Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs ir tehnoloģiska ierīce, ko plaši izmanto dzesēšanas šķidruma plūsmas mērīšanai, šķidru un gāzveida vielu darbības mērīšanai. Šādu sistēmu neapšaubāmas priekšrocības ir: konstrukcijas īstenošana, izmantojot minimālu skaitu mehānisko elementu, hidrodinamiskās pretestības trūkums, visaugstākā ierakstīšanas indikatoru precizitāte.
Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs - darbības princips
Šīs kategorijas ierīces ir aprīkotas ar vadītājiem, kuros magnētiskā lauka krustošanās dēļ ar spēka līnijām rodas elektromotora spēks. Vadītājā izveidotās strāvas virziens ir perpendikulārs magnētiskā lauka virzienam. Šis modelis ir pilnībā atklāts tā sauktajā Faradeja likumā, kas izskaidro elektromagnētiskās indukcijas principu.
Aizvietojot vadītāju ar šķidruma plūsmu, kas vada elektrību, tiek iegūta shēmas shēma, saskaņā ar kuru tas faktiski darbojaselektromagnētiskais plūsmas mērītājs. Šādas ierīces var aprīkot ar pastāvīgiem vai elektriskiem magnētiem, kas tiek darbināti ar maiņstrāvu.
Plūsmas mērītāja mērīšanas zonā ir novietota caurule, kas izgatavota no nemagnētiska, nevadoša materiāla. Bieži vien šī zona ir aprīkota ar izolācijas ieliktņiem, kas izgatavoti no inertas plastmasas. Šādu elementu izmantošana palīdz iegūt visprecīzākos rādījumus darba vides raksturlielumu mērīšanas procesā.
Darbības zonas
Kādās jomās izmanto elektromagnētisko caurplūdes mērītāju? Šādas ierīces visplašāk izmanto enerģijas un ūdens resursu uzskaites jomā. Jo īpaši šādas ierīces izmanto apkures sistēmu sakārtošanā.
Pašlaik elektromagnētisko plūsmas mērītāju plaši izmanto bioķīmiskajā, metalurģiskajā un pārtikas rūpniecībā. Būvniecības organizācijas, rūdas pārstrādes uzņēmumi, medicīnas iestādes izmanto šīs kategorijas ierīces.
Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs ir neaizstājams darba vides plūsmas automātiskās vadības sistēmu organizēšanā, kur galvenā loma ir indikatoru mērījumu aizkaves pakāpei. Ierīci izmanto, lai izsekotu strauji mainīgiem šķidru un gāzveida vielu plūsmas ātrumiem.
Metroloģiskās kļūdas
Kā liecina daudzu gadu prakse mērinstrumentu darbībā ar pastāvīgu magnētisko lauku, to vidējā kļūdair aptuveni 1–2,5%. Norādītais mīnuss kļūst pamanāms, mērot vāji pulsējošu mediju rādītājus. Šajā gadījumā bieži rodas papildu kļūdas, kuru cēlonis ir elektrodu polarizācija, kas atspoguļojas ierīces pārveidotāja pretestības izmaiņās.
Metroloģisko kļūdu procentuālās daļas samazināšanu plūsmas mērītājos ar pastāvīgu magnētisko lauku veicina kalomēlija un oglekļa elektrodu vai vadītāju ar platīna un tantala pārklājumu ieviešana konstrukcijā.
Attiecībā uz ierīcēm ar mainīgu magnētisko lauku elektrodiem nav polarizācijas, kas var izraisīt kļūdas rādījumos. Tomēr šādām ierīcēm ir arī citi efekti, kas izkropļo signālu:
- Transformatora efekts - šķidrumam izejot cauri vadītājiem, kas veido pagriezienus, savienojošā elektroinstalācija un elektrodi veido transformatora elektromotora spēku. Lai kompensētu šo darbību, plūsmas mērītāju ar mainīgu magnētisko lauku mērīšanas ķēdē tiek ievadīti magnēti ar pastāvīgu ieslēgtu strāvu vai kompensācijas ķēdes.
- Kapacitatīvs efekts - rodas sakarā ar būtisku potenciālu starpību starp savienojošo vadu un sistēmu, kas ir atbildīga par magnētiskā lauka veidošanos. Kļūdas šajā gadījumā tiek kompensētas ar rūpīgu sistēmas elementu ekranēšanu.
Elektromagnētisko plūsmas mērītāju pārbaude
Kā tiek veikta elektromagnētisko caurplūdes mērītāju verifikācija?Visprecīzākā metode šeit ir statiskā svēršana (masas metode). Tā realizācijai tiek izmantoti paraugsvari un slēgvārsts, kas darbojas start-stop režīmā.
Darba gaitā darba šķidruma neto masu nosaka pēc tvertnes svara mērījuma pirms un pēc uzpildīšanas, kad vide noteiktu laiku iet caur plūsmas mērītāju.
Pārbaudes metodes priekšrocības ir:
- normalizēto plūsmas indikatoru mērījumu precizitāte;
- rezultātu korelācijas iespēja ar valsts standartiem atbilstošām vērtībām;
- iespēja verificēt plūsmas mērītāju, kas darbojas ar karstiem šķidrumiem;
- procesu automatizācija.
Plūsmas mērītāju veidi
Papildus elektromagnētiskajiem plūsmas mērītājiem ir pieejams plašs citu ierīču klāsts, lai mērītu caur cauruļvadiem ejošo darba vides raksturlielumus. Šobrīd, pamatojoties uz darbības principu, tiek izdalītas šādas ierīču grupas:
- termiskā;
- ultraskaņa;
- virpulis;
- Coriolis;
- mehāniska;
- mikroplūsmas mērītāji.
Tālāk mēs īsumā apskatīsim katra veida elektromagnētisko plūsmas mērītāju īpašības.
Siltuma skaitītāji
Darbības principa pamatā ir lokālas izmaiņas darba šķidruma īpašībās, piemēram, temperatūra plūsmā, kam seko indikatoru mērīšana attālā vietā no trieciena vietas. Norādītsmetode palīdz aprēķināt vidējo vielas kustības ātrumu pa vadošiem ceļiem.
Līdzīgi var mainīties arī citas vielas īpašības, piemēram, ķīmiskais sastāvs. Tomēr vairumā gadījumu šāda pieeja ir nepieņemama, visbiežāk gadījumos, kad nepieciešams darbināt plūsmas mērītājus ārstniecības iestādēs.
Ultraskaņas plūsmas mērītāji
Šāda veida ierīču darbība balstās uz skaņas viļņu spēju izplatīties kustīgā vidē. Nosakot ultraskaņas rašanās avotu un tās uztvērēju, var spriest par darba vides plūsmas ātrumu pēc viļņa kustības rādītājiem noteiktā segmentā.
Vorteksa mērītāji
Šī plāna ierīcēs galvenais funkcionālais elements ir sfērisks vai diskveida mērķis. Daļa ir piestiprināta pie fiksēta elastīga kabeļa. Izejot cauri sistēmai, darba vides plūsma ietekmē mērķi, kas noved pie tā pārvietošanās. Tas savukārt izraisa kabeļa deformāciju, kuras izmaiņas fiksē ar speciāliem tenzometriem. Iegūtā informācija veicina spriedumu veidošanos par vielas plūsmas virzienu un ātrumu.
Koriolisa metri
Strukturāli šādas ierīces sastāv no caurules, kas ir pakļauta vibrācijām, ko rada ārējs ģenerators. Ja sistēmā nav šķidruma, vibrācijas izraisa vienlaicīgu visu caurules posmu paātrinājumu. Šķidrumam ejot cauri, iedarbojas tā sauktais Koriolisa spēks, kasvērsti pretējos virzienos vielas ieplūdes un izplūdes plūsmām. Tas noved pie vadošās caurules vibrācijas fāzes nobīdes un ļauj fiksēt nepieciešamos indikatorus.
Mikroplūsmas mērītāji
Šajā mērierīču kategorijā ietilpst plūsmas mērītāji, kas atšķiras ar to miniatūru dizainu. Konkrētas ierīces izmērus nosaka tās pielietojuma apjoms. Šādas ierīces atbilst medicīnas iestāžu un ķīmiskās ražošanas uzņēmumu vajadzībām.
Pēc darbības principa katra miniatūra ierīce ir parastais plūsmas mērītājs – elektromagnētiskais mērītājs. Tomēr, ņemot vērā iespēju darboties šauros apstākļos, šādu ierīču izmaksas ir par vienu pakāpi augstākas.
Mehāniskie caurplūdes mērītāji
Šajā grupā ietilpst ierīces, kurām pēc struktūras nav elektronisku elementu. Plūsmas ātrumu šeit mēra pēc vides ietekmes uz mehāniskajām turbīnām.
Neskatoties uz šādu plūsmas mērītāju pieņemamām izmaksām, to precizitāte atstāj daudz vēlamo. Vēl viens trūkums ir kustīgu daļu izmantošana, kas var kļūt par šķērsli gāzveida vai šķidru vielu kustībai. Tomēr, neskatoties uz norādīto mīnusu, mehāniskie caurplūdes mērītāji tiek plaši izmantoti sadzīves apstākļos, kad nepieciešams rēķināties ar ūdens patēriņu.
Elektromagnētiskie plūsmas mērītāji - izplatītākie modeļi
Paskatīsimiespieprasīti elektromagnētiskie caurplūdes mērītāji, pēc kuriem vietējā tirgū ir vislielākais pieprasījums.
Elektromagnētiskais caurplūdes mērītājs "PREM" ir paredzēts elektriski vadošu šķidru vielu tilpuma un plūsmas ātruma mērīšanai. Rādījumi tiek parādīti ārējās ierīcēs, kas lietotājam ir ērtas reģistrācijai. Šādas ierīces ir piemērotas darbam lielos rūpnieciskos kompleksos, tiek izmantotas mājokļu un komunālo pakalpojumu apkalpošanai (kā daļa no ūdens un siltumenerģijas uzskaites sistēmām).
Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs Promag ir piemērots augstas temperatūras darba vides ierakstīšanai. Tā ir sarežģīta funkcionāla elektroniska ierīce. Izmanto galvenokārt kā daļu no moduļu konstrukcijām augsto tehnoloģiju procesu ieviešanā industriālajos rajonos.
"Peterflow" ir elektromagnētiskais plūsmas mērītājs, kas paredzēts, lai reģistrētu šķidrumu tilpumu un tilpuma plūsmu, kas pārvietojas pa cauruļvadu. Šī zīmola ierīces ir pieprasītas siltumenerģētikas, mājokļu un komunālo pakalpojumu jomā, kā arī rūpniecībā. Šādu mērīšanas ierīču atšķirīgās iezīmes ir: elektronisko iekārtu ievietošana atsevišķā, labi aizsargātā korpusā, aizsardzība pret nesankcionētu piekļuvi, ērtu aizmugurgaismotu grafisko displeju ieviešana.
Elektromagnētiskais plūsmas mērītājs "ERSV VZLET" šobrīd ir visizplatītākā uzskaites ierīce dzīvojamo un komunālo pakalpojumu jomā. Piemērojams, lai reģistrētu gan aukstā, gan karstā ūdens tilpuma plūsmu.
Elektromagnētisko plūsmas mērītāju "RISE" raksturo spiediena zudumu neesamība izmērītajos cauruļvada posmos, nav nepieciešams uzstādīt papildu filtrus. Informācija par indikatoriem var tikt parādīta frekvencē, impulsā vai loģiskā izvadē atkarībā no lietotāja vajadzībām. Plūsmas mērītāja "RISE ER" elektromagnētiskā funkcija ir kontrolēt cauruļvada iztukšošanu. Vienīgais šādu sistēmu salīdzinošais trūkums ir nepieciešamība uzstādīt taisnos posmos.
Noslēgumā
Kā redzat, elektromagnētiskais plūsmas mērītājs ir ārkārtīgi precīza, funkcionāla mērierīce. Šādu ierīču primārajos pārveidotājos nav elementu, kas izvirzīti cauruļvadā, teksturētas daļas un profila sašaurināšanās. Šīs funkcijas nodrošina minimālas kļūdas rādījumos. Cita starpā elektromagnētiskās ierīces ļauj veikt cauruļvadu tīrīšanu un apkopi, neizjaucot sistēmas elementus.
