Наверх

Принцип действия расходомера

Принцип действия электромагнитного (индукционного) расходомера, устройство

Основой измерений с помощью электромагнитного расходомера является закон индукции Фарадея, в соответствии с которым при перемещении проводника через магнитное поле в нем наводится напряжение. Этот принцип измерений применяется к протекающей по трубе проводящей жидкости, поперек направления движения которой создается магнитное поле (рис.). Наводимое в жидкости напряжение измеряется двумя расположенными друг напротив друга электродами. Напряжение сигнала UE пропорционально магнитной индукции B, расстоянию между электродами D и средней скорости потока жидкости V. Так как магнитная индукция B и расстояние между электродами D являются постоянными величинами, напряжение сигнала UE пропорционально средней скорости потока V. Из уравнения определения объемного расхода следует, что напряжение сигнала UE изменятся линейно и пропорционально объемному расходу. Наводимое напряжение сигнала преобразуется в аналоговый или цифровой выходной сигнал расходомера.
  Основное преимущество электромагнитного расходомера заключается в том, что расход определяется на основе результатов измерения скорости потока измеряемой среды в поперечном сечении трубопровода. Скорость потока не зависит от изменения плотности и вязкости измеряемой среды под влиянием температуры и давления. Точность измерения составляет от 0,5 - 1% до 0,2%.

Наверх

Принцип действия вихревого расходомера

Принцип действия вихревого расходомера основан на использовании явления, получившего в физике название «эффект Кармана». Под действием потока у кромок, помещенной в поток преграды (тела обтекания), с обеих сторон возникают чередующиеся вихри, определенной частоты пульсаций, так называемая вихревая дорожка Кармана. Частота образования вихрей f пропорциональна скорости потока v и обратно пропорциональна ширине тела обтекания d: , где St-число Штроугала. Число Штроугала оказывает решающее влияние на точность измерения вихревым расходомером. При правильном расчете размеров тела обтекания, число St практически постоянно в широком диапазоне изменений числа Рейнольдса Re. , где ϑ-кинематическая вязкость D-диаметр условного прохода.

Наверх

Принцип действия вихревого расходомера Swirl

На входе первичного преобразователя вихревого расходомера Swirl неподвижная крыльчатка (дефлектор) формирует вращательное движение потока вокруг геометрической оси преобразователя. В расширяющейся части канала первичного преобразователя образуется зона противотока и происходит уход центра вихря с геометрической оси на спираль. Таким образом, в расширяющейся секции измерительного канала образуется равномерно пульсирующая зона. Частота пульсаций пропорциональна расходу и, благодаря специальной геометрии измерительного канала находится в линейной зависимости в широком диапазоне значений расходов. Частота пульсаций потока измеряется при помощи пьезометрического датчика, преобразующего импульсы давления в электрические импульсы той же частоты. Вторичный преобразователь расходомера преобразует импульсы сенсора в аналоговый сигнал 4-20 мА. На выходе крестообразный дефлектор преобразует вихревое движение потока в линейное.
Применение вихревого расходомера Swirl позволяет повысить точность измерения до 0,5%, увеличить диапазон измерения до 1:25 и снизить требования к прямым участкам.

Наверх

Принцип действия Кориолисового расходомера

Принцип измерений Кориолисового расходомера заключается в том, что жидкость, протекая через вибрирующую трубку, вызывает сдвиг фаз колебаний трубки, пропорциональный массовому расходу.  Данная технология предназначена для измерения массового расхода жидкости. При протекании в принудительно вибрирующей трубе потока с определенным значением массы, в поперечном сечении начинает действовать Кориолисова сила*, как это указано на рисунке. Величина изгиба трубы, вызванная действием этой силы прямо пропорциональна скорости течения и измеряется оптимально позиционированным сенсором. Трубки-сенсоры первичного преобразователя постоянно вибрируют с частотой, соответствующей значению резонансных колебаний системы. Данное значение является функцией геометрической формы, механических характеристик материала трубы, а также массы протекающей жидкости, что обеспечивает точное измерение плотности. Кориолисовые расходомеры применяются для измерения массового расхода, плотности и концентрации жидкостей, паст и пульп. Токопроводимость среды не имеет значения. Точность измерений по расходу достигает 0,1%, по плотности ±1 г/л.   *Сила Кориолиса (французский учёный Гюстав Гаспар Кориолис) — одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения. Ускорение Кориолиса было получено Кориолисом в 1833 г.    Не следует путать Кориолисову силу с другой силой инерции — центробежной силой, которая направлена по радиусу вращающейся окружности. В инерциальных системах отсчёта действует закон инерции — каждое тело стремится двигаться по прямой и с постоянной скоростью. Если рассмотреть движение тела, равномерное вдоль некоторого вращающегося радиуса и направленное от центра, то станет ясно, что чтобы оно осуществилось, требуется придавать телу ускорение, так как чем дальше от центра, тем должна быть больше касательная скорость вращения. Это значит, что с точки зрения вращающейся системы отсчёта, некая сила будет пытаться сместить тело с радиуса.

Наверх

Принцип действия теплового расходомера

Принцип действия теплового расходомера основан на использовании зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массового расхода этого вещества. Тепловые расходомеры могут выполняться по трем основным принципиальным схемам:

- калориметрические, основанные на нагреве или охлаждении потока посторонним
   источником энергии, создающим в потоке разность температур;
- теплового слоя, основанные на создании разности температур с двух сторон
   пограничного слоя;
- термоанемометрические, в которых используется зависимость между количеством
   теплоты, теряемой непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым
   расходом вещества.

Приборы серии FMT400 (Sensyflow VT-S и VT-CS) работают по принципу термического измерения пленочного термоанемометра. Этот метод измерений позволяет выполнять непосредственное измерение массового расхода газа. Благодаря этому не требуется коррекция влияния давления и температуры.

Наверх