Электромагнитный расходомер: принцип работы, устройство, виды

Для учета и контроля объема потока жидкости чаще всего применяется электромагнитный расходомер. Этот счетчик был изобретен в конце 40-х годов прошлого столетия и с тех пор активно применяется как в промышленном секторе, так и в быту. За всю свою многолетнюю историю устройство практически не претерпело измерений – сейчас в нем используются те же принципы, что и 77 лет назад.

Закон Фарадея и электродвижущая сила

Работа электромагнитного расходомера основана на фундаментальном законе электродинамики – постулате Фарадея. Он гласит: если проводник движется в электромагнитном поле, то возникает электродвижущая сила, которая пропорциональна скорости движения проводника. Это свойство используется во многих электротехнических устройствах, например в генераторах и электромоторах. Электромагнитный расходомер не стал исключением.

В качестве проводника электрического тока в счетчике выступает поток какой-либо жидкости или среды. Главное, чтобы ее проводимость была не ниже 10^-з см/м. Жидкость, протекая по трубе, которая расположена между постоянными или электрическими магнитами, создает электродвижущую силу. ЭДС заставляет вращаться циферблат, который и показывает точные показания. В устройствах с жидкокристаллическим дисплеем значение ЭДС умножается на переводной коэффициент.

Особенности конструкции счетчиков

Для того чтобы электромагнитный расходомер смог выполнять свои функции, токопроводящий элемент должен быть выполнен из неподверженного намагничиванию материала. Чаще всего в качестве такового используется нержавеющая сталь или пластик. Если используется нержавейка, внутри нее укладывается инертный материал – фторопласт или полиэтилен.

Перпендикулярно трубе размещают магниты, а также два электрода, расположенных на одной линии, которые регистрируют изменение ЭДС. Сигнал, считываемый электродами, проходит через специальный усилитель и регистрируется отсчетной системой.

Выделяют два типа счетчиков, которые отличаются источниками магнитного поля. Оно может продуцироваться как постоянными, так и работающими от электричества магнитами. Источник определяет сферу применения и технические характеристики устройств. В свою очередь, магнитное поле может быть постоянным или переменным, что влияет на тип измеряемой жидкости.

Особенности счетчиков с разными магнитами

Электромагнитный расходомер с постоянным магнитом используется там, где нет возможности подключиться к сети переменного тока. И в этом заключается их главное достоинство – абсолютная автономность. Кроме того, отсутствие электронных компонентов упрощает их конструкцию, увеличивает долговечность и надежность.

Электромагнитные счетчики нуждаются в источнике переменного тока. Это, пожалуй, единственных их недостаток. Преимуществ же у устройств намного больше:

• высокая точность, которая не зависит от температуры жидкости, ее вязкости, плотности;
• возможность регистрирования показаний вне зависимости от диаметра трубы;
• высокая скорость считывания показаний;
• способность измерять расход вязкой, агрессивной среды и жидкости с абразивом.

Кроме того, требуется небольшой прямолинейный участок, чтобы подключить расходомер. Счетчик электромагнитный способен считывать показания как в ламинарном (спокойном), так и в турбулентном (с завихрениями) течении.

Счетчики с постоянным и переменным магнитным полем

Расходомеры с постоянным магнитным полем используются главным образом в металлургии, для регистрации потока расплавленных металлов, а также сред, которые имеют электронную проводимость. Если использовать данные устройства для измерения расхода жидкостей с ионной проводимостью (воды, нефти, молока), то произойдет поляризация электродов, из-за чего прибор просто выйдет из строя.

Типичным представителем счетчиков с переменным магнитным полем является электромагнитный расходомер «Взлет». Он используется во многих сферах деятельности человека, начиная с водоканализационного хозяйства и заканчивая энергосберегающими компаниями.

Недостатки подобных устройств (ограничения и помехи) возникают из-за возникновения токов смещения и Фуко, появления трансформаторной ЭДС, которая снижает точность измерения. Для решения проблем прибегают к изменению частот электромагнитных полей, а также от переменных источников тока переходят к импульсному питанию.

Сфера применения электромагнитных расходомеров

Электромагнитные счетчики чаще всего применяются там, где необходим учет расхода жидких ресурсов – воды, нефти, пищевых продуктов. Они также применяются в отопительных системах. Промышленные виды устройств используют в рудообогатительном и металлургическом производстве.

В быту наибольшее распространение получил расходомер-счетчик электромагнитный «Взлет». Линейка этих устройств способна удовлетворить потребности как средних и крупных организаций, так и рядового пользователя. Основным преимуществом бытовых установок является простота монтажа и обслуживания.