2 Специальная часть

2.1 Физические основы первичного преобразователя

рассматриваемого прибора

Электромагнитные или индукционные расходомеры. Приборы этой группы применяют для измерения расходов жидкостей или пульп, обладающих достаточной электропроводностью (0,01 – 10 См/м) при температуре от -40 до +180. Такие расходомеры позволяют измерять потоки невзрывоопасных электропроводных жидкостей, растворов, мелкодисперсных пульп и других веществ. Существует два вида электромагнитных расходомеров: работающие при постоянном или переменном магнитном поле.

Принцип действия их основан на законе электромагнитной индукции, спомощью которой осуществляют прямое преобразование скорости измеряемого потока в электрический сигнал. При движении потока электропроводной жидкости в магнитном поле в них наводится ЭДС. Упрощенная конструкция такого расходомера показана на рисунке 3.

1 – обмотка; 2 – магнитопровод; 3 – электроды; 4 – трубопровод; 5 – измеритель ЭДС.

Рисунок 3 – Электромагнитный (индукционный) расходомер

В трубопроводе из немагнитного материала течет электропроводная жидкость, которая пронизывается переменным магнитным полем, создаваемым электромагнитом (обмотка на магнитопроводе). Электроды проходят сквозь стенки трубопровода и находятся в контакте с жидкостью. По закону электромагнитной индукции в потоке жидкости (как в любом перемещающемся в магнитном поле проводнике) возникает переменная ЭДС, которую оценивает измеритель. Значение ЭДС определяется частотой и индукцией магнитного поля, внутренним диаметром трубы и скоростью движения жидкости. Таким образом, найдя скорость и зная сечение трубы, можно оценить расход. Погрешность таких расходомеров лежит в диапазоне 1-2%. Расходомеры этого класса малоинерционны, т. е. обеспечивают достаточно высокое быстродействие, что особенно важно для определения текущих (мгновенных) значений сравнительно быстро меняющегося расхода. Преимуществами этих расходомеров является так же и то, что они не изменяют проходного сечения трубопровода, не содержат движущихся частей, могут работать с загрязненными и многофазными средами, агрессивными жидкостями.

Может быть единственный их недостаток - требования определенной электропроводности жидкости. В катушке преобразователя появляются дополнительные ЭДС, одна из которых вызвана действием внешних полей, а другая - явлением поляризации (за счет электролиза при протекании постоянного тока)

2.2 Технические характеристики прибора

Прибор характеризуется следующими параметрами: порог чувствительности (g_пор), значения минимального (g_мин), переходных (g_n1 и g_n2) и максимального (g_макс) расходов в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) и класса преобразователей.

МФ осуществляют преобразование прошедшего объема и расхода жидкости в электрические выходные сигналы в соответствии со своими характеристиками.

- прошедший объем жидкости – в пропорциональное ему количество импульсов с нормированной ценой;

- текущий расход – в последовательность электрических импульсов, с частотой пропорциональной расходу;

- текущий расход – в выходной сигнал постоянного тока 0…5 мА или 4…20мА;

- измеренные значения расхода (объема) – в выходные сигналы интересов RS- 232 или RS- 485.

Характеристика преобразования прошедшего объема жидкости в сигнал на импульсном выходе имеет вид:

G=∆u· N

где, G – объем проектной жидкости, м³;

∆u – цена одного импульса на импульсном выходе

N – количество импульсов на импульсном выходе.

Характеристика преобразования текущего расхода в последовательность электрических импульсов (меандр) с частотой пропорциональной расходу на частном выходе имеет вид:

g_макс

где,f_вых – частота сигнала на частом выходе,Гц;

f_макс – максимальная частота преобразования сигнала;

g_макс – максимальный объем расход для данного Ду, м3/ч;

g – текущее значение объемного расхода, м3/ч;

2.3 Методика проведения измерения

2.3.1 Меры безопасности

К работе с преобразователями допускаются лица, прошедшие инструктаж на рабочем месте и имеющие группу по электробезопасности не ниже 2.

По способу защиты от поражения электрическим током преобразователи относятся к классу III по ГОСТ 12.2.007.0.

Запрещается на всех этапах работы с преобразователем касаться руками электродов, находящихся во внутреннем канале измерительного участка преобразователя.

Запрещается эксплуатация преобразователя с повреждениями, которые могут вызвать нарушение герметичности корпуса или его соединений с трубопроводом.

Все работы по монтажу и ремонту преобразователей необходимо осуществлять при отключенном внешнем источнике напряжения питания.

Все работы по монтажу и демонтажу преобразователя необходимо выполнять при отсутствии давления воды в системе.

ВНИМАНИЕ! Категорически не допускается протекание сварочного тока через измерительный участок преобразователя при проведении электросварочных работ.

Не допускается эксплуатация преобразователей во взрывоопасных помещениях.

2.3.2 Подготовка к монтажу

Транспортировка преобразователей к месту монтажа должна осуществляться в заводской таре.

После транспортировки преобразователя к месту установки при отрицательной температуре и внесения его в помещение с положительной температурой необходимо выдержать его в упаковке не менее 8 часов.

После распаковывания преобразователя необходимо провести внешний осмотр изделия, при этом следует проверить:

- отсутствие видимых механических повреждений;

- комплектность в соответствии с указаниями паспорта на преобразователь;

- наличие оттиска клейма поверителя и БТК предприятия - изготовителя в паспорте на преобразователь.

После распаковки изделия его необходимо выдержать в отапливаемом помещении не менее 24 часов.

Распакованный преобразователь нельзя поднимать за электронный блок, а также устанавливать на электронный блок.

2.3.3 Выбор места установки

Преобразователи рассчитаны для размещения на произвольно ориентированном участке трубопровода (горизонтальном, вертикальном, под углом).

Для нормального функционирования преобразователя должны быть выполнены следующие условия:

■ постоянное заполнение ИУ преобразователя жидкостью, в противном случае возможны хаотичные показания расхода (объема) на регистрирующем приборе. В связи с этим при монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:

- не устанавливать преобразователь в самой высокой точке канала системы;

- не устанавливать преобразователь в трубопроводе на выходе трубопровода

■ обеспечить электрический контакт преобразователя с измеряемой жидкостью;

■ обеспечить соответствие направления потока жидкости в трубопроводе направлению стрелки на шильдике (кроме преобразователей модификации МФ исполнения «Р»).

■ обеспечить отклонение от вертикальной оси не более чем на 30.

В случае отсутствия жидкости в трубопроводе, например, при ремонте, профилактике трубопровода, необходимо отключить питание преобразователя, а при выключении отопления по окончании отопительного сезона, помимо этого, необходимо оставить заполненной водой часть трубопровода с установленным на ней преобразователем расхода.

В случае невозможности установки преобразователя в рекомендуемых местах допускается монтаж в верхней точке системы. При этом следует установить воздушный клапан для выпуска скопившегося воздуха в атмосферу.

При измерении расхода в частично заполненных трубопроводах или в выходных трубопроводах для гарантированного заполнения жидкостью, преобразователь следует устанавливать в наклонном (снизу вверх по направлению движения жидкости) или U-образном трубопроводе.

Место установки должно обеспечивать удобство выполнения монтажных работ и обслуживания.

Установку преобразователя следует проводить в местах, где трубопровод не подвержен вибрации.

Преобразователь необходимо располагать в той части трубопровода, где возмущения потока минимальные. При установке необходимо обеспечить требуемые прямолинейные участки до и после преобразователя.