Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Физико-технический институт
Кафедра Механики многофазных систем
Домашнее задание №1 по дисциплине «Экспериментальные методы исследований»
Тема: «Электромагнитные расходомеры»
Тюмень
2019
Выполнила:
студентка 2 курса Айткужинова З.Ф.
Электромагнитные расходомеры Физические основы метода измерения
Электромагнитный
расходомер – это прибор для измерения
расхода различных жидкостей. Он способен
работать с агрессивными и неоднородными
средами. Главное, чтобы измеряемая
жидкость проводила ток, поэтому такого
типа датчики не могут вести учет
углеводородов, дистиллированной воды
и многих неводных растворов.
Рисунок 1. Принципиальная схема электромагнитного расходомера:
1 - трубопровод; 2 - полюса магнита; 3 - электроды для съема ЭДС;
Наиболее часто применяют такие электромагнитные расходомеры, у которых измеряется электродвижущая сила (ЭДС), индуктируемая в жидкости, при пересечении ею магнитного поля. Для этого между полюсами магнита или электромагнита устанавливают участок трубопровода, который изготовлен из немагнитного материала и внутри покрыт неэлектропроводной изоляцией, вводятся два электрода в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и к направлению силовых линий магнитного поля. Это известный закон электромагнитной индукции — закон Фарадея. Разность потенциалов на электродах определяется следующим образом:
где В – магнитная индукция; l – расстояние между концами электродов, равное внутреннему диаметру трубопровода; v – средняя скорость; Q0 – объёмный расход жидкости.
Из формулы видно, что измеряемая разность потенциалов Е прямо пропорциональна объёмному расходу жидкости Q0.
Принцип работы электромагнитного расходомера
Электромагнитный расходомер состоит из трубы с комплектом соленоидов, закрепленных на внешней поверхности трубы. Соленоиды используются для создания магнитного поля, необходимого для получения напряжения. В трубе также находятся два металлических столбика или электрода. Электродами заканчивается электрическая цепь между проводящей электрический ток средой и устройством, с помощью которого снимаются показания интенсивности возбужденного напряжения. Во избежание потери напряжения, труба электромагнитного расходомера покрыта диэлектрическим (непроводящим электрический ток) материалом.
По мере того, как среда, способная проводить электрический ток, движется через электромагнитный расходомер, она проходит сквозь магнитное поле, и в среде возбуждается напряжение. Проводящая электрический ток среда является тем проводником, который необходим для получения напряжения.
Движение среды-проводника через магнитное поле является тем относительным движением, которое необходимо для возбуждения напряжения. Это напряжение индуцируется в среде-проводнике и подается на электроды. По проводам, подсоединенным к электродам напряжение подается на устройство, которое измеряет интенсивность напряжения. Чем больше скорость или относительное движение среды-проводника, проходящей через электромагнитный расходомер, тем выше напряжение. Поэтому измерение величины этого напряжения является одним из способов измерения скорости движения среды. А затем величина, полученная в результате измерения скорости потока может быть преобразована в параметр расхода потока.