozlišují tyto skupiny zařízení:

• tepelné;
• ultrazvukové;
• vířivý;
• Coriolis;
• mechanické;
• mikro-průtokoměry.

V následující části stručně přezkoumáme vlastnosti elektromagnetických průtokoměrů každého typu.

Tepelné průtokoměry

Princip činnosti je založen na lokální změně vlastností pracovní tekutiny, například na teplotě v průtoku s následným měřením indikátorů ve vzdáleném místě od místa nárazu. Tato metoda usnadňuje výpočet průměrné rychlosti látky podél vodivých cest.

Podobně mohou být změněny jiné charakteristiky látky, například chemické složení. Ve většině případů je však tento přístup nepřijatelný, nejčastěji při provozování průtokoměrů v zdravotnických zařízeních.

Ultrazvukové průtokoměry

Fungování zařízení tohoto typu je založeno na schopnosti zvukových vln propagovat v mobilním médiu. Určením zdroje ultrazvuku a jeho přijímače je možné posoudit rychlost průtoku pracovního média podle indexů pohybu vlny v určitém intervalu.

Vírové průtokoměry

V zařízeních tohoto plánu je hlavním funkčním prvkem kulovitý nebo diskový tvarový cíl. Detail je upevněn na pevném elastickém kabelu. Při průchodu systémem ovlivňuje tok pracovního média cíl, který vede k jeho posunutí. To naopak způsobuje deformaci kabelu, jehož změny jsou fixovány speciálními tenzometry. Získané informace přispívají k vytváření úsudku ohledně směru a průtoku látky.

Průtokoměry Coriolis

Strukturálně taková zařízení sestávají z trubice, která je vystavena vibracím, které vycházejí z externího generátoru. Při absenci kapaliny v systému dochází k oscilacím současného zrychlení všech částí trubky. Jak tekutina prochází přes ni, tzv Coriolis síla, který je směrován v opačných směrech pro vstupní a výstupní tok hmoty. To vede ke změně fáze vibrací vodivé trubky a umožňuje zaznamenávat potřebné parametry.

Mikroprocesory

K této kategorii měřicích přístrojů patří průtokoměry, které se liší jejich miniaturním výkonem. Rozměry tohoto nebo tohoto zařízení jsou určeny podle rozsahu jeho použití. Taková zařízení vyhovují potřebám zdravotnických zařízení a podniků pro výrobu chemických výrobků.

Podle principu činnosti je každé miniaturní zařízení běžným průtokoměrem - elektromagnetickým čítačem. Nicméně kvůli možnosti provozu ve stísněných podmínkách jsou náklady na tyto přístroje o řádu vyšší.

Mechanické průtokoměry

Tato skupina zahrnuje zařízení, která jsou strukturálně bez elektronických součástí. Rychlost proudění se měří působením média na mechanických turbínách.

Přes přiměřenou cenu těchto průtokoměrů je jejich přesnost velmi žádoucí. Další nevýhodou je použití pohyblivých částí, které se mohou stát překážkou pohybu plynných nebo kapalných látek. Nicméně, navzdory uvedenému mínusu, mechanické průtokoměry najdou co nejširší využití v domácích podmínkách, když je třeba vzít v úvahu spotřebu vody.

Elektromagnetické průtokoměry - běžné modely

Podívejme se na požadované elektromagnetické průtokoměry, které jsou na domácím trhu největší poptávkou.

Elektromagnetický průtokoměr "PREM" je určen pro měření objemu a průtoku elektricky vodivých kapalin. Hodnoty jsou vyvedeny na externí, uživatelsky příjemné zařízení. Taková zařízení jsou vhodná pro provoz v podmínkách velkých průmyslových komplexů, slouží k obsluze objektů bydlení a komunálních služeb (v systému účtování spotřeby vody a tepelné energie).

Elektromagnetický průtokoměr Promag je vhodný pro záznam indikátorů pracovních médií s vysokou teplotou. Jedná se o komplexní funkční elektronické zařízení. Používá se hlavně při sestavování modulárních struktur při zavádění technologicky vyspělých procesů v průmyslových oblastech.

„Piterflou“ - elektromagnetický průtokoměr navržen tak, aby účet pro objem a objemové průtokové rychlosti tekutin dopravovaných potrubím. Zařízení této značky jsou v poptávce v oblasti tepelné energetiky, bytové a komunální služby a v průmyslu. Charakteristické rysy těchto nástrojů hraje: umístění elektronických zařízení v samostatné, dobře chráněného bydlení, dostupnost ochrany proti neoprávněnému přístupu, provádění uživatelsky přívětivým grafickým displejem s podsvícením.

Elektromagnetický průtokoměr "ERSV VZLET" je v současné době nejrozšířenějším měřícím zařízením v zařízeních pro bydlení a veřejné služby. Použitelné pro záznam objemového průtoku studené i teplé vody.

Elektromagnetický průtokoměr "VZLET" se vyznačuje absencí tlakových ztrát v měřených úsecích potrubí, nepotřebuje instalaci dalších filtrů. Informace o indikátorech mohou být vyvedeny na frekvenci, puls nebo logický výstup v závislosti na potřebách uživatele. Průtokoměr "RISE ER" má funkci regulace vyprazdňování potrubí. Jedinou komparativní nevýhodou těchto systémů je potřeba instalace na rovné části.

Na závěr

Jak je vidět, elektromagnetický průtokoměr je velmi přesné, funkční měřicí zařízení. Primární měniče takových zařízení neobsahují prvky vyčnívající do potrubí, části textury a zúžení profilů. Tyto funkce poskytují minimální chyby v indikacích. Kromě jiného umožňují elektromagnetické přístroje čištění a údržbu potrubí bez demontáže prvků systému.