Вопрос № 1.16. Электромагнитные (индукционные) расходомеры.

П ринцип действия основан на измерении ЭДС, индуктируемой в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля.

Между полюсами расположен участок трубы из непроводящего ток материала. Во внутреннюю стенку трубы вплавляются 2 электрода.

Силовые линии магнитного поля пересекают движущийся поток жидкости.

Поток жидкости ведет себя как рамка в магнитном поле. В нем наводится ЭДС при пересечении магнитными линиями.

В – магнитная индукция

d – определяющий размер (внутренний диаметр трубы)

_СР – средняя скорость потока.

Характеристика линейная, равномерная.

Достоинства:

• применяется для загрязненных жидкостей, т.к. нет участков, где скапливается грязь.

• Характеристика линейная.

Недостатки:

• изменение во времени магнитной индукции (из-за старения магнита)

• на постоянном магнитном поле возникает поляризация электродов.

Для устранения этих недостатков используют переменное магнитное поле.

При использовании переменного магнитного поля может возникнуть так называемая трансформаторная ЭДС, создает погрешность. Даже при неподвижной жидкости может быть сигнал. При неподвижной жидкости устанавливают ноль при помощи R-делителя.

Точность 0,5%.

Ультразвуковые расходомеры.

Принцип действия основан на измерении скорости звука в движущейся жидкости, определяемой векторной суммой скорости звука в неподвижной жидкости (с) и скорости движения самой жидкости (v).

Оптимальная скорость движения жидкости по трубам 3-5 м/с.

В УЗР используют 3 способа выделения сигнала:

1. Время-импульсный

2. Фазовый

3. Частотно-пакетный (самый точный)

И – источники ультразвука (излучатели)

П – пьезоэлементы (приемники)

У – усилители

Г – генератор

Возможны два режима генератора – импульсный и непрерывный.

1. При время-импульсном методе генератор работает в импульсном режиме.

При импульсном измеряется временной сдвиг у П₁ и П₂. При непрерывном измеряется фазовый сдвиг.

( время распространения вдоль потока)

( время распространения против потока)

Т.о. импульсы к приемнику приходят со сдвигом.

Т.к. c>>V, следовательно

Характеристика линейная, но есть недостаток:

зависимость показаний от скорости звука в неподвижной жидкости, которая зависит от свойств жидкости. Это приводит к погрешностям.

2. При фазовом методе генератор работает в непрерывном режиме.

Выходным сигналом является сдвиг фаз:

, но недостаток все равно имеет место.

Для его устранения используют частотно-пакетный метод.

3. Частотно-пакетный метод.

Вводятся ключи (модуляторы), которые замыкаются и размыкаются

Если М1 замкнут, И1 передает импульс. Как только он достигнет П1, М1 отключается.

Как весь импульс пройдет расстояние l – М1 снова замыкается. Образуются «пачки» импульсов.

Этот метод исключает погрешность от влияния свойств жидкости.

М – модуляторы

Т – период повторения пакетных импульсов

- частота повторений пачек

сигналов по потоку

- против потока

Класс точности 0,5.