Электромагнитный расходомер. Принцип измерений и особенности

Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:

Электромагнитный расходомер – это часть большого семейства приборов. Что же это за устройства?

Расходомеры. Типы приборов

Расходомеры – это контрольно-измерительное оборудование, измеряющее массовый расход вещества, то есть количество вещества, проходящее через участок трубопровода за некоторое время. Как правило этим веществом являются различные жидкости, газообразные среды и пар.

Расходомеры разделяются на типы по технологии проведения измерений. Надо учитывать, что одно и то же вещество можно измерять разными методами и здесь всё будет зависеть от конкретной задачи и преимуществ, предоставляемых той или иной технологией.

Типы расходомеров:

  1. Электромагнитные (или индукционные)
  2. Ультразвуковые
  3. Вихревые
  4. Термально-массовые
  5. Кориолисовые
  6. Дифференциальные

Приборы, использующие дифференциальный метод измерений, представляют собой так называемую трубку Пито.

Напорная трубка Пито AFMT
Напорная трубка Пито, модель AFMT

Этот тип приборов имеет долгую историю и впервые был использован в 1732 году. У дифференциального метода есть очевидный минус – они не способны измерять слабые потоки ниже 20 м/с.

Кориолисовые расходомеры используют один из наиболее современных методов измерения расхода вещества, кроме того они способны определять плотность. Принцип их действия основывается на изменении фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда.

Кориолисовый расходомер

По сдвигу этих трубок (и их фаз) определяется массовый расход, пропорциональный им. Наибольшее распространение они получили в нефтяной промышленности, так как компонентный состав углеводородов непостоянен, а все прочие приборы подразумевают чёткое понимание компонентного состава вещества, протекающего в трубе.

Ультразвуковые расходомеры прекрасно подходят для использования на больших трубопроводах ввиду того, что представляют собой по сути два излучателя, закреплённые на трубе без её разрезания для установки фланцев или врезки прибора. В основном они используются для воды.

Вихревые расходомеры используют принцип дорожки Кармана. Мы не будем подробнее останавливаться на данном типе приборов, как и на термально-массовых расходомерах, использующих метод передачи тепла между двумя сенсорами. На нашем сайте имеются отдельные статьи по обоим типам изделий, ознакомиться с которыми можно, перейдя по ссылкам.

Электромагнитный расходомер

В электромагнитных (или индукционных) расходомерах используется закон Фарадея о магнитной индукции, то есть изменения магнитного поля за счёт движения проводника, в данном случае жидкости.

Справка. Необходимо учитывать, что ввиду самого принципа своего действия электромагнитные расходомеры могут измерять расход только тех веществ, которые обладают проводимостью. Например, воздух является диэлектриком и для расхода сжатого воздуха такой тип приборов неприменим.

В основном индукционные расходомеры применяются для измерения расхода воды, хотя и с некоторыми оговорками, если вода дистилированная.

В такой жидкости содержится очень мало примесей, а электропроводимость воды создают именно примеси, которые в ней содержатся.

Обычно индукционные расходомеры поставляются сразу установленными в участок трубы, предполагающий дальнейшее фланцевое соединение с трубопроводом. По сути прибор является катушкой индуктивности, а секция трубы является частью самого изделия. Внутри неё имеется несколько электродов, считывающих параметр изменения индуктивности.

Электромагнитный расходомер

Помимо основных электродов, служащих для измерения массового расхода, в конструкцию могут быть включены дополнительные сенсоры. Электрод заземления как правило выводится на внешнюю оболочку трубопровода.

Также может присутствовать т.н. электрод пустой трубы, определяющий само наличие массы вещества. Электромагнитные расходомеры могут работать только при наличии жидкости, что делает данный параметр весьма важным.

По этой же причине приборы часто устанавливают в «карманы», где секция трубопровода находится ниже основной линии, что позволяет накапливать в ней жидкость.

Справка. Ещё одна причина использования «карманов» состоит в том, что любое устройство, измеряющее расход, независимо от метода измерений, чувствительно к турбулентным завихрениям, образующимся на изгибах труб. Так образуются участки труб, где поток является ламинарным, прямым.

Комплектация различными электродами зависит от производителя. Компания Arkon, к примеру, использует все типы дополнительных электродов в каждом из своих изделий.

Футировка

Так как расходомер напрямую контактирует с жидкостью, внутри секции трубы устанавливается футировка. Она выполняет функцию защиты для корпуса изделия, выполненного как правило из обычной стали с порошковой покраской.

В качестве материала для футировки может использоваться жёсткая резина (hurd rubber или HR), мягкая резина (soft rubber, обозначаемая как SR), полиуретан и PTFE (более известный как тифлон).

Жёсткая резина – это стандартное решение для не требующих особых материалов случаев.

SR применяется при низких температурах, там, где более твёрдый аналог может треснуть. Но она весьма чувствительна к наличию абразива.

Полиуретан более плотный, чем предыдущие, но дорогой материал. Его используют для агрессивных сред.

Тифлон – рекордсмен по стоимости, но наиболее прочный из представленных материалов.

Интересно. Тифлон – на самом деле название торговой марки, производящей политетрафторэтилен или PTFE. Здесь можно привести аналогию с компанией Xerox.

Разумеется, это далеко не все возможные виды футировок, мы перечислили только наиболее распространённые.

Логично будет задать вопрос: из каких материалов изготавливаются электроды?

Список начинается с обычной нержавеющей стали и продолжается танталом и хастэлоем.

Для электродов существуют специальные таблицы устойчивости материалов.

Монтаж электромагнитных расходомеров

Обычно электромагнитные расходомеры используют простое фланцевое присоединение.

Фланец

Реже используется так называемый сэндвич. В России его называют межфланцевым соединением. Этот способ монтажа труден и требует особой тщательности. Малейшая ошибка при таком типе установки может привести к неровному положению прибора. В лучшем случае это приведёт к ошибкам в измерении, но велик риск поломки оборудования.

Электромагнитный расходомер
Соединение сэндвич

Clamp-присоединение – это стандарт в пищевой и фармацевтической промышленности. Преимущество такого монтажа – возможность быстро удалить изделие для обслуживания.

Также в пищевой промышленности распространена «молочная гайка». Гайка с резьбой, оснащённая уплотнителем, накручивается на трубопровод и также легко снимается.

Самый простой вид монтажа – обычная резьба на измерительной секции прибора, накручивающаяся на конец трубопровода.

Для установки расходомера важен диаметр сечения трубы и электромагнитные расходомеры более других чувствительны к нему.

Сечение обычно обозначается как ДУ (условный диаметр, по-английски DN). Это хоть и условный, но чёткий ряд обозначений.

Стоит понимать, что ДУ не идеально отображает диаметр трубы, т.к. все трубы изготавливаются по стандартам производителя и единого среди них нет.

Как же это работает? Имеется два основных параметра – внешний диаметр и толщина стенки. Наиболее важен именно внутренний диаметр, который должен совпадать с измерительной секцией электромагнитного расходомера.

Крайне важны стандарты присоединения и данный момент нужно сразу оговаривать при заказе поставки. Особенно это критично для фланцевого соединения, т.к. стандартов производства фланцев очень много.

Электронные компоненты расходомеров

При заказе оборудования важным моментом является тип блока электроники. В стандартной комплектации блок находится в «голове» расходомера.

Он может быть и выносным; визуально электромагнитный расходомер будет выглядеть точно также, но с одним отличием – у него будет отсутствовать дисплей.

В случае с выносным блоком электроники важным моментом является длина кабеля и тип монтажа. Блоки могут изготавливаться под настенный монтаж, панельный монтаж в шкаф или с DIN-рейкой.

Выносной блок может быть необходим, если прибор помещается в труднодоступное место, например, в колодец.

Здесь возникает вопрос о классе защиты корпуса расходомера, или классе IP.

Обозначение IP имеет две цифры. Первая говорит о степени защиты от пыли, вторая – от влаги. Наивысшая степень защиты обозначается как IP68.

Важно. Нужно понимать, что стандарт классов защиты IP не характеризует абсолютную защиту от влаги. То есть IP68 говорит о том, что устройство можно погрузить под воду, но не оговаривает, через какое время защита корпуса перестанет сопротивляться внешней среде. В случае с промышленными приборами, данное значение обычно говорит о действительно долгом погружении, но ничего не говорит о защите подключения кабелей. Этот параметр уникален для каждого изделия, поэтому важно быть ознакомленным со всеми деталями эксплуатации прибора.

Питание электроники может осуществляться от постоянного и переменного тока. Так как сама электроника не нуждается в переменном токе, служащем в основном для передачи энергии на большие расстояния, в блоке устанавливается преобразователь. Блок питания также может быть внешним, как в электромагнитном расходомере Техномаг. При заказе оборудования для определённого предприятия важно уделить внимание как типу, так и напряжению тока.

Типы выходного сигнала

Самый распространённый и энергоэкономичный выходной сигнал – импульсный (по-английски pulse). Подача импульса с заданным весом происходит каждый раз, когда через сечение проходит определённое количество массы вещества.

Существует несколько типов импульсного сигнала под различные электронные компоненты, но в основном это касается Техномага. В качестве примера можно привести оптопару или транзистор. Этот параметр не оказывает влияние на эксплуатацию.

Сигнал также может быть аналоговым. Самый распространённый – это токовая петля 4 ..20 мА.

Редкостью можно назвать такой тип выхода, как твердотельный релейный выход.

В последнее время с развитием технологий на рынке всё чаще встречается цифровой выход (RS, Ethernet и т.д.).

В изделии может применяться сразу несколько типов выходного сигнала, что может облегчить подбор решения.

Электронный блок индуктивных расходомеров оснащается встроенной памятью для хранения архива измерений, часто доступного для просмотра прямо на дисплее устройства.

Электромагнитный расходомер "ТехноМАГ-31"

Расходомер электромагнитный
Расходомер электромагнитный "ТехноМАГ-31"

Изделие имеет широкий набор опциональных модификаций.

Первая особенность данного изделия – наличие HART протокола, дающего возможность передавать по токовой петле цифровой сигнал. Данный протокол применяется для оперативной диагностики оборудования и проверке работоспособности. Связь по HART протоколу осуществляется через HART модем с одной стороны и компьютером с другой.

Такая опция широко востребована в нефтяной, газовой и химической промышленности. Пространства, которые может занимать такое производство, очень значительны и осуществлять диагностику оборудования проще всего удалённо, нежели отправлять к изделию персонал. Некоторые производители, такие как Endress Hauser, позволяют проводит по этому протоколу поверку оборудования.

В Техномаг также имеется встроенный GSM-модем, передающий информацию удалённо при помощи сотовой связи и служащий резервным каналом связи, например, для отправки смс оповещений. Однако для использования такой функции необходимо приобрести услугу фиксированного IP-адреса у оператора сотовой связи.

Опционально расходомер Техномаг может быть изготовлен с футировкой из тифлона.

Техномаг 3000 не имеет сертификата СИ, это стоит учитывать при заказе оборудования.

Электромагнитные расходомеры Arcon

Изделия компании Arcon имеют модульную конструкцию. В основном модули отвечают за разнообразие типов выходного сигнала, что с одной стороны позволяет подобрать необходимые типы сигналов, с другой стороны служит и неким ограничением ввиду ограниченного количества слотов.

При всех положительных качествах, в конструкции изделий данного производителя не предусмотрен HART-протокол, что является серьезным ограничением для некоторых применений.

Какие модели предоставляет этот производитель?

MAGX2 расходомер
MAGX2 расходомер жидкости

MAGX2 - это гибкое устройство, подходящее для большинства приложений. Базовая конфигурация состоит из передатчика, включающего только дисплей и кнопки. В конструкцию можно добавить широкий спектр модулей: выходы, связь или регистрация данных.

Модель MAGS1

MAGS1 - это автономный электромагнитный расходомер, который не требует преобразователя и может работать самостоятельно. Устройство не имеет выходов и дисплея.

Модель MAGB1

MAGB1 использует батарейное питание. MAGB1 обеспечивает точность ± 0,5% от фактического значения для размеров до 150 мм и ± 2% для больших размеров. Он питается от 2 литиевых батарей по 3,6 В, установленных внутри передатчика. Связь осуществляется через USB по протоколу MODBUS RTU.

Модель AgriMag

Agrimag - это недорогой пластиковый электромагнитный расходомер, работающий от 6 стандартных батареек AA. Он доступен в 3-х размерах (25, 50 и 80 мм) с присоединением в виде зажимных фланцев.

Расходомеры Arcon имеют сертификат СИ и могут проходить процедуру поверки.

Как купить электромагнитный расходомер?

Купить электромагнитный расходомер можно, связавшись с нашими специалистами любым удобным Вам способом.

Нажмите на кнопку запроса цены или консультации, чтобы запустить процесс покупки. Также заказать поставку можно, позвонив по телефону +7 (812) 45-40-666, или воспользовавшись корпоративной почтой info@datchiki.com. Наши сотрудники ожидают Ваших заказов на любое представленное оборудование и услуги компании с понедельника по пятницу, с 9.00 до 18.00.

Как любое средство измерения, применяющееся для сложных производственных задач, электромагнитный расходомер должен проходить периодическую процедуру поверки или калибровки. Наша компания предлагает услуги по организации поверки, калибровки и занесения в реестр СИ различного оборудования. Мы работаем только с лабораториями, прошедшими государственную аккредитацию.

Также мы оказываем услуги по ремонту и оперативной замене оборудования.

Мы поставляем оборудование по всей территории России и стран Таможенного Союза. В этом нам помогают проверенные компании-грузоперевозчики.


Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Появились вопросы?
Спросите опытного эксперта сейчас и получите варианты решения!
О блоге