Магнит для теплосчетчика: Счётчики воды и магниты: реальные последствия

Теплосчетчики МКТС

Интелприбор

Каталог продукции

Теплосчетчики МКТС

Исполнение Теплосчетчика МКТС с СБ-04 и М121-И6:	Исполнение Теплосчетчика МКТС с СБ-05 и М121-И6:	Исполнение Теплосчетчика МКТС с СБ-05 и М121-К5:	Исполнение Теплосчетчика МКТС с СБ-04 и М121-И5:

Описание и технические характеристики Теплосчетчиков МКТС

Теплосчетчики МКТС предназначены для измерения и учета тепловой энергии, объемного и массового расхода, объема и массы, температуры и давления теплоносителя в открытых и закрытых системах водяного теплоснабжения, теплопотребления и теплоотведения; объемного и массового расхода, объема и массы, температуры и давления воды в системах водоснабжения и водоотведения.

С помощью Теплосчетчика МКТС возможно измерение этих параметров в трубопроводах технологического оборудования, в том числе применяемого в пищевой промышленности (учет молока, соков, алкогольной продукции с содержанием этилового спирта до 60%, и др.).

Области применения Теплосчетчиков МКТС:

• коммерческий и технологический учет на объектах теплоэнергетического комплекса жилищно-коммунального хозяйства и промышленных предприятий,
• информационно-измерительные системы,
• системы контроля и регулирования технологических процессов.

В зависимости от конфигурации и настройки Теплосчетчик МКТС может быть использован как теплосчетчик или как счетчик-расходомер массы и объема жидкости в одном или нескольких (до двенадцати) трубопроводах одновременно.

Пример схемы подключения:

Основные особенности концепции:

• Универсальность – Теплосчетчик МКТС позволяет реализовать любую из схем узлов учета систем водотеплоснабжения и потребления, приведенных в «Правилах коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя», причем одновременно может обслуживаться до четырех тепловых систем.
• Высокая точность измерения обеспечивается уникальными схемотехническими решениями, принципиально новой конструкцией преобразователя расхода и специальными алгоритмами обработки сигналов.
• Высокая надежность достигается применением передовых технологий, еще недавно доступных только в закрытых отраслях машиностроения, и тщательным тестированием всех компонентов теплосчетчика на специальных стендах в процессе производства.
• Модульность конструкции и гибкость конфигурации. Теплосчетчик МКТС построен по модульному принципу и обладает высокой гибкостью аппаратной и программной конфигурации, что позволяет строить многоканальные системы учета различной сложности, содержащие от 1 до 16 измерительных модулей (расходомеров), измеряющих расход и другие параметры теплоносителя.
• На материнской плате системного блока (СБ) МКТС предусмотрены разъемы (слоты) для подключения различных плат расширения, что позволяет оперативно наращивать конфигурацию теплосчетчика в зависимости от потребностей заказчика.
• Предельная простота монтажа и ввода в эксплуатацию обусловлены оригинальным способом подключения измерительных модулей к СБ МКТС – всего лишь одной витой парой.
• По витой паре осуществляется:
• обмен данными между СБ и измерительными модулями в цифровом формате;
• питание всех измерительных модулей от одного общего источника, размещенного в СБ.

Витая пара подключается к измерительным модулям без соблюдения полярности. Гибкость подключения измерительных модулей к СБ обеспечивается возможностью как последовательного соединения нескольких измерительных модулей одной витой парой, так и присоединения этих витых пар к СБ с четырех различных направлений (звезда). Исключается необходимость тянуть к вычислителю многочисленные кабели от первичных преобразователей, что существенно снижает стоимость монтажа.

• Системный блок является одновременно и монтажным шкафом, поэтому не требуется дополнительного оборудования при монтаже комплекта.
• Для самых распространенных диаметров трубопровода устранена необходимость монтажа и подключения преобразователей температуры и давления на объекте, так как они устанавливаются непосредственно в измерительные модули (без врезки в трубопровод).

• Удобство использования обеспечивается эргономичной дисплейно-клавиатурной панелью, состоящей из четырехстрочного дисплея и 20-клавишной пленочной клавиатуры, а также простым и удобным интерфейсом пользователя.
• Защита от несанкционированного изменения отчетных данных обеспечивается использованием в Теплосчетчике МКТС специальных мер, которые делают невозможным стирание или изменение коммерчески значимой информации. В приборе использованы как традиционные механические средства защиты информации (пломбируемые переключатели), так и электронные.

Основные модули теплосчетчика МКТС:

• Системный блок (СБ) выполняет функции вычисления, архивирования данных, поддержки интерфейсов связи, обеспечивает стабилизированным питанием все элементы Теплосчетчика МКТС;
• Измерительные модули (ИМ) предназначены для измерения расхода, температуры и давления жидкости. Основу измерительного модуля составляет электронный блок, к которому подключаются первичные преобразователи расхода, температуры и давления. Электронный блок преобразует сигналы первичных преобразователей в цифровые значения величин расхода, температуры и давления и передает их в СБ по двустороннему цифровому каналу обмена данными (ЦКОД).
• Преобразователи температуры и давления. Встраиваемые в измерительные модули преобразователи температуры и давления выполнены в оригинальных миниатюрных корпусах из нержавеющей стали. Они подключаются к электронному блоку внутри его корпуса с помощью собственных выводов к клеммам платы подключения ИМ. При отсутствии ПД на его место устанавливается специальная заглушка. Для измерения температуры и давления в случае использования измерительных модулей без посадочных мест для ПТ и ПД используются датчики обычной конструкции (врезные), подключаемые к клеммам ИМ с помощью 4-проводных кабелей необходимой длины.

Технические характеристики Теплосчетчика МКТС:

• Широкий динамический диапазон измерений расхода – (D=Gmin/Gmax) – 1:1000.
• Ёмкость архивов составляет, не менее: почасового – 120 суток, посуточного – 16 месяцев, помесячного – 20 лет, диагностической информации – 7936 записей. При отключении сетевого питания информация, записанная в архивы, сохраняется в энергонезависимой памяти Теплосчетчика МКТС не менее 12 лет.
• Межповерочный интервал: 4 года.
• Максимальное количество подключаемых измерительных модулей (СБ-04/СБ-05): 16/8.
• Максимальное количество узлов учета (СБ-04/СБ-05): 4/2.
• Наличие интерфейсов связи: RS-232, RS-485, USB.
• Дополнительные интерфейсы СБ-04: GSM, Ethernet, LPT, Modbus, LonWorks.
• Количество слотов для плат расширения в СБ-04: 6.
• По степени защиты от воздействия окружающей среды согласно ГОСТ 14254-96 СБ соответствует классу IР54, ИМ соответствует классу IР65(опционально IР68).

Диапазоны измерений
Номинальные диаметры (DN) и максимальные объемные расходы (Gmax) электромагнитных первичных преобразователей расхода	Приведены в таблице ниже
Минимальные объемные расходы (Gmin) электромагнитных первичных преобразователей расхода	0,001∙Gmax; 0,002∙Gmax; 0,004∙Gmax; 0,01∙Gmax; 0,02∙Gmax
Диапазон объемного расхода преобразователей расхода с импульсным выходом, м3/ч	от 0,015 до 136000
Диапазон измерения температуры теплоносителя, °С:	0 . .. 150, 0 … 160
Наименьшее значение разности температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах Δtmin, °С:	2; 3
Диапазон измерения разности температур в подающем и обратном трубопроводах, °С:	Δtmin … 150
Рабочий диапазон давления измеряемой среды, в зависимости от исполнения ИМ, МПа:	0…1,6 или 0…2,5
Диапазон частот, Гц: – выходного частотного сигнала – входного/выходного импульсного сигнала	от 0,01 до 10000 от 0 до 90
Метрологические характеристики
Пределы допускаемой относительной погрешности* при измерении тепловой энергии в закрытых системах теплоснабжения, %: – для класса 1 – для класса 2	±(2+4∙∆tmin/∆t+0,01∙Gmax/G) ±(3+4∙∆tmin/∆t+0,02∙Gmax/G)
Пределы допускаемой относительной погрешности при измерениях объема (объемного расхода) и массы (массового расхода), %,
– для класса 2	±(2+0,02•Gmax/G), но не более ±5
– для класса 1	±(1+0,01•Gmax/G), но не более ±3,5
– для класса 1С – при G ≥ Gmax/100 – при G < Gmax/100	±(1+0,01∙Gmax/G) ±2
– для класса 1D	±1
– для класса 1E	±0,5
– для класса 1F	±0,25
Пределы допускаемой относительной погрешности первичных преобразователей расхода с импульсным выходом в диапазоне 1 ≤ Gmax/G ≤ 25**, %, не более	±2
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерительных каналов температуры измерительных модулей (без учета погрешности термопреобразователей сопротивления), °С:	±0,02
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры, °С	±(0,6+0,004∙|t|)
Пределы допускаемой относительной погрешности вычисления тепловой энергии, %:	±0,1
Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении времени наработки, %:	±0,01
Пределы допускаемой приведенной к верхнему пределу погрешности при измерении давления, %	±2,0
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования измеряемой величины в импульсный выходной сигнал, %	±0,1
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования измеряемой величины в частотный выходной сигнал, %	±0,1
Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования измеряемой величины в токовый выходной сигнал, %	±0,5
* – Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении тепловой энергии в открытых водяных системах теплоснабжения рассчитываются по МИ 2553-99 или по методике, утвержденной в установленном порядке. ** – 1 ≤ Gmax/G ≤ 50 для US 800 и ПРЭМ
Масса, габаритные размеры и мощность
Масса СБ-04 без аккумулятора (СБ-05) , кг, не более*:	5 (1,2)
Масса ИМ, в зависимости от DN и комплектации, кг:	1 … 125
Габаритные размеры (Д×В×Ш) СБ-04 (СБ-05), мм, не более:	286 × 343 × 161 (161 × 232 × 71)
Габаритные размеры ИМ в зависимости от DN, мм: – длина – высота – диаметр	от 132 до 438 от 275 до 627 от 95 до 485
Мощность активная, потребляемая СБ от силовой сети при отсутствии ИМ, Вт, не более:	20
Мощность средняя, потребляемая ИМ от СБ, Вт, не более:	3
Мощность активная, потребляемая теплосчетчиком в максимальной комплектации от силовой сети, Вт, не более:	70
Условия эксплуатации
Диапазон температуры окружающего воздуха, °С: – для СБ (вычислитель) – для ИМ (расходомеры)	от –20 до +55 от –20 до +70
Относительная влажность окружающего воздуха, не более, %:	93
Рабочий диапазон напряжения силовой сети, В:	184 … 253
Рабочий диапазон частот силовой сети, Гц:	50 ± 1
Длина прямолинейных участков трубопровода без местных гидравлических сопротивлений (трубопроводная арматура и др. устройства), не менее:
– до преобразователя расхода:	3 DN
– после преобразователя расхода:	1 DN
Допустимая удельная электрическая проводимость измеряемой жидкой среды, См/м:	от 0,001 до 10
Напряженность магнитного постоянного или переменного поля с частотой силовой сети, не более, А/м:	400
Сведения о надежности
Норма средней наработки на отказ, ч:	100 000
Средний срок службы, лет:	20
* – масса, габаритные размеры, условия эксплуатации составных частей теплосчетчика приведены в их эксплуатационных документах.

Номинальные диаметры (DN) электромагнитных первичных преобразователей расхода, наименьшее (G_min) и наибольшее (G_max) значения измеряемых Теплосчетчиком МКТС объемных расходов (G) в зависимости от DN:

DN	Максимальный расход, Gmax, м3/ч	Gmin(3), м3/ч для D =1000	Значение объемного расхода, при котором перепад давления на ПР не превышает 0,01 МПа, м3/ч		Перепад давления на ПР при G = Gmax не более, МПа
			(1)	(2)	(1)	(2)
15	6	0,006	–	6	–	0,005
25	16	0,016	13	16	0,015	0,005
32	25	0,025	20	25	0,015	0,005
40	40	0,04	33	40	0,015	0,005
50	60	0,06	60	60	0,010	0,005
65	105	0,105	105	105	0,010	0,005
80	160	0,16	160	160	0,010	0,005
100	250	0,25	–	250	–	0,005
150	600	0,6	–	600	–	0,005
200	1000	1	–	1000	–	0,005
300	2500	2,5	–	2500	–	0,005

⁽¹⁾ – для электромагнитных ПР с типом конструкции И5 и И6;

⁽²⁾ – для других типов электромагнитных ПР.

⁽³⁾ – значения Gmin приведены для динамического диапазона измерения объемного расхода (D = Gmax/Gmin) равного 1000. Для других значений параметра D наименьшее значение измеряемого объемного расхода Gmin вычисляется по формуле: Gmin = Gmax / D.

78880-20: Supercal 739 Счетчики тепловой энергии

Назначение

Счетчики тепловой энергии Supercal 739 (далее – теплосчетчики) предназначены для измерений количества теплоты (энергии), объемного расхода жидкости и объема жидкости в потоке, температуры жидкости (теплоносителя) в закрытых системах теплоснабжения и водоснабжения.

Описание

Принцип действия теплосчетчиков основан на вычислении количества теплоты (энергии), объемного расхода жидкости и объема жидкости в потоке, температуры вычислителем, с помощью данных, полученных с первичного преобразователя расхода и пары термопреобразователей сопротивления Pt1000, входящих в состав теплосчетчика.

Вычислитель представляет собой микропроцессорное электронное устройство с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой управления. Вычислитель управляет процессом сбора измерительной информации от средств измерении параметров теплоносителя (жидкости), выполняет расчеты, хранит в энергонезависимой памяти необходимые для работы параметры, результаты измерений, часы работы и выводит их на дисплей. Энергонезависимая память хранит информацию часового архива за последние 60 суток, суточного архива за последние 6 месяцев, месячного архива (итоговые значения) за последние 36 месяцев. Вычислитель может быть укомплектован дополнительными интерфейсами связи M-Bus и/или радиомодулем, импульсными входными каналами для подключения дополнительных средств измерений. Вычислитель выполнен в виде раздельно – выносного исполнения, в комплекте идет дополнительное монтажное крепление для вычислителя. На корпусе вычислителя указано исполнение, модификация, а также место установки преобразователя расхода (подающий или обратный трубопровод).

Первичный преобразователь расхода представляет собой измерительную камеру с крыльчаткой, на оси которой установлен магнит ведущей части магнитной муфты. Количество оборотов крыльчатки пропорционально объему жидкости в потоке.

Пара термопреобразователей сопротивления Pt1000 измеряет температуру теплоносителя на подающем и обратном трубопроводе в системе теплоснабжения (водоснабжения).

Общий вид теплосчетчиков приведен на рисунке 1.

Теплосчетчики имеют два исполнения, различающиеся номинальным диаметрами DN15 и DN20. Теплосчетчики с номинальным диаметром DN15 имеет две модификации А и В, различающиеся диапазоном измерений объемного расхода жидкости теплоносителя.

Пломбировка от несанкционированного доступа теплосчетчика осуществляется с помощью наклейки, которая наклеивается на корпус вычислителя, с нанесением знака поверки на наклейку.

Место пломбирования корпуса вычислителя теплосчетчика, приведено на рисунке 2.

Программное обеспечение

теплосчетчиков встроенное.

Функции программного обеспечения: осуществление сбора и обработки поступающих данных от средств измерении параметров теплоносителя, выполнения математической обработки результатов измерений, вычисления, хранения результатов вычислений, измеряемых параметров, настроек, времени и архивирование данных.

Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные программного обеспечения теплосчетчика приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Идентификационные данные программного обеспечения теплосчетчика.

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Идентификационное наименование ПО	SOFT
Номер версии (идентификационный номер) ПО	не ниже 1.07
Цифровой идентификатор ПО	–

Таблица 2 – Метрологические характеристики

Наименование характеристики	Значение
Номинальный диаметр	D]	N15	DN20
Модификация	А	В	–
Диапазон измерений объемного расхода жидкости, м3/ч	от 0,012 до 1,2	от 0,015 до 3,0	от 0,025 до 5,0
Пределы допускаемой относительной погрешности теплосчетчика при измерении объемного расхода жидкости и объема жидкости в потоке, %:	±3
Диапазон измерений температуры жидкости (теплоносителя), °С	от 0 до +110
Пределы допускаемой абсолютной погрешности теплосчетчика при измерении температуры жидкости (теплоносителя), °С	±(0,6+0,004-|t|)
Диапазон измерений разности температур жидкости (теплоносителя), °С	от 3 до 75
Пределы допускаемой относительной погрешности теплосчетчика при измерении разности температур жидкости (теплоносителя), %	±(0,5+3-(Atmin/At))
Пределы допускаемой относительной погрешности теплосчетчика при измерении времени, %	± 0,05
Диапазон измерений количества теплоты (энергии), ГДж	от 0 до 9999999
Пределы допускаемой относительной погрешности вычислителя теплосчетчика при вычислении количества теплоты (энергии), %	±(0,5+(Atmin/At))
Пределы допускаемой относительной погрешности теплосчетчика при измерении количества теплоты (энергии), %	±(4+4-(Atmin/At))
Atmin – наименьшая разность температуры, °С; At – измеренное значение разности температуры, °С; t – измеренное значение температуры, °С.

Таблица 3 – Основные технические характеристики

Наименование параметра	Значение параметра
1	2
Измеряемая среда Температура измеряемой среды, °С Давление измеряемой среды, МПа, не более	жидкость (теплоноситель) от 0 до +110 1,6
Параметры электрического питания: – напряжение питания, постоянный ток, В	3,6
Условия эксплуатации: –    температура окружающей среды, °С –    относительная влажность воздуха, % –    атмосферное давление, кПа	от +5 до +55 от 30 до 80 от 84 до 107

1	2
Габаритные размеры, мм, не более: – DN15	110х83х90
– DN20	130х83х90
Масса, кг, не более	1,1
Средний срок службы, лет, не менее	12
Средняя наработка на отказ, ч	80000

Знак утверждения типа

наносится на маркировочную табличку, закрепленную на боковой панели вычислителя теплосчетчика в виде наклейки и на титульных листах по центру в верху руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 – Комплектность средства измерений

Наименование	Количество, шт.
Счетчик тепловой энергии Supercal 739	1 шт.
Руководство по эксплуатации	1 экз.
Методика поверки	1 экз.
Паспорт	1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МП 1001-1-2019 «Инструкция. ГСИ. Счетчик тепловой энергии Supercal 739. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 12.07.2019.

Основные средства поверки:

–    рабочий эталон 2-го разряда в соответствии с ГПС (часть 1), утвержденной приказом Росстандарта от 7 февраля 2018 г. № 256 (с диапазоном воспроизведения объемного расхода жидкости от 0,01 до 5 м3/ч и пределами допускаемой относительной погрешности ±0,29 %),

–    рабочий эталон 3-го разряда в соответствии с ГОСТ 8. 558-2009 с входящим в состав термостатом в диапазоне значений от 5 до 110 °С;

–    рабочий эталон 5-го разряда в соответствии с ГПС, утвержденной приказом Росстандарта от 31 июля 2018 г. № 1621 с диапазоном измерения не менее 2 часов.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и/или паспорт, а также наносится на наклейку, которая наклеивается на корпус вычислителя теплосчетчика в соответствии с рисунком 2.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

Методика осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя, утвержденная приказом Минстроя России от 17 марта 2014 г. № 99/пр (зарегистрирован Минюстом России 12 сентября 2014 г., регистрационный № 34040)

Техническая документация изготовителя

Эксперименты с магнитом: что происходит при нагревании магнита

Toggle Nav

Поиск

Магниты можно найти во многих повседневных предметах и ​​технологиях, таких как автомобили, телефоны и компьютеры. Именно из-за способности постоянных магнитов создавать собственное магнитное поле они полезны в различных продуктах и ​​ситуациях. Однако они не являются непроницаемыми. На силу магнита могут влиять определенные изменения окружающей среды, такие как температура. Влияние температуры на неодимовые магниты — одно из самых интересных явлений для наблюдения и оценки. В этом эксперименте с магнитами мы специально исследуем, как магниты реагируют на сильное нагревание.

Предупреждение о безопасности. Поскольку в этом эксперименте используются потенциально опасные высокие температуры и магниты, он не предназначен для детей и не должен проводиться без соответствующей защитной одежды.

• Термометр (212°F или 100°C)
• Пластиковые щипцы
• 2 стержневых неодимовых магнита
• Защитные очки и перчатки
• Вода
• Плита
• Кастрюля
• Пластиковая чаша
• 100 железных скрепок

Часть 1: Испытание при комнатной температуре

1. Сначала проведите магнитное испытание при комнатной температуре. Насыпьте скрепки в пластиковую миску.
2. Погрузите один из неодимовых стержневых магнитов в чашу с клипсами и снимите его, записав полученное количество.
3. Снимите скрепки с магнита и отложите его в сторону. Замените скрепки в миске.

Часть 2: Испытание горячим магнитом

1. Горячая вода и металлы могут вызвать серьезные ожоги, поэтому важно принять необходимые меры безопасности. Наденьте защитные очки и перчатки.
2. Нагрейте около ¾ стакана воды в небольшой кастрюле, пока она не достигнет температуры 185–212 °F или 85–100 °C. Температура кипения воды должна быть близка или находиться в пределах этого температурного диапазона. Используйте свой термометр, чтобы проверить, подходит ли градус.
3. Используя пластиковые щипцы, аккуратно поместите неодимовый магнит в воду. Будьте предельно осторожны, чтобы не разбрызгать горячую воду.
4. Оставьте магнит нагреваться в воде примерно на 15 минут.
5. Осторожно достаньте магнит из воды пластиковыми щипцами и поместите его в миску со скрепками.
6. Наблюдайте и записывайте, сколько скрепок собрано.
7. Подождите, пока магнит полностью остынет, прежде чем пытаться обращаться с ним без щипцов.

Нагретый магнит не захватывает скрепки или захватывает их очень мало в зависимости от температуры и времени нагревания. При нагревании выше 176° по Фаренгейту (80° по Цельсию) магниты быстро теряют свои магнитные свойства. Магнит будет постоянно размагничиваться, если подвергаться воздействию этих температур в течение определенного периода времени или нагреваться при значительно более высокой температуре (температура Кюри).

Тепловое размагничивание также зависит от того, из каких материалов состоит магнит. Некоторые типы магнитов, такие как самарий-кобальт (SmCo), обладают более высокой термостойкостью. Существуют также другие типы магнитов из неодима, железа и бора (NdFeB), которые не так подвержены разрушению потока под воздействием тепла.

Магниты состоят из атомов. В нормальных условиях окружающей среды эти атомы располагаются между полюсами и способствуют магнетизму. При воздействии более горячих условий частицы внутри магнита движутся все быстрее и спорадически. Это смешивание сбивает с толку и смещает частицы, вызывая потерю магнетизма.

Теперь, когда вы проверили, как высокая температура влияет на магниты, как вы думаете, как сильный холод повлияет на магнит? Ознакомьтесь с другим нашим экспериментом о влиянии низких температур на магниты. Не стесняйтесь посетить наш инвентарь магнитов для поставок или связаться с нами по любым вопросам о магнитах!

Photo by Aney

Категории: Эксперименты с магнитом

Теги: эксперимент с магнитом и магниты в науке

Опубликовано: 10 июня 2014

Добавил:

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.

Магнитный 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.

В настоящее время возбуждение постоянным током используется примерно в 85% установок, а магнитометры переменного тока требуют остальные 15%, если это оправдано следующими условиями:

• Когда воздух увлекается в больших количествах технологическим потоком;
• 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 низким 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 магнитометр необходимо периодически опорожнять, он должен быть оснащен опцией нулевой точки пустой трубки. 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.