Электромагнитные расходомеры

Особенности электромагнитных расходомеров Симаг 12 

Расходомеры-счетчики Симаг 12 (являются улучшенной модификацией серии ЭМР Симаг 11) применяются для технологического и коммерческого учета взрывобезопасных электропроводящих сред, например: растворов кислот и щелочей, пищевых смесей и суспензий, горячей/холодной воды, сточных вод.

• измерительный участок трубы не имеет выступающих и подвижных частей (нет гидравлического сопротивления потоку), что повышает надежность измерений и позволяет эксплуатировать трубопровод без потерь давления;

• возможность измерения расхода воды и других жидкостей с минимальной проводимостью 5 мкСм/см;

• измерение загрязненных сред с содержанием твердых частиц по массе до 5 %;

• широкий динамический диапазон измерений объемного расхода (Q_max/Q_min) – от 62,5 до 250;

• обеспечивается относительная погрешность измерения расхода и накопленного объема, в зависимости от класса: (А) ±1; (В) ±0,5; (С) ±0,25 %;

• широкий диапазон температур для измеряемой жидкой среды – от -40 до +150 °С;

• максимальное рабочее давление жидкости в трубе – до 4 МПа;

• результаты измерений и служебная информация отображаются на дисплее прибора, а также доступны по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU).

• результаты измерений могут передаваться удаленно через дополнительно устанавливаемый интерфейс HART (опция);

• метрологические выходы: аналоговый 4–20 мА и дискретный двухрежимный: частота 0…2000 Гц или импульсы (до 50 имп/с);

• имеется функция имитатора выходных сигналов для удобства настройки и проверки работы расходомера в составе АСУТП, независимо от наличия потока в трубе;

• конвертер непрерывно выполняет самодиагностику своего состояния;

• результаты измерений и события о процессе работы записываются во внутренней энергонезависимой памяти в виде архива, а при сбоях электропитания могут сохраняться длительное время.

Конструкция расходомера Симаг 12 может иметь два варианта исполнения:

«К» (компактная) – объединенный корпус конвертера и сенсора закрепляется на трубе измерительного участка. Это упрощает монтаж на месте эксплуатации, но для такого варианта имеются некоторые ограничения по условиям эксплуатации (температура, вибрации);

«Р» (раздельная) – у конвертера и сенсора имеют индивидуальные корпуса, соединяемые между собой электрическим кабелем. Конвертер выполнен в виде электронного блока с дисплеем (в пластмассовом корпусе с прозрачной крышкой – рисунок 1), для закрепления на стене или размещения в составе электротехнического шкафа на DIN-рейке.

Рисунок 1 – Вариант применения расходомера с раздельным исполнением сенсора (измерительного участка) и конвертера (электронного блока)

Измерительный участок расходомера выполнен в виде проточной части трубы, изготовленной из немагнитного материала, покрытого внутри диэлектрической изоляцией (футеровкой), помещенной между обмотками электрических катушек, которые создают электромагнитное поле. На рисунке 2 условно показана внутренняя структура сенсора.

Рисунок 2 – Пояснение работы электромагнитного сенсора: L – расстояние между концами измерительных электродов, которое соответствует внутреннему диаметру трубы L=Dn; S – площадь поперечного сечения потока жидкости в трубе; E_эл – напряжение ЭДС на электродах; В – силовые линии поля магнитной индукции

Принцип измерения основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле, наводится напряжение (ЭДС). Магнитное поле создается катушками, а роль движущегося проводника в проточной части сенсора выполняет электропроводящая жидкость. Напряжение ЭДС снимается с измерительных электродов (_Eэл), рисунок 2. При этом индуцируемое на измерительных электродах напряжение определяется формулой

где ε – константа; v – скорость движения потока жидкости, м/с;

      В – магнитная индукция (сила магнитного поля), Тл;

     Dn – диаметр условного прохода канала трубопровода, м.

Это напряжение пропорционально средней скорости потока в трубопроводе, а при известном сечении – объемному расходу.

Электронный блок (конвертер)  поступающее напряжение с электродов сенсора усиливает, преобразует в цифровое значение и обрабатывает. При этом определение объемного расхода жидкости производится по формуле

где Q – мгновенное значение объемного расхода, м³/с;

      К – постоянная калибровки, которая учитывает свойства контролируемой жидкости;

      S – площадь поперечного сечения проточной части трубопровода на измерительном участке, м²

      E_эл – напряжение на измерительных электродах сенсора, В.

Объем жидкости, прошедшей через поперечное сечение полностью заполненной трубы за время t, рассчитывается по формуле

где V – объем прошедшей жидкости, м³

      Q – значение объемного расхода, м³/с;

       t – время прохождения жидкости через поперечное сечение потока, с.

Рассчитанная информация отображается на индикаторе, и на её основе формируются нормированные (пропорциональные измеренной величине) сигналы на выходах конвертера: ток 4…20 мА, частота до 2000 Гц или последовательность импульсов (количество импульсов пропорционально прошедшему объему жидкости).

Следует отметить, что согласно «Свидетельству об утверждении типа средств измерений» (в реестре средств измерений РФ под № 73361-18), для расходомера Симаг 12 указан максимальный диаметр условного прохода 1600 мм, но ничто не мешает его использовать на больших диаметрах труб (до 4000 мм) при технологическом контроле расхода – в таком случае поверка данного прибора органами Ростехнадзора не производится, так как это уже не является их зоной ответственности.

Дополнительные преимущества расходомеров-счетчиков Симаг 12:

1. Широкий перечень конструктивных вариантов измерительного участка (первичного преобразователя расхода): фланцевый, безфланцевый (типа сэндвич), молочная гайка (DIN11851).
2. Высокая степень защиты от внешних воздействий окружающей среды для измерительного участка – до IP68 (опция).
3. Измерительный участок типового исполнения может выдерживать перегрузку давлением до 6 МПа (по заказу до 15 МПа).
4. Расходомер раздельного исполнения может работать при длине соединительного кабеля между сенсором и электронным блоком (конвертером) до 50 м.
5. Имеется ПО настройки / считывания параметров / результатов измерений / архива.
6. Межповерочный интервал 4 года, имеется возможность проводить поверку имитационным методом, что значительно упрощает и ускоряет выполнение данного вида работ при эксплуатации.