2.3. Электромагнитные расходомеры

Электромагнитные (индукционные) расходомеры предназначены для измерения расхода различных жидких сред, в том числе пульп с мелкодисперсными неферромагнитными частицами, с электрической проводимостью не ниже См/м, протекающих в закрытых полностью заполненных трубопроводах [1].

Электромагнитные расходомеры выполняются в виде двух отдельных блоков: измерительного преобразователя расхода и измерительного блока — передающего преобразователя, в котором осуществляется приведение сигнала, полученного от измерительного преобразователя, к стандартизованному виду, удобному для дальнейшего использования.

Измерительный преобразователь расхода электромагнитного расходомера (рис. 13) состоит из немагнитного участка трубопровода с токосъемными электродами и электромагнита с обмоткой возбуждения, охватывающего трубопровод. При протекании электропроводных жидкостей по немагнитному трубопроводу через однородное магнитное поле, создаваемое магнитом, в жидкости, которую можно представить как движущийся проводник, возникает электродвижущая сила, снимаемая электродами. Эта ЭДС е прямо пропорциональна средней скорости потока (5):

e=B·l∙v_ср, (5)

где В - электромагнитная индукция в зазоре между полюсами магнита, [Тл],

l - расстояние между электродами, [м],

v_cp -средняя скорость потока, [м/с].

Поскольку площадь сечения трубы постоянна, ЭДС, снимаемая с электродов, может быть выражена через объемный расход жидкости (6):

, (6)

где внутренний диаметр трубы, равный расстоянию между электродами l, [м].

Рис. 13. Принципиальная схема измерений электромагнитного расходомера

Далее сигнал, пропорциональный расходу, подается на измерительный блок, где он приводится к стандартизованному виду, и затем передается к прибору или другому измерительному устройству.

Чтобы электроды не шунтировались металлом трубы, и не происходило разряда разделившихся ионов друг на друга по стенке трубы, внутренняя поверхность ЭМР должна быть покрыта изоляционным материалом – футеровкой. Материал футеровки определяет химическую совместимость и физическую стойкость преобразователя расходомера.

Электромагнитные расходомеры обеспечивают измерение расхода в диапазоне от 0,32 до 2500 м³/ч при трубопроводах с внутренним диаметром от 3 мм до 1 м и более, линейной скорости движения от 0,6 до 10 м/с. Погрешность электромагнитных расходомеров

Достоинства: линейность характеристики, возможность использования в трубопроводах любого диаметра, показания не зависят от примесей в среде, от её плотности и вязкости, нет потерь давления.

Недостатки: поляризация электродов (нестабильность работы прибора), работа только с электропроводной жидкостью, трудность усиления напряжения постоянного тока [3].

Электромагнитный расходомер AXF

Преобразователь серии AFX является электромагнитным расходомером с использованием метода 2-частотного возбуждения (рис. 14). Расходомер монтируется на трубопровод с соблюдением прямолинейных участков до и п осле расходомера [10, 11].

Рис. 14. Электромагнитный расходомер AXF

Характеристики измерения расхода:

- Номинальный диапазон расхода - 0 ÷ 6,361 м³/час;

- Точность - ±0,35 %;

- Повторяемость - ± 0,1 %;

Маркировка датчика имеет следующую расшифровку:

- AXF015 - интегрированный расходомер 15 мм;

- G - назначение: общее;

- Е - выходной сигнал 4 ÷ 20 мА с HART протоколом;

- 1 - источник питания: 100 - 240 В переменного тока;

- А - футеровка: фтороуглеродистый PFA;

- L - материал электрода: JIS SUS316L;

- 1 - конструкция электрода: незаменяемый электрод;

- N - кольцо заземления: отсутствует;

- BD4 - присоединение к процессу: фланцевое DIN PN40;

- 1 - установочная длина: стандартная;

- 4 - Кабельный ввод: М20х1,5;

- 2 - индикатор: вертикальная ориентация;

- В - поверка: стандартная;

- QR - свидетельство о первичной поверке.