Вихревые электромагнитные расходомеры
Принцип действия основан на возникновении вихрей за телом оптекания. Для измерения частоты этих вихрей используется частота изменения ЭДС, которая возникает в потоке электропроводящей жидкости при воздействии на неё электромагнитного поля (рис. 17).
Здесь в трубопроводе 1 располагается тело оптекания 2. Возникающие вихри подвергаются воздействию полю постоянного магнита 5. При этом в следствии движения вихрей в магнитном поле, возникает ЭДС между измерительным электродом 3 и стенкой трубопровода. Электрод устанавливается на изоляторе 4. Частота колебаний ЭДС пропорциональна расходу жидкой среды. Ограничения – область применения – она определяется электропроводностью жидкости. Диапазон диаметров 20-300мм. Класс точности 1,5.
Кориолисовые расходомеры
В основе работы лежит явление возникновения ускорения кориолиса, которое наблюдается в механических системах, если переносное движение является вращательным, а относительное поступательным. Явление открыто в начала 19 века французским физиком. Это вибрационные расходомеры по-другому. Сначала в их работе использовалось переносное вращательное движение, сейчас используется только его составляющая (рис. 18).
Модуль силы кориолиса равен удвоенному произведению модуля скорости вращательного движения на проекцию скорости поступательного движения точки А на плоскость, перпендикулярную оси вращения. Для определения направления силы кориолиса (ускорения) надо повернуть проекцию вектора линейной скорости в плоскости, перпендикулярной оси вращения, вокруг прямой, параллельной оси вращения и проходящей через точку А, на 90 градусов. Известны расходомеры кориолиса с изогнутыми и прямой трубками (рис. 19).
В данном случае можно прийти к выводу: так как для точки А линейная скорость располагается в плоскости. Перпендикулярной оси вращательного движения, ТОО проекция этой скорости равна самой скорости. Чтобы получить информацию о направлении силы кориолиса надо повернуть вектор линейной скорости в направлении вращения на 90 градусов. В точке В направление силы кориолиса противоположно. (рис. 20).
В таких расходомерах используются две изогнутые трубки 1 и 2 , которые консольно закреплены на трубопроводе Т, к верхней трубке приварен электро-магнитный стержень преобразователя, а на нижней трубке – катушка ЭМП. При подаче электрического переменного тока катушке, вокруг неё образуется переменное по направлению магнитное поле, поэтому стержень будет периодически втягиваться и выталкиваться. Это придает трубкам 1 и 2 вращательное движение вокруг точек закрепления. Если через трубки не протекает жидкость или газ, то при этих воздействиях силы на трубки они будут располагаться как на рисунке б) и в). Силы кориолиса не возникает (поступательное движение среды имеет нулевую скорость). Если же по трубкам протекает расход жидкости или газа, то под действием силы и под действием протекающего расхода, будет возникать сила кориолиса. Если сила приближает тубки друг к другу, направление силы кориолиса обратное (рис. Г)). Для измерения относительных перемещений трубок используются индукционные преобразователи П1 и П2 (рис. 21).
Преобразователи представляют собой – индукционные преобразователи перемещения, где к первой трубке (рис. А)) прикреплен постоянный магнит. А ко второй катушка индуктивности. Когда трубки смещаются относительно друг друга, в катушке наводится ЭДС переменного тока, причем (рис. Б)), когда поток отсутствует, сигналы, поступающие в П1 и П2 совпадают. Если же поток протекает, то ЭДС катушек П1 и П2 смещается друг относительно друга (рис. В)). Измерение интервала времени дельта t служит мерой массового расхода. Это является важным преимуществом кориолисовых расходомеров.