Elektromagnetický průtokoměr je technologické zařízení, které se široce používá k měření průtoku chladiva, k měření výkonu kapalných a plynných látek. Nepochybnými výhodami takových systémů jsou: realizace konstrukce s použitím minimálního počtu mechanických prvků, absence hydrodynamického odporu, nejvyšší přesnost záznamových indikátorů.
Elektromagnetický průtokoměr - princip činnosti
Přístroje této kategorie jsou vybaveny vodiči, ve kterých v důsledku průniku magnetického pole se siločárami vzniká elektromotorická síla. Směr proudu vytvořeného ve vodiči je kolmý ke směru magnetického pole. Tento vzorec je plně popsán v takzvaném Faradayově zákoně, který vysvětluje princip elektromagnetické indukce.
Při nahrazení vodiče proudem kapaliny, která vede elektřinu, se získá schéma zapojení, podle kterého ve skutečnosti fungujeelektromagnetický průtokoměr. Taková zařízení mohou být vybavena permanentními nebo elektrickými magnety, které jsou napájeny střídavým proudem.
V měřicí oblasti průtokoměru je umístěna trubka z nemagnetického nevodivého materiálu. Často je tato zóna vybavena izolačními vložkami z inertního plastu. Použití takových prvků pomáhá získat co nejpřesnější údaje v procesu měření charakteristik pracovního prostředí.
Provozní oblasti
V jakých oblastech se používá elektromagnetický průtokoměr? Taková zařízení jsou nejrozšířenější v oblasti účtování energetických a vodních zdrojů. Taková zařízení se používají zejména při uspořádání topných systémů.
V současné době je elektromagnetický průtokoměr široce používán v biochemickém, metalurgickém a potravinářském průmyslu. Stavební organizace, úpravny rud, lékařské instituce se uchylují k používání zařízení této kategorie.
Elektromagnetický průtokoměr je nepostradatelný v organizaci systémů automatického řízení toku pracovních médií, kde hlavní roli hraje míra zpoždění při měření ukazatelů. Zařízení se používá při sledování rychle se měnících průtoků kapalných a plynných látek.
Metrologické chyby
Jak ukazuje mnohaletá praxe v provozu měřicích přístrojů s konstantním magnetickým polem, jejich průměrná chybaje asi 1–2,5 %. Uvedené mínus je patrné při měření indikátorů nízko pulsujících médií. V tomto případě často dochází k dalším chybám, jejichž příčinou je polarizace elektrod, která se projevuje změnou odporu převodníku zařízení.
Snížení procenta metrologických chyb u průtokoměrů s konstantním magnetickým polem je usnadněno implementací kalomeliových a uhlíkových elektrod nebo vodičů s platinovým a tantalovým povlakem do konstrukce.
U zařízení se střídavým magnetickým polem nedochází k polarizaci elektrod, což může vést k chybám v odečtech. Taková zařízení však mají další efekty, které zkreslují signál:
- Transformátorový efekt - když kapalina prochází vodiči, které tvoří závity, spojovací vedení a elektrody tvoří elektromotorickou sílu transformátoru. Pro kompenzaci tohoto působení se do měřicího obvodu průtokoměrů se střídavým magnetickým polem zavádějí magnety s konstantním spínaným proudem nebo kompenzační obvody.
- Kapacitní efekt – dochází k významnému rozdílu potenciálu mezi připojovacím vedením a systémem odpovědným za tvorbu magnetického pole. Chyby jsou v tomto případě kompenzovány pečlivým stíněním prvků systému.
Kontrola elektromagnetických průtokoměrů
Jak se provádí ověřování elektromagnetických průtokoměrů?Nejpřesnější metodou je zde statické vážení (hmotnostní metoda). K jeho realizaci jsou použity vzorové váhy a uzavírací ventil, který pracuje v režimu start-stop.
V průběhu práce se čistá hmotnost pracovní kapaliny určuje podle měření hmotnosti nádoby před a po naplnění, když médium po určitou dobu prochází průtokoměrem.
Výhody metody ověření jsou:
- přesnost měření normalizovaných indikátorů průtoku;
- možnost korelace výsledků s hodnotami odpovídajícími státním normám;
- možnost ověření průtokoměru, který pracuje s horkými kapalinami;
- automatizace procesů.
Typy průtokoměrů
Kromě elektromagnetických průtokoměrů existuje celá řada dalších zařízení pro měření charakteristik pracovních médií procházejících potrubím. V současné době se na základě principu činnosti rozlišují tyto skupiny zařízení:
- termální;
- ultrazvuk;
- vortex;
- Coriolis;
- mechanické;
- mikroprůtokoměry.
Dále krátce zvážíme vlastnosti každého typu elektromagnetických průtokoměrů.
Měřiče tepla
Princip činnosti je založen na lokální změně vlastností pracovní tekutiny, např. teploty v proudu, s následným měřením indikátorů na vzdáleném místě od místa dopadu. Upřesněnometoda přispívá k výpočtu průměrné rychlosti pohybu hmoty po vodivých drahách.
Podobně lze změnit další vlastnosti látky, například chemické složení. Ve většině případů je však tento přístup nepřijatelný, nejčastěji tehdy, když je nutné provozovat průtokoměry ve zdravotnických zařízeních.
Ultrazvukové průtokoměry
Provoz zařízení tohoto typu je založen na schopnosti zvukových vln šířit se v pohybujícím se médiu. Určením zdroje výskytu ultrazvuku a jeho přijímače lze usuzovat na průtok pracovního média podle ukazatelů pohybu vlny v určitém segmentu.
Vortexmetry
V zařízeních tohoto plánu je hlavním funkčním prvkem kulový nebo diskovitý terč. Díl je upevněn na pevném elastickém lanku. Při průchodu systémem proudění pracovního média ovlivňuje cíl, což vede k jeho posunutí. To následně způsobuje deformaci kabelu, jejíž změny zaznamenávají speciální tenzometry. Získané informace přispívají k vytváření úsudků ohledně směru a rychlosti toku hmoty.
Coriolisovy metry
Konstrukčně se taková zařízení skládají z trubice, která je vystavena vibracím pocházejícím z externího generátoru. Při nepřítomnosti kapaliny v systému způsobují vibrace současné zrychlení všech částí trubky. Při průchodu kapaliny přes něj vstupuje do činnosti tzv. Coriolisova síla, kterásměrované v opačných směrech pro vstupní a výstupní toky látky. To vede k posunu vibrační fáze vodivé trubice a umožňuje opravit potřebné indikátory.
Mikroprůtokoměry
Do této kategorie měřicích přístrojů patří průtokoměry, které se vyznačují svým miniaturním designem. Rozměry konkrétního zařízení jsou určeny rozsahem jeho použití. Taková zařízení splňují potřeby lékařských institucí a chemických výrobních podniků.
Podle principu činnosti je každé miniaturní zařízení konvenčním průtokoměrem - elektromagnetickým měřičem. Vzhledem k možnosti provozu ve stísněných podmínkách jsou však náklady na taková zařízení řádově vyšší.
Mechanické průtokoměry
Tato skupina zahrnuje zařízení, která konstrukčně neobsahují elektronické prvky. Průtok se zde měří účinkem média na mechanické turbíny.
Navzdory dostupným nákladům na takové průtokoměry je jejich přesnost příliš vysoká. Další nevýhodou je použití pohyblivých částí, které se mohou stát překážkou pro pohyb plynných nebo kapalných látek. Navzdory uvedenému mínus jsou však mechanické průtokoměry široce používány v domácích podmínkách, kdy je nutné počítat se spotřebou vody.
Elektromagnetické průtokoměry – běžné modely
Pojďme se na to podívatpoptávané elektromagnetické průtokoměry, po kterých je na domácím trhu největší poptávka.
Elektromagnetický průtokoměr "PREM" je určen k měření objemu a průtoku elektricky vodivých kapalných látek. Naměřené hodnoty se zobrazují na externích zařízeních, která jsou vhodná pro registraci uživatelem. Taková zařízení jsou vhodná pro provoz ve velkých průmyslových komplexech, používají se k obsluze bytových a komunálních služeb (jako součást systémů měření vodní a tepelné energie).
Elektromagnetický průtokoměr Promag je vhodný pro záznam pracovního prostředí s vysokou teplotou. Jedná se o komplexní funkční elektronické zařízení. Používá se především jako součást modulárních struktur při implementaci high-tech procesů v průmyslových oblastech.
„Peterflow“je elektromagnetický průtokoměr určený k zaznamenávání objemu a objemového průtoku kapalin procházejících potrubím. Přístroje této značky jsou žádané v oblasti tepelné energetiky, bytových a komunálních služeb a v průmyslu. Charakteristickými rysy těchto měřicích zařízení jsou: umístění elektronického zařízení v samostatném, dobře chráněném pouzdře, přítomnost ochrany proti neoprávněnému přístupu, implementace pohodlných podsvícených grafických displejů.
Elektromagnetický průtokoměr "ERSV VZLET" je v současnosti nejrozšířenějším měřícím zařízením v bytových a komunálních službách. Použitelné pro registraci objemového průtoku studené i horké vody.
Elektromagnetický průtokoměr "RISE" se vyznačuje absencí tlakových ztrát v měřených úsecích potrubí, není třeba instalovat další filtry. Informace o indikátorech mohou být zobrazovány na frekvenčním, pulzním nebo logickém výstupu v závislosti na potřebách uživatele. Průtokoměr "RISE ER" elektromagnetický má funkci kontroly vyprazdňování potrubí. Jedinou komparativní nevýhodou těchto systémů je nutnost instalace na rovných úsecích.
Zavíráme
Jak můžete vidět, elektromagnetický průtokoměr je extrémně přesné a funkční měřicí zařízení. Primární měniče takových zařízení neobsahují prvky vyčnívající do potrubí, texturované části a zúžení profilu. Tyto funkce poskytují minimální chyby v odečtech. Elektromagnetická zařízení mimo jiné umožňují čištění a údržbu potrubí bez demontáže prvků systému.
