Тахометрические расходомеры и счётчики
Тахометрические приборы используются для измерения расхода и количества жидких и газообразных сред. Их принцип действия основан на зависимости скорости движения преобразовательного элемента, установленного в трубопроводе или в специальной камере, от расхода жидкости (газа). Существуют тахометрические турбинные и шариковые приборы [1].
Турбинный счётчик-расходомер использует многолопаточный ротор, который поддерживается при помощи подшипников внутри секции трубы перпендикулярно потоку (рис.7) [3]. Жидкость вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости жидкости и, следовательно, общему объёмному расходу [3]. Магнитная катушка, расположенная снаружи прибора, производит переменное напряжение каждый раз, когда лопатка пересекает линии магнитного поля катушки. Частота, возникающих при этом электрических импульсов пропорциональна измеряемому расходу, а число импульсов за определённый промежуток времени соответствует количеству, прошедшего вещества. Так как ротор обычно изготавливается из нержавеющей стали, он совместим со многими средами [3]. Однако подшипники, которые необходимы для поддержки ротора и должны позволять ему вращаться свободно с высокой скоростью требуют тщательного процесса очистки.
Рис.7. Тахометрический турбинный расходомер
Поэтому эти приборы в основном используются в однородных средах, например для воды и некоторых нефтепродуктов [3]. Тахометрические приборы обладают высокой точностью, но они требуют частой поверки установками повышенной точности.
Электромагнитные расходомеры
Принцип измерения электромагнитными расходомерами основан на законе Фарадея. В проводнике, который при движении пересекает силовые линии магнитного поля, индуктируется электродвижущая сила, величина которой определяется по формуле: E=BlV,
где Е-индуктируемая в проводнике ЭДС;
В - магнитная индукция;
l - длина проводника;
V - скорость движения проводника.
В приборах такого типа в качестве проводника используют электропроводную жидкость (электролит) расход которой необходимо определить. Эта жидкость, протекая между полюсами магнита (рис.8), создаёт ЭДС, измерив которую можно определить скорость потока и искомый расход.
B
Q
Рис.8. Электромагнитный расходомер
В случае измерения расхода жидкости можно записать:
E=BdVср,
где d-внутренний диаметр трубопровода;
Vср-средняя скорость протекания жидкости через поперечное сечение трубы в зоне индуктируемой ЭДС.
Проводимость жидкости должна быть не ниже от 10-5 до 10-6ом-1см-1, что соответствует проводимости водопроводной воды. Трубопровод с перемещающейся в нём жидкостью помещён в магнитное поле. Трубопровод изготавливается из изоляционного материала, чтобы предохранить индуктирующуюся в жидкости ЭДС от закорачивания через стенки трубы [4]. Для этой цели используется фторопласт, эбонит, резина и другие материалы в зависимости от свойств измеряемой жидкости.
В стенке трубопровода диаметрально противоположно в одном поперечном сечении вводятся электроды. К электродам подключается какой-либо высокочувствительный измерительный прибор, шкала которого градуируется в единицах скорости или в единицах расхода. Измерительный прибор выбирается с большим входным сопротивлением [4].