Прибор для измерения магнитной индукции
Основы метрологии и электрические измерения
Основы метрологии и электрические измерения
ОглавлениеПредисловиеВведение Раздел А. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ Глава первая. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ 1-2. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Глава вторая. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ 2-1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ 2-2. ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ ПОГРЕШНОСТЕЙ 2-3. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ Глава третья. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 3-2. ЭТАЛОНЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 3-3. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Раздел Б. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Глава четвертая. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЙ 4-2. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ПРИБОРОВ 4-3. ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ 4-4. СИГНАЛЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ Математические модели сигналов. Дискретизация сигналов. 4-5. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И СВОЙСТВА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ Средства измерений прямого преобразования.  Средства измерений уравновешивающего преобразования. 4-6. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ Переходные и импульсные переходные характеристики. Частотные характеристики. Передаточные функции. Глава пятая. МЕРЫ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ 5-2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 5-3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ Амперметры и вольтметры. Омметры. Гальванометры. Баллистические гальванометры. Кулонметры. Вибрационные гальванометры. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ФЕРРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ИНДУКЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ 5-4. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ Глава шестая. ЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 6-2. ЭЛЕКТРОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ 6-3. ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЧАСТОТЫ И ФАЗЫ 6-4. ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ 6-5. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 6-6.  ЭЛЕКТРОННО ЛУЧЕВЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ6-7. АНАЛИЗАТОРЫ СПЕКТРА, ИЗМЕРИТЕЛИ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ Глава седьмая. МОСТЫ И КОМПЕНСАТОРЫ 7-2. ТЕОРИЯ МОСТОВЫХ СХЕМ 7-3. МОСТЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ 7-4. МОСТЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЕМКОСТИ, УГЛА ПОТЕРЬ, ИНДУКТИВНОСТИ И ДОБРОТНОСТИ 7-5. КОМПЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 7-6. КОМПЕНСАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 7-7. АВТОМАТИЧЕСКИЕ МОСТЫ И КОМПЕНСАТОРЫ Глава восьмая. ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 8-2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 8-3. УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 8-4. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СЧЕТА ЦИУ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ В КОД ЧАСТОТЫ ЦИУ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ В КОД НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ЦИУ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ В КОД ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 8-5. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ 8-6. ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СЧИТЫВАНИЯ 8-7.  ХАРАКТЕРИСТИКА СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯГлава девятая. РЕГИСТРИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА 9-2. САМОПИШУЩИЕ ПРИБОРЫ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 9-3. СВЕТОЛУЧЕВЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ 9-4. МАГНИТОГРАФЫ, ГРАФОПОСТРОИТЕЛИ, ЭЛЕКТРОННЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ, ЦИФРОПЕЧАТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Глава десятая. ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНЫХ ВЕЛИЧИН 10-2. МАГНИТОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОГО ПОТОКА ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 10-3. АППАРАТУРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Глава одиннадцатая. ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 11-2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ГЕНЕРАТОРНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 11-3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ 11-4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 11-5. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖИДКОЙ И ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ Глава двенадцатая.  ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ12-2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 12-3. ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 12-4. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ 12-5. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ АГРЕГАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ Глава тринадцатая. ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА 13-2. ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА СИСТЕМНОГО ПРИМЕНЕНИЯ 13-3. ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ Раздел В. ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Глава четырнадцатая. ПОДГОТОВКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 14-2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 14-3. СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ Глава пятнадцатая. ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ, МАГНИТНЫХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 15-2. ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ, ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА 15-3. ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ, ФАЗЫ, ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, АНАЛИЗ СПЕКТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 15-4. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15-5.  ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВМАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 15-6. ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ И РАССТОЯНИЙ Глава шестнадцатая. ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ 16-2. ИЗМЕРЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ И ДИСПЕРСИИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА 16-3. ИЗМЕРЕНИЕ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ 16-4. ИЗМЕРЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ 16-5. АНАЛИЗ СПЕКТРА МОЩНОСТИ Список литературы |
Принцип работы магнитометра
Разработано и произведено в Украине
Внимание! В связи с войной в нашей стране и нестабильным курсом доллара актуальность цен уточняйте, пожалуйста, по телефону или электронной почте.
Магнитометр – измерительный прибор, предназначенный для измерения параметров магнитного поля и магнитных свойств веществ.
Магнитным полем можно назвать проявление электромагнитного поля, обусловленное движущимися заряженными частицами и изменением электрического поля и оказывающего силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы или проводники с током.
Основной физической величиной является магнитная индукция В, которая характеризует силовое воздействие магнитного поля в каждой его точке, как по значению, так и по направлению. Магнитная индукция - является величиной векторной, изображается вектором В, имеющим направление, совпадающее с направлением касательной к силовой линии в любой точке поля, так как магнитное поле может быть изображено с помощью линий магнитной индукции, т. е. силовых линий.
Магнитное поле может быть однородным(а, б) и неоднородным (в). В однородном поле векторы магнитной индукции В в любой точке поля одинаковы и направлены в одну сторону.
В противном случае поле считается не однородным Магнитометры в зависимости от определяемой величины можно разделить на приборы для измерения конкретного параметра:
- эрстедметры - напряжённости поля;
- инклинаторы и деклинаторы - направления поля;
- градиентометры - градиента поля;
- тесламетры - магнитной индукции;
- веберметры, или флюксметры - магнитного потока;
- коэрцитиметры - коэрцитивной силы;
- мю-метры - магнитной проницаемости;
- каппа-метры - магнитной восприимчивости, магнитного момента.
Наиболее широко используются приборы для измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля, которые позволяют:
- Определить соответствия оборудования для проведения магнитопорошкового контроля необходимым техническим характеристикам;
- Контролировать уровня индукционных полей подконтрольных изделий, компонентов, либо устройств при проведении диагностических работ магнитопорошковым методом;
- Контролировать уровня остаточной намагниченности;
- Контролировать уровень индустриальных помех;
- Контролировать уровня магнитных полей.
Измерение магнитной индукции и напряженности магнитного поля в постоянных и переменных полях выполняются с помощью тесламетров с преобразователями Холла. При помещении такого преобразователя в магнитное поле на боковых его гранях генерируется ЭДС.
К достоинствам тесламетров работающих с преобразователем Холла можно отнести простоту конструкции, удобство в эксплуатации, высокие метрологические характеристики. Недостатки: показания прибора зависят от температуры.
Автор: Сергей Погорелов
Что такое электромагнитные расходомеры?
Электромагнитные расходомеры (или магнитомеры) — это тип измерителей скорости или объемного расхода, которые работают в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что при движении проводника через магнитное поле возникает напряжение. Магнитометры могут определять расход только проводящих жидкостей. Ранние конструкции магнитометров требовали минимальной проводимости жидкости 1-5 микросименсов на сантиметр для их работы.
В более новых конструкциях это требование снижено в сто раз до 0,05–0,1.
Электромагнитный расходомер состоит из немагнитной трубы, покрытой изоляционным материалом. Пара магнитных катушек расположена, как показано на рисунке 1, а пара электродов пронизывает трубу и ее футеровку.
Если проводящая жидкость течет по трубе диаметром (D) через магнитное поле с плотностью (В), создаваемое катушками, величина напряжения (Е), развиваемая на электродах, согласно закону Фарадея, будет пропорциональна скорость (V) жидкости. Поскольку плотность магнитного поля и диаметр трубы являются фиксированными величинами, их можно объединить в калибровочный коэффициент (K), и уравнение сводится к следующему:
Э = КВ
Различия скоростей в разных точках профиля потока компенсируются коэффициентом взвешивания сигнала. Компенсация также обеспечивается за счет такой формы магнитных катушек, что магнитный поток будет наибольшим там, где весовой коэффициент сигнала наименьший, и наоборот.
Производители определяют К-фактор каждого магнитометра путем калибровки водой каждой расходомерной трубки. Полученное таким образом значение K справедливо для любой другой проводящей жидкости и является линейным во всем диапазоне расходомера. По этой причине расходомерные трубки обычно калибруются только для одной скорости. Магметры могут измерять поток в обоих направлениях, так как изменение направления изменит полярность, но не величину сигнала.
Рисунок 1: Магнитометр и его компоненты
Значение K, полученное при испытании водой, может быть недействительным для неньютоновских жидкостей (с вязкостью, зависящей от скорости) или магнитных суспензий (содержащих магнитные частицы). Эти типы жидкостей могут влиять на плотность магнитного поля в трубке. Для обеих этих жидкостей следует рассмотреть возможность калибровки на линии и специальных компенсационных конструкций.
Возбуждение магнитометра
Напряжение, которое развивается на электродах, представляет собой милливольтовый сигнал.
Этот сигнал обычно преобразуется в стандартный ток (4-20 мА) или частотный выход (0-10 000 Гц) на расходомерной трубке или рядом с ней. Интеллектуальные магнитные преобразователи с цифровыми выходами обеспечивают прямое подключение к распределенной системе управления. Так как сигнал магнитометра слабый, провод должен быть экранирован и скручен, если передатчик удален.
Катушки магнитометра могут питаться как переменным, так и постоянным током (рис. 2). При возбуждении переменным током к магнитным катушкам прикладывается линейное напряжение. В результате сигнал расхода (при постоянном расходе) также будет выглядеть как синусоида. Амплитуда волны пропорциональна скорости. В дополнение к сигналу потока в электродной петле могут возникать шумовые напряжения. Шум в противофазе легко фильтруется, но шум в фазе требует, чтобы поток был остановлен (с заполненной трубой) и выходной сигнал преобразователя был установлен на ноль. Основная проблема с конструкциями магнитометров переменного тока заключается в том, что шум может варьироваться в зависимости от условий процесса, и для поддержания точности требуется частая повторная установка нуля.
Рисунок 2: Методы возбуждения
В конструкциях с возбуждением постоянным током низкочастотный (7-30 Гц) импульс постоянного тока используется для возбуждения магнитных катушек. Когда на катушки подается импульс (рис. 2), преобразователь считывает как сигналы расхода, так и шумовые сигналы. Между импульсами передатчик видит только шумовой сигнал. Таким образом, шум можно постоянно устранять после каждого цикла.
Обеспечивает стабильный нуль и устраняет дрейф нуля. Помимо того, что они более точны и способны измерять более низкие расходы, счетчики постоянного тока менее громоздки, их проще устанавливать, они потребляют меньше энергии и являются наиболее рентабельными, чем счетчики переменного тока. Одна новая конструкция постоянного тока потребляет значительно больше энергии, чем предыдущие поколения, и, таким образом, создает более сильный сигнал расходомера.
В другом новом дизайне используется уникальная схема двойного возбуждения, которая возбуждает катушки с частотой 7 Гц для обеспечения нулевой стабильности, а также с частотой 70 Гц для получения более сильного сигнала.
Передатчики Magmeter могут питаться как от переменного, так и от постоянного тока. Двухпроводной магнитный расходомер постоянного тока с питанием от контура также доступен в искробезопасном исполнении, но его производительность снижается из-за ограничений по мощности.
Недавно были также представлены импульсные счетчики переменного тока, устраняющие проблемы со стабильностью нуля традиционных конструкций переменного тока. Эти устройства содержат схему, которая периодически прерывает подачу переменного тока, автоматически обнуляя влияние технологического шума на выходной сигнал.
Сегодня возбуждение постоянным током используется примерно в 85 % установок, а магнитометры переменного тока заявляют о других 15 %, если это оправдано следующими условиями:
- При вовлечении большого количества воздуха в технологический поток;
- Когда технологический поток представляет собой суспензию, размеры твердых частиц неоднородны и/или твердая фаза не гомогенно смешана с жидкостью; или
- Когда поток пульсирует с частотой менее 15 Гц.
При наличии любого из трех вышеперечисленных условий выходной сигнал импульсного измерителя постоянного тока, вероятно, будет шумным. В некоторых случаях можно свести к минимуму проблему шума (удерживать колебания в пределах 1% от заданного значения) путем фильтрации и демпфирования выходного сигнала. Если для устранения шума требуется более 1-3 секунд демпфирования, всегда лучше использовать амперметр.
Расходомерные трубки, вкладыши и зонды
Строительные размеры фланцевых расходомерных трубок (длины укладки) обычно соответствуют рекомендациям Международной организации по стандартизации (ISO). Размеры коротких магметров обычно также соответствуют этим рекомендациям. Магнитные расходомерные трубки и вкладыши изготавливаются из многих материалов и широко используются во всех перерабатывающих отраслях, включая пищевую, фармацевтическую, горнодобывающую и металлургическую.
Некоторые материалы футеровки (особенно PFA) могут быть повреждены при использовании монтировок при установке или снятии футеровки с технологического трубопровода.
Они также могут быть повреждены чрезмерной затяжкой фланцевых болтов. Для предотвращения таких повреждений доступны защитные вкладыши.
Любая расходомерная трубка, как правило, может использоваться с любым преобразователем того же производителя. В зависимости от его конструкции и особенностей стоимость 2-в. магнитный расходомер может варьироваться от 1500 до 5000 долларов. Эта стоимость снижается, но все еще выше, чем у наименее дорогих датчиков расхода.
Магнитные расходомеры также могут быть упакованы в виде зондов и вставлены в технологические трубы через краны. Эти зонды содержат как электроды, так и магнитные катушки. Текущая технологическая жидкость индуцирует напряжение на электродах, которое отражает скорость на наконечнике зонда, а не среднюю скорость жидкости в трубе. Эти магнитометры недорогие и выдвижные. Поэтому нет необходимости останавливать процесс для их установки или удаления. Точность измерения сильно зависит от соотношения между измеренной скоростью и средней скоростью в трубе.
Электроды
В обычных расходомерных трубках электроды находятся в контакте с технологической жидкостью. Они могут быть съемными или постоянными, если они производятся каплей жидкой платины, когда она спекается через керамический вкладыш и сплавляется с оксидом алюминия, образуя идеальное уплотнение. Эта конструкция предпочтительна из-за ее низкой стоимости, ее устойчивости к истиранию и износу, ее нечувствительности к ядерному излучению и ее пригодности для санитарных применений, поскольку в ней нет полостей, в которых могут размножаться бактерии. С другой стороны, керамическая трубка не выдерживает изгиба, растяжения или резкого охлаждения, а также не выдерживает воздействия окисляющих кислот или горячей и концентрированной щелочи.
В более поздних конструкциях с емкостной связью используются бесконтактные электроды. В этих конструкциях используются области металла, зажатые между слоями материала футеровки. Они доступны в размерах менее восьми дюймов в диаметре и с керамическими вкладышами.
Магнитометры, использующие эти бесконтактные электроды, могут «считывать» жидкости, имеющие в 100 раз меньшую проводимость, чем требуется для приведения в действие обычных расходомеров. Поскольку электрод находится за гильзой, эти конструкции также лучше подходят для жестких условий нанесения покрытий.
Последние разработки
Когда магнитный расходомер снабжен емкостным датчиком уровня, встроенным в футеровку, он также может измерять расход в частично заполненных трубах. В этой конструкции электроды магнитометра расположены в нижней части трубы (примерно на 1/10 диаметра трубы), чтобы оставаться покрытыми жидкостью. Предусмотрена компенсация волнового воздействия и калибровка для полной трубы, отсутствия потока (статический уровень) и частично заполненной трубы.
Еще одной недавней разработкой является магнитный расходомер с расходомерной трубкой из углеродистой стали без футеровки. В этой конструкции измерительные электроды устанавливаются снаружи расходомерной трубки без футеровки, а магнитные катушки генерируют поле в 15 раз сильнее, чем в обычной трубке.
Это магнитное поле проникает глубоко в технологическую жидкость (а не только вокруг электрода, как в случае со стандартными датчиками магнитометра). Основным преимуществом являются низкие первоначальные затраты и затраты на замену, поскольку необходимо заменить только датчики.
Выбор электромагнитного расходомера
Магнитные расходомеры могут обнаруживать поток чистых, многофазных, грязных, агрессивных, эрозионных или вязких жидкостей и суспензий, если их проводимость превышает минимум, необходимый для конкретной конструкции. Ожидаемая погрешность и диапазон регулирования лучших конструкций составляют от 0,2 до 1% расхода в диапазоне от 10:1 до 30:1, если скорость потока превышает 1 фут/сек. При более низких скоростях потока (даже ниже 0,1 фут/с) погрешность измерения увеличивается, но показания остаются воспроизводимыми.
Важно, чтобы проводимость технологической жидкости была одинаковой. Если две жидкости смешиваются и проводимость одной добавки значительно отличается от проводимости другой технологической жидкости, важно, чтобы они были полностью перемешаны до того, как смесь достигнет магнитометра.
Если смесь неоднородна, выходной сигнал будет шумным. Чтобы предотвратить это, карманы с различной проводимостью можно устранить, установив перед магнитометром статический смеситель.
Размер магнитометра определяется таблицами или диаграммами емкости, опубликованными производителем. На Рисунке 4-3 представлена номограмма пропускной способности для трубопроводов размером от 0,1 дюйма до 96 дюймов. Для большинства применений скорость потока должна находиться в пределах от 3 футов/сек до 15 футов/сек. Для агрессивных жидкостей нормальный диапазон скоростей должен составлять 3-6 футов/сек. Если расходомер непрерывно работает со скоростью ниже 3 фут/с, точность измерения ухудшится, а непрерывная работа с превышением верхнего предела нормального диапазона скоростей сократит срок службы расходомера.
Рисунок 3: Номограмма пропускной способности магнитных расходомеров
Беспрепятственный характер магнитомера снижает вероятность закупорки и ограничивает невосстановленную потерю напора до эквивалентной длины прямой трубы.
Низкий перепад давления желателен, потому что он снижает затраты на перекачку и помогает системам самотечной подачи.
Проблемные приложения
Магнитометр не может отличить вовлеченный воздух от технологической жидкости; следовательно, пузырьки воздуха будут вызывать высокие показания магнитометра. Если захваченный воздух распределен неоднородно, а имеет форму воздушных пробок или больших пузырьков воздуха (размером с электрод), это сделает выходной сигнал зашумленным или даже нарушит его. Таким образом, в тех случаях, когда возможен воздухововлекающий эффект, размер расходомера должен быть таким, чтобы скорость потока при нормальных условиях потока составляла 6-12 футов/сек.
Покрытие электродов — еще одна распространенная проблема магнитометра. Накопление материала на внутренних поверхностях измерителя может электрически изолировать электроды от технологической жидкости. Это может привести к потере сигнала или ошибке измерения либо из-за изменения диаметра расходомерной трубки, либо из-за смещения диапазона и нуля.
Естественно, лучшее решение – это профилактика. Одним из предупредительных шагов является выбор размера расходомера таким образом, чтобы при нормальных условиях расхода скорость потока была относительно высокой: не менее 6-12 футов/сек или максимально возможной с учетом возможности эрозии и коррозии.
Другим методом предотвращения является использование электродов, которые выступают в поток, чтобы воспользоваться эффектом турбулентности и промывки. В более тяжелых условиях можно установить механическую систему очистки, которая будет использоваться с перерывами или постоянно для удаления налета и отложений.
Магнитометры Омега
Погружные магнитометры
Эти универсальные, простые в установке расходомеры обеспечивают точное измерение расхода в широком динамическом диапазоне при размерах труб от 0,5 до 8 дюймов, удовлетворяя требования многих различных областей применения. Магнитометры серии FMG3000 предлагают различные варианты выхода для использования с расходомерами Omega, имеющими частотный выход или выходной сигнал от 4 до 20 мА.
Измерение скорости потока компенсируется температурой с помощью встроенного датчика температуры.
Встроенные магнитометры
Электромагнитные расходомеры серии FMG90B предназначены для измерения токопроводящих жидкостей. Магнитометры FMG90B не имеют движущихся частей и имеют футеровку из ПТФЭ, они могут работать со сточными водами, целлюлозой, пищевыми продуктами и шламами.
Магнитометры с малым расходом
FMG-2000 не имеет движущихся частей, а электроды спроектированы так, чтобы препятствовать загрязнению. Этот магнитометр не требует технического обслуживания в тех случаях, когда мусор может помешать работе механических счетчиков. Нет деталей, которые могут изнашиваться. Минимальные требования к прямым трубам позволяют использовать расходомеры серии FMG-2000 в конфигурациях трубопроводов, где между расходомером и коленом мало места. Счетчики серии FMG-2000 имеют степень защиты IP68 для приложений, в которых счетчик может находиться под водой на глубине до 3 м (10 футов) в течение продолжительных периодов времени.
Скорость и общая индикация являются стандартными. Единицы скорости и суммы, а также импульсный выход настраиваются пользователем с помощью сенсорной клавиатуры на передней панели.
Установка электромагнитного расходомера
Магнитный расходомер всегда должен быть заполнен жидкостью. Таким образом, предпочтительное место для магнитометров находится в вертикальных восходящих линиях потока. Установка в горизонтальные линии допустима, если участок трубы находится в нижней точке и если электроды не находятся в верхней части трубы. Это предотвращает контакт воздуха с электродами. Когда технологическая жидкость представляет собой суспензию, а магнитометр установлен в нижней точке, его следует снимать во время длительных периодов простоя, чтобы твердые частицы не оседали и не покрывали внутренние части.
Если необходимо периодически опорожнять магнитомер, он должен быть оснащен опцией нулевой точки с пустой трубкой. Когда эта опция активирована, выход передатчика будет зафиксирован на нуле.
Обнаружение состояния пустой трубки осуществляется с помощью схемы, подключенной к дополнительным наборам электродов в расходомерной трубке. Функцию обнуления пустой трубки также можно активировать внешним контактом, например, контактом состояния насоса.
Для магнитометров требуется пять диаметров прямой трубы на входе и два диаметра на выходе, чтобы сохранить их точность и свести к минимуму износ футеровки. Доступны протекторы футеровки для защиты передней кромки футеровки от абразивного воздействия технологических жидкостей. Если магнитомер установлен в горизонтальной трубе длиной более 30 футов, труба должна поддерживаться с обеих сторон расходомера.
Магнитный расходомер должен быть электрически заземлен по отношению к технологической жидкости. Это связано с тем, что магнитометр является частью пути для любого блуждающего тока, проходящего по трубопроводу или через технологическую жидкость. Соединение путем заземления расходомера с обоих концов на технологическую жидкость обеспечивает короткое замыкание для блуждающих токов, направляя их вокруг расходомерной трубки, а не через нее.
Если система не заземлена должным образом, эти токи могут создать сдвиг нуля на выходе магнитного расходомера.
Электрическое соединение с технологической жидкостью можно обеспечить с помощью металлических заземляющих полос. Эти хомуты соединяют каждый конец расходомерной трубки с соседними фланцами трубопровода, которые, в свою очередь, находятся в контакте с технологической жидкостью. Хомуты используются, когда трубопровод является электропроводным. Когда труба непроводящая или облицованная, используются заземляющие кольца. Заземляющее кольцо представляет собой диафрагму с отверстием, равным номинальному размеру (внутреннему диаметру) расходомерной трубки. Он устанавливается между фланцами расходомерной трубки и прилегающими технологическими трубопроводами на входной и выходной сторонах. Расходомерная трубка соединена с технологической жидкостью путем соединения с металлическими заземляющими кольцами и заземлена путем подключения к надежному проводнику, такому как труба с холодной водой.
МодМАГ | Электромагнитный расходомер M2000
-
Проектирование зданий, ОВКВ и сантехника
Контрольно-измерительные приборы являются важнейшим аспектом проектирования, строительства и эксплуатации многоквартирных домов, больниц, школ, заводов и других объектов. Наши расходомеры специально разработаны для предоставления точных и надежных решений даже в самых сложных условиях, от систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и управления территорией до сантехнических и водопроводных услуг.
Посмотреть решения
-
Очистка и распределение технической воды
Водоочистные сооружения и водоочистные сооружения выполняют важную работу по обеспечению безопасных поставок высококачественной питьевой воды. Их рабочие процессы сложны и включают в себя широкий спектр задач измерения расхода.
Эти приложения требуют высочайшей точности и надежности расходомера, а также долговременной стабильности и низкой стоимости владения. Решения для очистки воды Badger Meter отвечают поставленным задачам и являются частью нашего комплексного портфолио продуктов для отрасли водоснабжения. Посмотреть решения
-
Нефтяной газ
В нефтегазовой отрасли потоки жидкостей и газов должны измеряться на каждом этапе разведки, добычи и транспортировки. Эти приложения требуют высочайшей точности и надежности счетчиков нефти и газа, а также долговременной стабильности и низкой стоимости владения. Badger Meter предлагает один из самых широких портфелей продуктов для использования в операциях разведки и добычи, которые охватывают морские и наземные операции, включая испытания скважин, повышение нефтеотдачи, фракционирование, заканчивание и сепарацию для извлечения и подготовки сырой нефти и природного газа.
Посмотреть решения
-
Счета за питьевую воду
- Компания Badger Meter, лидер в области технологий измерения расхода с 1905 года, продолжает оставаться ключевым партнером, помогающим государственным и частным коммунальным службам и муниципалитетам в реализации их инициатив по управлению водными ресурсами. Предлагая комплексные решения, начиная от надежных, точных механических и электронных счетчиков воды и заканчивая проверенными технологиями считывания показаний счетчиков и мощной аналитикой, мы предоставляем инструменты, которые помогают сообществам получать необходимый доход, отслеживать и сохранять свои драгоценные ресурсы и обслуживать своих ценных потребителей воды. .
Посмотреть решения
-
Технологическая и общая промышленность
Чтобы добиться успеха на конкурентном рынке, производители должны каждый раз своевременно поставлять нужный продукт, а также использовать возможности для выпуска новых продуктов, максимально увеличивая время безотказной работы и снижая производственные затраты.
