Sähkömagneettinen virtausmittari on teknologinen laite, jota käytetään laaj alti jäähdytysnesteen virtauksen mittaamiseen sekä nestemäisten ja kaasumaisten aineiden suorituskyvyn mittaamiseen. Tällaisten järjestelmien kiistattomat edut ovat: suunnittelun toteuttaminen käyttämällä vähimmäismäärää mekaanisia elementtejä, hydrodynaamisen vastuksen puuttuminen, tallennusindikaattoreiden korkein tarkkuus.
Sähkömagneettinen virtausmittari - toimintaperiaate
Tämän luokan laitteet on varustettu johtimilla, joissa magneettikentän ja voimalinjojen leikkauspisteessä syntyy sähkömotorinen voima. Johtimeen muodostuvan virran suunta on kohtisuorassa magneettikentän suuntaan nähden. Tämä malli on täysin esitetty niin kutsutussa Faradayn laissa, joka selittää sähkömagneettisen induktion periaatteen.
Kun johdin korvataan nestevirtauksella, joka johtaa sähköä, saadaan kytkentäkaavio, jonka mukaan se itse asiassa toimiisähkömagneettinen virtausmittari. Tällaiset laitteet voidaan varustaa kesto- tai sähkömagneeteilla, jotka saavat virran vaihtovirrasta.
Virtausmittarin mittausalueelle on sijoitettu putki, joka on valmistettu ei-magneettisesta johtamattomasta materiaalista. Usein tämä vyöhyke on varustettu inertistä muovista valmistetuilla eristysosilla. Tällaisten elementtien käyttö auttaa saamaan tarkimmat lukemat työympäristön ominaisuuksien mittausprosessissa.
Toimintaalueet
Millä alueilla sähkömagneettista virtausmittaria käytetään? Tällaisia laitteita käytetään laajimmin energia- ja vesivarojen laskennassa. Tällaisia laitteita käytetään erityisesti lämmitysjärjestelmien järjestelyssä.
Tällä hetkellä sähkömagneettista virtausmittaria käytetään laaj alti biokemiallisessa, metallurgisessa ja elintarviketeollisuudessa. Rakennusorganisaatiot, malminkäsittelyyritykset, lääketieteelliset laitokset turvautuvat tämän luokan laitteiden käyttöön.
Sähkömagneettinen virtausmittari on välttämätön työväliaineen virtauksen automaattisten ohjausjärjestelmien organisoinnissa, jossa päärooli on indikaattorien mittauksen viiveaste. Laitetta käytetään nestemäisten ja kaasumaisten aineiden nopeasti muuttuvien virtausnopeuksien seuraamiseen.
Metrologiset virheet
Kuten useiden vuosien käytäntö jatkuvalla magneettikentällä olevien mittauslaitteiden käytössä osoittaa, niiden keskimääräinen virheon noin 1-2,5 %. Ilmoitettu miinus tulee havaittavaksi, kun mitataan vähän sykkivän väliaineen indikaattoreita. Tällöin esiintyy usein lisävirheitä, joiden syynä on elektrodien polarisaatio, joka heijastuu laitemuuntimen resistanssin muutokseen.
Metrologisten virheiden prosenttiosuuden vähentämistä jatkuvalla magneettikentällä varustetuissa virtausmittareissa helpottaa kalomeli- ja hiilielektrodien tai johtimien, joissa on platina- ja tantaalipinnoite, toteutus suunnittelussa.
Mitä tulee laitteisiin, joissa on vaihtuva magneettikenttä, elektrodeissa ei ole polarisaatiota, mikä voi johtaa virheisiin lukemissa. Tällaisilla laitteilla on kuitenkin muita signaalia vääristäviä vaikutuksia:
- Muuntajailmiö - kun neste kulkee johtimien läpi, jotka muodostavat kierroksia, liitäntäjohdot ja elektrodit muodostavat muuntajan sähkömotorisen voiman. Tämän toimenpiteen kompensoimiseksi vaihtomagneettikentällä varustettujen virtausmittareiden mittauspiiriin viedään magneetteja, joissa on jatkuva kytkentävirta, tai kompensointipiirejä.
- Kapasitiivinen vaikutus - johtuu merkittävästä potentiaalierosta liitäntäjohdon ja magneettikentän muodostamisesta vastaavan järjestelmän välillä. Tässä tapauksessa virheet kompensoidaan järjestelmäelementtien huolellisella suojauksella.
Sähkömagneettisten virtausmittarien tarkastus
Miten sähkömagneettisten virtausmittareiden varmennus suoritetaan?Tarkin menetelmä tässä on staattinen punnitus (massamenetelmä). Sen toteuttamiseen käytetään esimerkillisiä vaakoja ja sulkuventtiiliä, joka toimii start-stop-tilassa.
Työssä käyttönesteen nettomassa määritetään säiliön painon mittauksen mukaan ennen ja jälkeen täyttöä, kun väliaine kulkee virtausmittarin läpi tietyn ajan.
Varmennusmenetelmän edut ovat:
- normalisoitujen virtausosoittimien mittaustarkkuus;
- tulosten korrelaatiomahdollisuus v altion standardeja vastaavien arvojen kanssa;
- kuumien nesteiden kanssa toimivan virtausmittarin varmennusmahdollisuus;
- prosessiautomaatio.
Virtausmittarityypit
Sähkömagneettisten virtausmittareiden lisäksi on olemassa laaja valikoima muita laitteita putkistojen läpi kulkevien työväliaineiden ominaisuuksien mittaamiseen. Tällä hetkellä toimintaperiaatteen perusteella erotetaan seuraavat laiteryhmät:
- lämpö;
- ultraääni;
- pyörre;
- Coriolis;
- mekaaninen;
- mikrovirtausmittarit.
Seuraavaksi tarkastelemme lyhyesti kunkin sähkömagneettisen virtausmittarityypin ominaisuuksia.
Lämpömittarit
Toimintaperiaate perustuu paikalliseen muutokseen käyttönesteen ominaisuuksissa, esimerkiksi virtauksen lämpötilassa, jota seuraa indikaattoreiden mittaus etäisellä paikalla törmäyspaikasta. Määritettymenetelmä auttaa laskemaan aineen keskimääräisen liikkeen johtavia polkuja pitkin.
Samaan tapaan aineen muita ominaisuuksia, esimerkiksi kemiallista koostumusta, voidaan muuttaa. Useimmissa tapauksissa tätä lähestymistapaa ei kuitenkaan voida hyväksyä, useimmiten silloin, kun virtausmittareita on käytettävä lääketieteellisissä laitoksissa.
Ultraäänivirtausmittarit
Tällaisten laitteiden toiminta perustuu äänia altojen kykyyn levitä liikkuvassa väliaineessa. Määrittämällä ultraäänen esiintymisen lähde ja sen vastaanotin, voidaan arvioida työväliaineen virtausnopeutta aallon liikkeen indikaattoreiden perusteella tietyssä segmentissä.
Vortex-mittarit
Tämän suunnitelman laitteissa pääasiallinen toiminnallinen elementti on pallomainen tai kiekon muotoinen kohde. Osa on kiinnitetty kiinteään joustavaan kaapeliin. Kun työväliaineen virtaus kulkee järjestelmän läpi, se vaikuttaa kohteeseen, mikä johtaa sen siirtymiseen. Tämä puolestaan aiheuttaa kaapelin muodonmuutoksia, joiden muutokset tallennetaan erityisillä venymämittareilla. Saatu tieto myötävaikuttaa aineen virran suuntaa ja nopeutta koskevien arvioiden muodostumiseen.
Coriolis-mittarit
Rakenteellisesti tällaiset laitteet koostuvat putkesta, joka on alttiina ulkoisen generaattorin aiheuttamille tärinälle. Jos järjestelmässä ei ole nestettä, tärinä kiihdyttää samanaikaisesti putken kaikkia osia. Kun neste kulkee sen läpi, niin kutsuttu Coriolis-voima alkaa toimia, mikäsuunnattu vastakkaisiin suuntiin aineen tulo- ja poistovirtauksille. Tämä johtaa siirtymiseen johtavan putken värähtelyvaiheessa ja mahdollistaa tarvittavien indikaattorien kiinnittämisen.
Mikrovirtausmittarit
Tähän mittauslaitteiden luokkaan kuuluvat virtausmittarit, jotka erottuvat pienoismalliltaan. Tietyn laitteen mitat määräytyvät sen käyttöalueen mukaan. Tällaiset laitteet vastaavat lääketieteellisten laitosten ja kemianteollisuuden yritysten tarpeita.
Toimintaperiaatteen mukaan jokainen pienoislaite on tavanomainen virtausmittari - sähkömagneettinen mittari. Tällaisten laitteiden kustannukset ovat kuitenkin suuruusluokkaa korkeammat, koska niitä voidaan käyttää ahtaissa olosuhteissa.
Mekaaniset virtausmittarit
Tähän ryhmään kuuluvat laitteet, jotka ovat rakenteellisesti vailla elektronisia elementtejä. Virtausnopeus mitataan tässä väliaineen vaikutuksella mekaanisiin turbiineihin.
Tällaisten virtausmittarien edullisista kustannuksista huolimatta niiden tarkkuus jättää paljon toivomisen varaa. Toinen haittapuoli on liikkuvien osien käyttö, jotka voivat muodostaa esteen kaasumaisten tai nestemäisten aineiden liikkumiselle. Ilmotetusta miinuksesta huolimatta mekaanisia virtausmittareita käytetään kuitenkin laaj alti kotitalouksissa, kun on tarpeen ottaa huomioon vedenkulutus.
Sähkömagneettiset virtausmittarit – yleiset mallit
Katsotaanpavaativat sähkömagneettiset virtausmittarit, joilla on eniten kysyntää kotimarkkinoilla.
Sähkömagneettinen virtausmittari "PREM" on suunniteltu mittaamaan sähköä johtavien nestemäisten aineiden tilavuutta ja virtausnopeutta. Lukemat näytetään ulkoisilla laitteilla, jotka käyttäjä voi rekisteröidä kätevästi. Tällaiset laitteet soveltuvat käytettäväksi suurissa teollisuuskomplekseissa, niitä käytetään asuntojen ja kunnallisten palvelujen huoltoon (osana vesi- ja lämpöenergian mittausjärjestelmiä).
Sähkömagneettinen virtausmittari Promag soveltuu korkeiden lämpötilojen työympäristöjen tallentamiseen. Se on monimutkainen toimiva elektroninen laite. Käytetään pääasiassa osana modulaarisia rakenteita korkean teknologian prosessien toteutuksessa teollisuusalueilla.
"Peterflow" on sähkömagneettinen virtausmittari, joka on suunniteltu mittaamaan putkilinjan läpi liikkuvien nesteiden tilavuutta ja tilavuusvirtaa. Tämän tuotemerkin laitteilla on kysyntää lämpövoimatekniikan, asunto- ja kunnallispalvelujen alalla sekä teollisuudessa. Tällaisten mittauslaitteiden erityispiirteitä ovat: elektronisten laitteiden sijoittaminen erilliseen, hyvin suojattuun koteloon, suojaus luvattom alta käytöltä, kätevä taustavalaistu graafinen näyttö.
Sähkömagneettinen virtausmittari "ERSV VZLET" on tällä hetkellä yleisin mittauslaite asunto- ja kunnallispalveluissa. Soveltuu sekä kylmän että kuuman veden tilavuusvirtauksen rekisteröintiin.
Sähkömagneettiselle virtausmittarille "RISE" on ominaista painehäviöiden puuttuminen putkilinjan mitatuissa osissa, eikä siihen tarvitse asentaa lisäsuodattimia. Tietoja indikaattoreista voidaan näyttää taajuudella, pulssilla tai logiikkalähdöllä käyttäjän tarpeiden mukaan. Sähkömagneettisen virtausmittarin "RISE ER" tehtävänä on ohjata putkilinjan tyhjennystä. Ainoa tällaisten järjestelmien suhteellinen haittapuoli on tarve asentaa suorille osille.
Lopuksi
Kuten näet, sähkömagneettinen virtausmittari on erittäin tarkka ja toimiva mittauslaite. Tällaisten laitteiden päämuuntimet eivät sisällä putkilinjaan ulkonevia elementtejä, teksturoituja osia ja profiilin kavennuksia. Nämä ominaisuudet tarjoavat minimaaliset virheet lukemissa. Sähkömagneettiset laitteet mahdollistavat muun muassa putkistojen puhdistamisen ja huollon ilman järjestelmän elementtien purkamista.
