Учебное пособие Нижний Новгород 2015 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное

Электромагнитные расходомеры

Электромагнитные расходомеры – это приборы для измерения расхода, принцип работы которых основан на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Данный тип расходомеров является бесконтактным, в нем отсутствует прямой контакт измеряемой среды с чувствительным элементом.

Принципиальная схема электромагнитного расходомера приведена на рис. 5.9. По трубопроводу 1 протекает жидкость, попадающая в электромагнит- ное поле, создаваемое полюсами 5, 6 магнита (либо катушками индуктивности). В стенках трубопровода напротив друг друга установлены электроды 2, 3, образующие вместе с электропроводящей жидкостью и измерительным прибо- ром 4 электрическую цепь. При осесимметричном профиле скоростей в жидко- сти между электродами наводится ЭДС, которая прямо пропорциональна объ- емному расходу жидкости, расчет значений которого проводится во вторичном
преобразователе, получающем сигналы от измерительного прибора.
Корпус расходомера изготавливается из материалов-диэлектриков, таких как фторопласт, резина, эбонит и др.

Рис. 5.9. Схема электромагнитного расходомера: 1 – трубопровод; 2, 3 – электроды;

3. 
   – измерительный прибор; 5, 6 – полюса магнита
   

Электродвижущая сила E, В, индуцируемая в проводнике, пересекающем силовые линии постоянного магнитного поля, определяется по формуле
E  BDv_ср , (5.19)
где B – магнитная индукция, Тл; D – внутренний диаметр трубопровода, м;
v_ср – средняя скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с.
Объемный расход L, м³/ч, равен
L  ^ED . (5.20)
4B
Использование электромагнитных расходомеров с постоянным магнит- ным полем имеет известные недостатки: трудность усиления постоянного тока; возникновение на электродах гальванической ЭДС и ЭДС поляризации, что приводит к неверным результатам измерения. В связи с этим распространение получили электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем.
Зависимость объемного расхода жидкость L от ЭДС для расходомеров с переменным магнитным полем имеет вид

_{L } ED
4B_max sin t
, (5.21)

где B_max – амплитуда магнитной индукции, Тл; ω – круговая частота, с⁻¹;
t – время изменения магнитного поля, с.
На точность измерений электромагнитных расходомеров с переменным магнитным полем влияют паразитные помехи от внешних цепей, емкостные от переменного тока питающего магнит, и индукционные от магнитного поля пре- образователя. Данные помехи исключаются путем экранирования прибора и применения двух индукционных преобразователей с магнитными полями, на- правленными в противоположном направлении.
Электромагнитные расходомеры используются для измерений расходов в интервале от 0,002 до 300 000 м³/ч в трубопроводах от 3 до 3000 мм. Широкий диапазон измерений обусловлен безынерционностью данных расходомеров. Результаты измерений не зависят от физических свойств среды, наличия взве- шенных частиц и пузырьков газа.

9.