Индукционные расходомеры

Применимы для измерения расхода жидкостей, обладающих электропроводностью не менее 10^–3 – 10 sm/m, т.е. не ниже, чем у технической воды.

Принцип работы такого расходомера поясняет рис. 10.5.

Магнитное поле В приложено перпендикулярно направлению потока жидкости. Индуцируемая э.д.с., определяемая законом электромагнитной индукции, перпендикулярна как направлению потока, так и направлению магнитного поля. Величина э.д.с. определяется законом Фарадея

где U_е – индуцируемая э.д.с. между точками а и б (V);

– магнитная индукция (Т);

а, б – точки, в которых находятся электроды;

– расстояние между точками а и б (m);

– скорость жидкости (m/s).

Предполагая, что пространственное распределение поля В и скорости V однородны, и, что векторы , , ортогональны, получаем

Индуцируемая э.д.с. U_е измеряется с помощью двух электродов, контактирующих с жидкостью. Тип используемых элементов зависит от типа жидкости. Для многих жидкостей, включая жидкие металлы, используются электроды из сравнительно химически неактивных металлов, например, платины.

Рисунок 10.7 – Структура индукционного расходомера

Важнейшим достоинством индукционных расходомеров заключается в том, что они не вносят никакого сопротивления в поток измеряемой среды и, тем самым, не создают условий для местной аккумуляции осадков в датчике. Показания индукционных расходомеров не зависят от физических свойств (плотности, вязкости) и характера (ламинарный, турбулентный) течения потока измеряемой среды.

Качественно сконструированные индукционные расходомеры при правильной эксплуатации могут иметь погрешность, не превышающую 1 %. Однако существует большое число возможных источников погрешностей.

Соотношения, приведенные выше для индукционного расходомера, справедливы только для аксиально симметричного потока, именно этот случай часто встречается на практике. Для потока с известным асимметричным профилем в показания измерения необходимо вводить поправочный коэффициент.

Между электродами, находящимися в жидкости, может возникать разность потенциалов (как в обычном гальваническом элементе), проявляющаяся в наличии напряжении смещения нуля для измеряемой э.д.с. Эта проблема не возникает при использовании переменного магнитного поля. Электроды могут подвергнуться воздействию коррозии, на них постоянно могут осаждаться инородные материалы, что влияет на их сопротивление и, возможно, на измеряемую э.д.с. Неоднородность магнитного поля вдоль или перпендикулярно оси потока может приводить к существенным погрешностям из-за образования локальных токов, циркулирующих в жидкости.