Аннотация: Изучение электромагнетизма позволило человеку обнаружить взаимосвязи и установить законы для этой области физики. Благодаря блестящему уму такие законы не отнесены к книгам и теории, они развиваются и выходят за рамки практических приложений, одно из которых – электромагнитный расходомер. Сначала мы определим эту технологию, затем исследуем ее теоретические основы и просмотрим наиболее распространенные области применения по сравнению с технологиями других расходомеров..
Ключевые слова: электромагнитные расходомеры, закон Фарадея, электромагнитная индукция.
Введение
Ежедневно мы открываем краны, чтобы получить воду, или купаем бутилированные продукты, например, соду, мыло и так далее. Но как компания, которая поставляет нам воду, для измерение нашего потребления в равной степени измеряют содержимое, которое они должны налить в бутылку, быстро и с наименьшей ошибкой? Ответ – расходомер, который определяется как: Оборудование, с помощью которого производятся измерения для определения расхода вод.
Электромагнитный датчик расхода классифицируется в рамках счетчиков новой технологии, которая началась после 1950 года, и отличается от традиционной техники, которая имела несколько движущихся частей и была по существу механической. Эти счетчики разработаны для обработки большинства химических веществ и смесей на водной основе, оснащая их коррозионностойкими покрытиями; некоторые конструкции включают метод CIP (clean-in-place), который позволяет очищать их без необходимости разбирать.
Работа электромагнитного расходомера
Принцип действия расходомера – это закон Фарадея, изложенный в 1832 году Майклом Фарадеем. Он устанавливает, что напряжение, индуцированное через любой проводник, который движется под прямым углом через магнитное поле, пропорционален скорости этого проводника, то есть E пропорционально VxBxL, напряжение зависит от средней скорости жидкости V, интенсивности магнитного поля B и длины проводника L, которая в расходомере равна расстоянию между электродами. Чтобы получить величину напряжения E, эти три значения умножаются на константу. Чтобы применить этот закон к измерению расхода, необходимо убедиться, что жидкость является проводником электричества; Катушки расположены параллельно потоку жидкости под прямым углом (как указывает закон) к электродам по бокам трубки, таким образом создавая магнитное поле по всему поперечному сечению трубки. Трубка и вкладыш должны быть изготовлены из пластика, резины, тили другого немагнитного материала, чтобы избежать возмущений создаваемые магнитным полем. Когда жидкость (без пустот) проходит через катушки, на электродах возникает небольшое напряжение, которое пропорционально изменению магнитного поля, расходомер использует это значение для расчета расхода жидкости.
Рис1 – Схема работы расходомера
Современные магнитные расходомеры имеют систему отключения магнитного поля, измеряя напряжение, которое продолжает индуцироваться на электродах, затем снова включают поле, измеряют напряжение и вычитают его из напряжения, измеренного, когда оно было выключено. Делая это несколько раз в секунду, шум электромагнитных помех снижается почти до нуля.
Эти магнитные расходомеры используются во многих отраслях промышленности: горнодобывающей, пищевой, фармацевтической, в основном, водной. Но этот расходомер не используется в других секторах, которые работают с газом, углеводородными непроводящими материалами. Например, у газа поток изменяется беспорядочно, закон Фарадея не выполняется. Следует отметить, что они не работают с дистиллированной водой. В этих случаях расходомеры используются на основе других принципов, таких как прямое вытеснение, перепад давления или механический. Однако электромагнитные счетчики являются одними из наиболее часто используемых с тех пор, как компания Tobinmeter представила их для коммерческого использования в Голландия в 1952 г. [1], и, по оценкам, около 40% текущего производства этих счетчиков направляется в водное хозяйство и химическую промышленность. [2] Они также имеют то преимущество, что не требуют дальнейшего обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, что также увеличивает срок их службы по сравнению с другими счетчиками
Выводы
• Магнитные расходомеры имеют самый широкий диапазон размеров среди всех технологий, так как их можно масштабировать практически бесконечно благодаря принципу работы.
• Индуцированное напряжение на электродах прямо пропорционально средней скорости жидкости в трубке, это означает большой точность по сравнению с другими технологиями
• Индуцированное напряжение на электродах прямо пропорционально средней скорости жидкости в трубке, это означает большой точность по сравнению с другими технологиями
• Магнитные расходомеры – это наиболее широко используемые расходомеры с высочайшей точностью
Список использованной литературы
[1]KATAYAMA MICHIYUKI. The history of flowmeter's development.,Nitto Tech Rep.VOL.;NO.66;page.6-11(2006).
[2]The World Market for Magnetic Flowmeters,4th Edition, Overview