Крикун Ярослав Викторович

Факультет Компьютерных Информационных Технологий и Автоматики

Кафедра Электронной Техники

Специальность: Электронные системы

Научный руководитель: к.т.н., доц. Коренев Валентин Дмитриевич

Обоснование и исследование структуры электронной системы измерения расхода питьевой воды в напорных трубопроводах большого диаметра

Библиотека по теме выпускной работы

7. Расходомеры: принципы работы и опыт эксплуатации

Авторы: Дмитрий ТРОСНИКОВ, Владимир ЖУК

Источник: href=http://www.energetika.by/arch/~page__m21=6~news__m21=140

Окончание. Начало в № 4, 2008 г.

В этом номере мы продолжим разговор о современных принципах измерения расхода, о значении и сферах применения расходомеров

Электромагнитные методы измерения расхода жидкостей

Принцип действия электромагнитных расходомеров базируется на законе электромагнитной индукции Фарадея. В соответствии с ним в электропроводящей жидкости, пересекающей магнитное поле (рис. 5а), индуцируется электродвижущая сила, пропорциональная скорости движения жидкости. Конструктивно электромагнитные расходомеры выпускаются двух типов: для заполненных (рис. 5а) и частично заполненных (рис. 5б) трубопроводов. И в том, и в другом случае электропроводящая среда протекает в круглом трубопроводе, в котором создается магнитное поле с силовыми линиями, перпендикулярными направлению потока. В полностью заполненных трубопроводах индуцированное в рабочей среде напряжение снимается одной парой диаметрально установленных электродов. В частично заполненных трубопроводах индуцированное в рабочей среде напряжение снимается несколькими парами электродов, установленных на хордах, поэтому при опускании уровня жидкости всегда оказываются задействованными несколько пар электродов. В первом случае величина расхода определяется по формуле:

G = k (3,14D² / 4) / (U₀ / BL),

где k – коэффициент пропорциональности; D – внутренний диаметр трубопровода; U₀ – величина индуцированного напряжения; B – величина магнитной индукции; L – расстояние между электродами.

Для частично заполненных трубопроводов величина расхода определяется путем усреднения величины расхода по всей совокупности пар измерительных электродов с учетом весовых коэффициентов каждой пары, что, естественно, требует наличия микропроцессорного контроллера-вычислителя.

Рис. 5 Электромагнитные расходомеры
а) для заполненных; б) для частично заполненных трубопроводов

Достоинствами электромагнитных расходомеров являются:

• идентичность показаний величины расхода в полностью заполненных трубопроводах как для турбулентного, так и для ламинарного потоков;
• независимость показаний от вязкости и плотности среды;
• возможность реализации метода для очень больших диаметров трубопроводов и отсутствие при этом дополнительного динамического сопротивления;
• работоспособность при высоких давлениях среды – вплоть до 100 МПа.

К недостаткам следует отнести:

• невозможность использования расходомеров для непроводящих жидкостей (углеводороды, аммиак, кислоты и др.);
• наличие дополнительной погрешности от величины электропроводности жидкости, что вообще невозможно учесть в практике измерений, так как электропроводность среды (например, сетевой воды) может изменяться в течение года в десятки раз;
• возможность отложения магнетита на стенках измерительного трубопровода расходомера и значительное увеличение погрешности при наличии окислов железа в воде;
• необходимость разрезки трубопровода, приварки фланцев и установки измерительного трубопровода, что часто невыполнимо.

Обобщенные технические характеристики четырех электромагнитных расходомеров приведены в табл. 5.

Расходомеры FXР 4000 фирмы АВВ позволяют выполнять измерения в частично заполненных трубопроводах, что делает их незаменимыми при построении систем учета сточных вод.