48. Электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем. Принцип действия, достоинства и недостатки приборов.

Д ля измерения расхода сред с ион­ной проводимостью применяются рас­ходомеры с переменным магнитным полем, создаваемым электромагнитом (рис. 13.6). При синусоидально изме­няющейся магнитной индукции, имею­щей амплитудное значение В_м и час­тоту f, выражение для ЭДС имеет вид

Е = 4В_м Q₀ (sin (2πft)V(πD). (13.6)

При достаточно высокой частоте f поляризация электродов практически отсутствует, однако использование пе­ременного магнитного поля имеет свои недостатки. Наиболее серьезным из них является появление паразитной трансформаторной ЭДС £_т. Эта ЭДС наводится рабочим магнитным полем B = B_Msin(2πft) в контуре (рис. 13.5, а) провод А — электрод — жидкость — электрод — провод Б — вход измери­тельного прибора

В этой схеме от одного из элек­тродов отходят два провода, симмет­рично охватывающих трубопровод с обеих Сторон и замыкающихся на ре­зистор R. Измерительный прибор под­ключается к движку этого резистора и по второму электроду. При нулевом расходе перемещением движка необхо­димо добиться минимального сигна­ла на входе измерительного прибора. Оба описанных приема не устраня­ют трансформаторную ЭДС полно­стью. В современных расходомерах для полного устранения ее использует­ся сдвиг по фазе на 90° между Е и Е?. В этом случае измерительная схема содержит два канала, один из которых предназначен для измерения полезно­го сигнала, второй — для компенсаций трансформаторной ЭДС. С помощью фазочувствительных детекторов по первому каналу пропускается только полезный сигнал, который затем изме­ряется показывающим или регистри­рующим прибором. По второму кана­лу проходит только сигнал, пропорци­ональный £_т, который затем по цепи отрицательной обратной связи посту­пает на вход схемы и компенсирует трансформаторную ЭДС. Электромаг­нитные расходомеры имеют много до­стоинств. Они могут применяться на трубопроводах практически любых диаметров без ограничения верхнего предела по расходу. Их показания не зависят от вязкости и плотности сре­ды. Шкала прибора линейная, диапа­зон измерения обычно равен (0,1 ÷1)Qb.n. Преобразователь расхода практически безынерционный, не име­ет частей, выступающих внутрь трубы, и, таким образом, практически не со­здает потери давления. Влияние мест­ных сопротивлений значительно мень­ше, чем у расходомеров с сужающими устройствами, поэтому требуемая дли­на прямых участков для них меньше (обычно считается достаточной длина прямых участков до преобразователя, равная 10 D). В принципе возмож­но создание расходомера с таким про­филем магнитного поля, при котором необходимость в прямых участках до и после преобразователя отпадает во­обще.

Электромагнитные расходомеры могут быть использованы в ряде слу­чаев, когда применение расходомеров других типов затруднено или невоз­можно вовсе: при измерении расхода агрессивных, абразивных и вязких жидкостей и пульп, измерении расхода жидких металлов.

К числу недостатков электромагнит­ных расходомеров следует отнести требования к минимальному значению электропроводности измеряемой сре­ды, что сужает круг использования таких расходомеров. Другим недостат­ком расходомеров является сложность измерительной схемы, подверженность ее влиянию многих помех, что затруд­няет изготовление расходомеров клас­са более 1 и усложняет эксплуатацию. Промышленностью выпускаются не­сколько типов индукционных расходо­меров классов 1 и 1,5. Наиболее точ­ным являются расходомеры типа ИР-51 класса 1, имеющие диаметры условного прохода 10—300 мм и верх­ние пределы измерения 0,32— 2500 м³/ч.