Что такое преобразователь расхода вихревой электромагнитный

Вихревые расходомеры. Принцип действия, типы, методика поверки, области применения, комплектация.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВИХРЕВЫХ РАСХОДОМЕРОВ — СЧЕТЧИКОВ

Как работает вихревой расходомер

Вихревой расходомер — это универсальный прибор для измерения расхода газа, пара и жидкости. Его работа основана на эффекте Кармана или вихревой дорожке Кармана.

ЭФФЕКТ КАРМАНА

На схеме показан счетчик, который состоит из корпуса, устанавливаемого в трубопровод, обтекаемого тела, создающего завихрения в измеряемой среде, сенсора, улавливающего эти завихрения и электронного блока, преобразовывающего сигнал сенсора в единицы измерения расхода. Тело обтекания, находящееся внутри потока, создает в потоке завихрения, характеризуемые изменением давления, плотности, температуры. Корпус, тело обтекания, сенсор или сенсоры образуют первичный преобразователь расхода. Усилитель, электронный блок и экран, составляют вторичный преобразователь.

По форме тело обтекания может быть круглое, квадратное, треугольное, трапецевидное или сложной формы. Из-за разницы давлений на передней и задней сторонах тела обтекания, возникающей при движении рабочей среды, на боковых поверхностях тела обтекания образуются завихрения. При этом завихрения начинают образовываться не одновременно, а поочерёдно с одной и с другой стороны. Данный эффект носит имя Теодора фон Кармана, нередко называется «вихревой дорожкой Кармана». От формы тела обтекания зависят метрологические характеристики вихревого расходомера, стабильность и динамический диапазон измерений.

Правило измерения в вихревом приборе основан на утверждении о пропорциональности частоты вихреобразования и скорости потока при определенных значениях числа Рейнольдса. Зная скорость потока измеряемой среды и размер трубопровода, в котором расположен вихревой расходомер, объемный расход можно вычислить по формуле:

Где:
Q – измеряемый расход
Fu — частота возникновения вихрей
Кф – (К-фактор) – объем, приходящийся на 1 вихрь.

ВИДЫ СЕНСОРОВ

В зависимости от метода съема сигнала пульсации давления или вихреобразования выделяют несколько видов сенсоров:

— Пьезоэлектрические датчики изгибающего момента типа «крыло»

Универсальный прибор, устанавливаемый после тела обтекания и выступающий в поток своим чувствительным элементом – крылом (лопаткой). Регулятор преобразует силовое воздействие каждого отдельного вихря на крыло. Поочередные удары вихрей преобразуются в частотный электрический сигнал, который проходит через усилитель в электронный блок расходомера. Вторичный преобразователь переводит аналоговый сигнал в цифровой, обрабатывает его по заложенным алгоритмам, фильтрует и передает на цифровой выход. Одновременно с этим, обработанный цифровой сигнал преобразовывается в аналоговый и передается на токовый и частно-импульсный выходы.

— Пьезоэлектрические датчики пульсации давления

Два датчика пульсации давления расположены за телом обтекания на внутренней поверхности проточной части. Принцип фиксирования частоты вихреобразования также основан на силовом воздействии вихрей на чувствительные элементы. В «ЭМИС-ВИХРЬ» 200» такие датчики используются для работы с высокотемпературными средами до 450 градусов.

— Ультразвуковые датчики вихреакустических расходомеров

В отличие от предыдущих принципов фиксирования частоты вихреобразования, основанных на силовом воздействии на чувствительный элемент, в вихреакустических расходомерах используется принцип наложения частоты вихреобразования на частоту несущего ультразвукового сигнала. За телом обтекания, напротив друг друга, расположены излучатель и приемник акустической волны. На излучатель подается напряжение, которое преобразуется в ультразвуковой сигнал, направленный перпендикулярно потоку и образующимся вихрям от тела обтекания. Проходя через поток и взаимодействуя с вихрями, ультразвуковой сигнал модулируется по фазе и попадает на приемник, на котором преобразуется в электрический сигнал и поступает в электронный блок. Полученный сигнал обрабатывается вторичным преобразователем, из него выделяется полезная частота вихреобразования.

Широкий диапазон измеряемых сред позволяет использовать вихревые расходомеры в различных областях народного хозяйства:

• нефтегазовая и нефтеперерабатывающая промышленность;
• химическая отрасль;
• пищевая промышленность;
• нефтехимическая отрасль;
• теплоэнергетика;
• промышленные предприятия;
• ЖКХ;
• строительство.

Использование расходомеров в нефтегазовой отрасли

Обзор электроники ЭМИС-ВИХРЬ 200

Существуют разные модификации расходомеров в зависимости от места установки, степени агрессивности измеряемой среды, диаметра трубопровода:

ПРЕИМУЩЕСТВА И ОСОБЕННОСТИ ВИХРЕВЫХ РАСХОДОМЕРОВ:

• стабильность измерения при изменении показателей температуры и давления;
• надежность и стабильность в работе и простота в управлении;
• высокая метрологическая стабильность измерений;
• измерения с содержанием газовой фазы до 15%;
• широкий динамический диапазон;
• низкое энергопотребление допускает их пользование в удаленных районах при двухпроводной схеме подключения;
• измерение при высоких давлении и температуре технологического процесса;
• возможность метрологической диагностики прибора в процессе эксплуатации без остановки потока;
• цифровая фильтрация сигнала;
• удаленная передача данных, настройка, поверка и диагностика через Modbus RTU по интерфейсам RS-485, Hart и USB;
• фирменное ПО;
• при установке необходимы прямые участки не менее 10 Ду (после сужения) и 12 Ду (после колена, тройника, расширения) до и 5 Ду после;
• устанавливается только на прямолинейном участке или на восходящем потоке;
• невозможность эксплуатации на средах с механическими включениями размером выше среднего;
• невозможность применения для высоковязких, сыпучих и неоднородных сред.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ВИХРЕВОГО РАСХОДОМЕРА:

• Интервал между проведением поверки вихревых расходомеров «ЭМИС» – 4 года.
• Первичная и последующие поверки регламентированы требованиями ПР 50.2.009. В описании типа средства измерения «ЭМИС»- ВИХРЬ 200» включена и утверждена методика имитационной поверки.

При поверке происходит:

• внешний осмотр на отсутствие дефектов и внешних повреждений;
• наличие невскрытых пломб;
• наличие информации на шильдике прибора;
• наличие эксплуатационной документации;
• проверка герметичности;
• опробование;
• определение погрешности расходомера в процессе эксплуатации при стандартных условиях на эталонном стенде.

При имитационной поверке определение погрешности расходомера происходит за счет:

• измерения радиусов скругления передней грани тела обтекания;
• определения относительной погрешности измерения и преобразования электронным блоком расходомера частоты имитирующего сигнала, подаваемого на его вход от внешнего генератора в выходные сигналы.

Если у вас остались вопросы по работе расходомеров, вы можете задать свой вопрос инженерам компании “ЭМИС”:

Источник

Преобразователь расхода вихревой электромагнитный ВПС

Назначение

ВПС предназначены для преобразования расхода (объема) холодной или горячей воды, а также других жидкостей* с удельной электропроводностью не менее 210-3 см/м в электрические сигналы: частотный или импульсный.* по согласованию с предприятием-изготовителем. Область применения — измерение расхода и учет потребления количества жидкости в наполненных напорных трубопроводах систем водо и теплоснабжения для технологических целей и учетно-расчетных операций. Преобразователи могут быть использованы в качестве первичных приборов в комплекте с вычислителем — в составе теплосчетчика, либо — в составе счетчика — расходомера, а также в автоматизированных системах сбора данных, контроля и регулирования технологических процессов. ВПС преобразуют расход (объем) жидкости в зависимости от исполнения в соответствии с индивидуальной градуировочной характеристикой в частоту электрического сигнала, пропорциональную расходу и количество импульсов с нормированной ценой, пропорциональное объему. Климатическое исполнение преобразователей — УХЛ 2 в соответствии с ГОСТ 15150. Устойчивость к климатическим воздействиям — группа С3 по ГОСТ Р 52931. Преобразователи рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от — 10 до +50 оС и относительной влажности не более 95 %. Устойчивость к механическим воздействиям — вибропрочное и виброустойчивое исполне-ние группы N1 по гост Р 52931. Преобразователи устойчивы к воздействию внешнего переменного магнитного поля с частотой 50 Гц и напряженностью не более 400 А/м. В помещении, где эксплуатируются преобразователи, не должно быть среды, вызывающей коррозию материалов, из которых они изготовлены. Степень защиты ВПС от воды и пыли — IP65 по ГОСТ 14254. Питание преобразователей осуществляется от встроенной литиевой батареи с напряжением 3,65 В, со сроком службы — не менее 4 лет с даты отгрузки преобразователя предприятием — изготовителем.

Устройство и работа

В вихревом потоке жидкости, образующемся за обтекаемым им телом, при взаимодействии с постоянным магнитным полем, образуется переменная ЭДС с частотой, пропорциональной объемному расходу. ЭДС снимается сигнальным электродом, усиливается и преобразуется до логического уровня. После чего, сигнал поступает на микроконтроллер, который обрабатывает частоту вихреобразования и формирует выходной импульсный сигнал. Конструктивно преобразователь состоит из проточной части, выполненной в виде полого цилиндра, в котором установлены тело обтекания и сигнальный электрод, а также стойки, в верхней части которой, под крышкой, размещен электронный блок.

Технические характеристики

В зависимости от рабочего диапазона расходов преобразователи подразделяются на следующие группы: ВПС1 с диапазоном расходов 1:100; ВПС2 с диапазоном расходов 1:50. Параметры преобразователей в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) приведены в таблице.

Группа	Расходы, м3/ч	Ду, мм
		20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
ВПС1	Минимальный, gмин	0,1	0,15	0,2	0,3	0,5	0,8	1,5	2	3	5	12
	Переходный ,gпер	0,2	0,3	0,4	0,6	1	1,6	3	4	6	10	24
	Максимальный, gмакс	10	15	20	30	50	80	150	200	300	500	1200
ВПС2	Минимальный, gмин	0,2	0,3	0,4	0,6	1	1,6	3	4	6	10	24
	Максимальный, gмакс	10	15	20	30	50	80	150	200	300	500	1200

Цена и длительность импульса на импульсном выходе Vр задаются в соответствии с таблицей:

Длительность импульса на выходе, мс	Цена импульса на выходе, м 3
ВПС1 и ВПС2	Ду20…Ду40	Ду50…Ду100	Ду125…Ду200
0,15…150 (80)	0,01*	0,1*	1*
0,15…75 (30)	0,005	0,05	0,5
0,15…15 (2)	0,001	0,01	0,1
0,15…7,5 (2)	0,0005	0,005	0,05
0,15…1,5 (0,8)	0,0001	0,001	0,1

Длительность импульса на поверочном выходе изменяется автоматически: на низких частотах она соответствует 3,9 мс, на высоких — 0,9мс. 2.3 Параметры питания и нагрузочные характеристики для различных выходов преобразователей приведены в таблице.

Параметры преобразователей	для исполнений ВПС1 и ВПС2
Напряжение питания, В	Li -батарея 3,65
Средний потребляемый ток, мА	0,045 2)
Параметры универсального выхода V 3):
-схема выходного каскада
-максимальное напряжение Uк макс., В	30
-максимальный ток нагрузки Iк макс., мА	10
-длительность выходного импульса в режиме импульсного выхода Vp, мс	В зависимости от цены импульса согласно таблицы
-напряжение в открытом состоянии при максимальном токе нагрузки В, не более	0,3
Параметры дополнительного выхода V0 4):
-схема выходного каскада	«открытый коллектор»
-максимальное напряжение Uк макс., В	20
-длительность импульса на выходе, мс	1
-напряжение в открытом состоянии при максимальном токе нагрузки В, не более	0,8

1) максимальный средний потребляемый ток соответствует максимальному напряжению питания;

2) при значениях длительностей выходного импульса устанавливаемых по умолчанию;

3) режим универсального выхода V (частотный выход Vf/n , частотный выход Vf/t или импульсный выход Vp) определяется при инициализации преобразователя;

4) выход Vo может быть дополнительно включен для проведения градуировки или поверки.

Возможно подделки!

Информируем Вас о том, что недобросовестными поставщиками/посредниками участились случаи поставки ультразвуковых расходомеров-счетчиков US-800 (или теплосчетчиков Энконт) по заниженным ценам, имеющих в своем составе неоригинальные (изготовленные неизвестным сторонним производителем) ультразвуковые преобразователи расхода УПР.

Источник