Индукционные (электромагнитные) расходомеры .

1 – Постоянный магнит, 2 – труба, 3 – электроды.

Е=dVср.В, Q=Vср.S, Е=(4Q/Пd)*B, В=const., ЕºQ, Uвых.=Е/(1+Z/Zн), Zн=(100-150)Z.

Исполь-ся для жидкостей выше g=10^-3-10^-5

U_ВЫХ=Е/(1+Z/Z_H) Z_H=(100--150) Z;

Принцип дей-я ЭМР основан на измерении ЭДС, индуктируемой в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля.

Е=dVср.В- величина ЭДС в случае постоянного магнитного поля опр-ся основным ур-ем электромагнитной индукции.

Выразив скорость через объемный расход Q, получим для труб-да круглого сечения,         Е=(4Q/Пd)*B, В=const. Из этой фор-лы следует, что при однородном магнитном поле ЭДС прямо пропорцион-на объемному расходу.

 

 

 

Недост-ки:

Расходров с пост магн-м полем:

1 возникновение на эл-дах гальванич=ой ЭДС и ЭДС поляризации затрудняют или делают не возможным правильное измерение ЭДС, индуктируемой магнитным полем в движущейся жид=ти

2. трудность усиления напряж. пост. тока. В связи с этим расходомеры с постоянным магнитным полем применяют лишь при измерении расхода жидких металлов, и при кратковремменых измерениях когда поляризация не успевает оказать заметного влияния.

В настоящее время в подавляющем большинстве электромаг-х расх-ров применяют перем-ое магн-ое поле. Если магнитное поле изменяется во времени t с частотой f, то для трубопроводов круглого сечения ЭДС E=B_MAXdV_СР sin wt, где B_MAX = В/ sin wt – амплитудное значение магнитной индукции;

w= 2pf – круговая частота. При переменном магнитном поле электрохимические процессы оказывают меньшее влияние, чем при постоянном. Электромагнитные рас-ры позволяют измерять расход в диапазоне от 1- 2500 м3/ч при трубопроводах с внутренним диаметром от 3мм до 1м и Более, линейной скоролсти движения 0.6-10 м/с. Погрешность ЭМР -+1-1.5%.

Ультразвуковые расходомеры.

Ультрозвуковой метод измерения основан на явлении смещения звукового колебания движущейся жидкой средой.

Для измерения расхода в основном исп-ют 2-а метода. Один метод основан ра измерении разности фазовых сдвигов двух ультрозвуковых колебаний, направленных по потоку и пртив него. Приборы измерения этим методом наз-ся фазовыми расходомерами.

Другой метод основан на измерении разности частот повторения коротких импульсов или пакетов ультрозвуковых колебаний, направленных одговременно по потоку и против него. Эти приборы наз-ся частотными расх-ми.

Фазовые расх-ры: Если колебания распр-ся в направлении скор-ти потока, то они проходят расстояние L за время t₁ = L/(а+v)=(L/а)(1/(1+v/a)), где а- скорость звука в данной среде; v- скорость потока. При распространении колебаний против скорости потока время t₂ = L/(а-v)=(L/а)(1/(1-v/a)). Отношение v/а<<1. Поэтому с большой степенью точности можно принять t₁ = L/а(1-v/а)=L/a-Lv/a²; t₂= L/а(1+v/а)=L/a+Lv/a².

В фазовых расх-рах фикс-ся разность времени Dt= t₂-t₁= 2, Lv/a².

На поверхности трубопровода расположены 2-а пьезоэл-ких элемента 1 и 2. В качестве пьезоэлектрических эл-тов исп-ют пластины титаната бария, обладающие наиболее высоким пьезомодулем по сравнению с другими пьезоэлектриками. Пьезоэлемент 1 механическим переключателем 3 подключен к генератору высокочастотных синусоид-х эл-ких колебаний.  Пьезоэлемент преобразует электрические колебания в ультрозвуковые, которые направляются в контролируемую среду через стенки трубопровода. Пьезоэлемент 2 воспринимает ультразвуковые колебания, прошедшие в жидкости расстояние L, и преобразует их в выходные электрические колебания.

Наличие в схеме механического переключателя огр-ет возм-ть измерения быстро меняющихся расходов в следствии не большой частоты переключения (порядка 10 Гц). Это можно исключить, если в трубопроводе установить две пары пьезоэлементов так, чтобы в одной паре излучатель непрерывно создавал колебания, направленные по потоку, а в другой - против потока. В таком расходомере на фазометр будут непрерывно поступать два синусоидальных колебания,

фазовый сдвиг между

которыми пропорционален

скорости потока.