Elektromagnetický prietokomer je technologické zariadenie, ktoré sa široko používa na meranie prietoku chladiacej kvapaliny, na meranie výkonnosti kvapalných a plynných látok. Nepochybnými výhodami takýchto systémov sú: realizácia konštrukcie s použitím minimálneho počtu mechanických prvkov, absencia hydrodynamického odporu, najvyššia presnosť záznamových indikátorov.
Elektromagnetický prietokomer – princíp činnosti
Zariadenia tejto kategórie sú vybavené vodičmi, v ktorých v dôsledku priesečníka magnetického poľa so siločiarami vzniká elektromotorická sila. Smer prúdu vytvoreného vo vodiči je kolmý na smer magnetického poľa. Tento vzorec je plne odhalený v takzvanom Faradayovom zákone, ktorý vysvetľuje princíp elektromagnetickej indukcie.
Pri nahradení vodiča prúdom kvapaliny, ktorá vedie elektrinu, sa získa schéma zapojenia, podľa ktorej v skutočnosti fungujeelektromagnetický prietokomer. Takéto zariadenia môžu byť vybavené permanentnými alebo elektrickými magnetmi, ktoré sú napájané striedavým prúdom.
V meracom priestore prietokomeru je umiestnená rúrka z nemagnetického nevodivého materiálu. Často je táto zóna vybavená izolačnými vložkami vyrobenými z inertného plastu. Použitie takýchto prvkov pomáha získať čo najpresnejšie hodnoty v procese merania charakteristík pracovného prostredia.
Prevádzkové oblasti
V akých oblastiach sa používa elektromagnetický prietokomer? Takéto zariadenia sa najčastejšie používajú v oblasti účtovania zdrojov energie a vody. Takéto zariadenia sa používajú najmä pri usporiadaní vykurovacích systémov.
V súčasnosti je elektromagnetický prietokomer široko používaný v biochemickom, metalurgickom a potravinárskom priemysle. Stavebné organizácie, úpravne rúd, zdravotnícke zariadenia sa uchyľujú k používaniu zariadení tejto kategórie.
Elektromagnetický prietokomer je nepostrádateľný pri organizácii automatických riadiacich systémov toku pracovných médií, kde hlavnú úlohu zohráva miera oneskorenia pri meraní ukazovateľov. Zariadenie sa používa pri sledovaní rýchlo sa meniacich prietokov kvapalných a plynných látok.
Metrologické chyby
Ako ukazuje dlhoročná prax v prevádzke meracích prístrojov s konštantným magnetickým poľom, ich priemerná chybaje asi 1 – 2,5 %. Uvedené mínus sa prejaví pri meraní indikátorov nízko pulzujúcich médií. V tomto prípade často dochádza k dodatočným chybám, ktorých príčinou je polarizácia elektród, čo sa prejaví v zmene odporu prevodníka zariadenia.
Zníženie percenta metrologických chýb v prietokomeroch s konštantným magnetickým poľom je uľahčené implementáciou kaloméliových a uhlíkových elektród alebo vodičov s platinovým a tantalovým povlakom do konštrukcie.
Pokiaľ ide o zariadenia so striedavým magnetickým poľom, nedochádza k polarizácii elektród, čo môže viesť k chybám v odčítaní. Takéto zariadenia však majú iné efekty, ktoré skresľujú signál:
- Transformátorový efekt - pri prechode kvapaliny cez vodiče, ktoré tvoria závity, spojovacie vedenie a elektródy vytvárajú elektromotorickú silu transformátora. Na kompenzáciu tohto pôsobenia sa do meracieho obvodu prietokomerov so striedavým magnetickým poľom zavedú magnety s konštantným spínaným prúdom alebo kompenzačné obvody.
- Kapacitný efekt – vzniká v dôsledku výrazného rozdielu potenciálov medzi pripojovacím vedením a systémom zodpovedným za tvorbu magnetického poľa. Chyby sú v tomto prípade kompenzované starostlivým tienením prvkov systému.
Kontrola elektromagnetických prietokomerov
Ako sa vykonáva overenie elektromagnetických prietokomerov?Najpresnejšou metódou je tu statické váženie (hmotnostná metóda). Na jeho realizáciu sú použité vzorové váhy a uzatvárací ventil, ktorý pracuje v režime štart-stop.
V priebehu práce sa čistá hmotnosť pracovnej tekutiny určuje podľa merania hmotnosti nádoby pred a po naplnení, keď médium prechádza cez prietokomer za určité časové obdobie.
Výhody metódy overenia sú:
- presnosť merania normalizovaných prietokových indikátorov;
- možnosť korelácie výsledkov s hodnotami zodpovedajúcimi štátnym normám;
- možnosť overenia prietokomeru, ktorý pracuje s horúcimi kvapalinami;
- automatizácia procesov.
Typy prietokomerov
Okrem elektromagnetických prietokomerov existuje široká škála ďalších zariadení na meranie charakteristík pracovných médií prechádzajúcich potrubím. V súčasnosti sa na základe princípu činnosti rozlišujú tieto skupiny zariadení:
- termálne;
- ultrazvuk;
- vortex;
- Coriolis;
- mechanické;
- mikroprietokomery.
Ďalej stručne zvážime vlastnosti každého typu elektromagnetických prietokomerov.
Merač tepla
Princíp činnosti je založený na lokálnej zmene vlastností pracovnej tekutiny, napríklad teploty v prúde, s následným meraním ukazovateľov na vzdialenom mieste od miesta dopadu. Špecifikovanémetóda prispieva k výpočtu priemernej rýchlosti pohybu hmoty po vodivých dráhach.
Podobne možno zmeniť aj iné charakteristiky látky, napríklad chemické zloženie. Vo väčšine prípadov je však tento prístup neprijateľný, najčastejšie vtedy, keď je potrebné prevádzkovať prietokomery v zdravotníckych zariadeniach.
Ultrazvukové prietokomery
Prevádzka zariadení tohto typu je založená na schopnosti zvukových vĺn šíriť sa v pohybujúcom sa médiu. Určením zdroja výskytu ultrazvuku a jeho prijímača je možné usudzovať na prietok pracovného média podľa ukazovateľov pohybu vlny v určitom segmente.
Vortexové metre
V zariadeniach tohto plánu je hlavným funkčným prvkom guľový alebo diskovitý terč. Diel je upevnený na pevnom elastickom kábli. Pri prechode systémom prúdenie pracovného média ovplyvňuje cieľ, čo vedie k jeho posunutiu. To následne spôsobuje deformáciu kábla, zmeny na ktorých zaznamenávajú špeciálne tenzometre. Získané informácie prispievajú k vytváraniu úsudkov o smere a rýchlosti toku hmoty.
Coriolisove metre
Konštrukčne takéto zariadenia pozostávajú z trubice, ktorá je vystavená vibráciám, ktoré pochádzajú z externého generátora. Pri absencii kvapaliny v systéme vibrácie spôsobujú súčasné zrýchlenie všetkých častí trubice. Pri prechode kvapaliny cez ňu vstupuje do činnosti takzvaná Coriolisova sila, ktorásmerované v opačných smeroch pre vstupné a výstupné toky látky. To vedie k posunu vo vibračnej fáze vodivej trubice a umožňuje opraviť potrebné indikátory.
Mikroprietokomery
Do tejto kategórie meracích prístrojov patria prietokomery, ktoré sa vyznačujú miniatúrnym dizajnom. Rozmery konkrétneho zariadenia sú určené rozsahom jeho použitia. Takéto zariadenia spĺňajú potreby zdravotníckych zariadení a chemických výrobných podnikov.
Podľa princípu činnosti je každé miniatúrne zariadenie bežným prietokomerom - elektromagnetickým meračom. Vzhľadom na možnosť prevádzky v stiesnených podmienkach sú však náklady na takéto zariadenia rádovo vyššie.
Mechanické prietokomery
Táto skupina zahŕňa zariadenia, ktoré štrukturálne neobsahujú elektronické prvky. Prietok sa tu meria účinkom média na mechanické turbíny.
Napriek dostupnej cene takýchto prietokomerov ich presnosť nie je veľmi žiaduca. Ďalšou nevýhodou je použitie pohyblivých častí, ktoré sa môžu stať prekážkou pre pohyb plynných alebo kvapalných látok. Napriek uvedenému mínusu sú však mechanické prietokomery široko používané v domácich podmienkach, keď je potrebné započítať spotrebu vody.
Elektromagnetické prietokomery – bežné modely
Poďme sa na to pozrieťdopytované elektromagnetické prietokomery, po ktorých je na domácom trhu najväčší dopyt.
Elektromagnetický prietokomer "PREM" je určený na meranie objemu a prietoku elektricky vodivých kvapalných látok. Namerané hodnoty sa zobrazujú na externých zariadeniach vhodných na registráciu používateľom. Takéto zariadenia sú vhodné na prevádzku vo veľkých priemyselných komplexoch, slúžia na obsluhu bytových a komunálnych služieb (ako súčasť systémov merania vodnej a tepelnej energie).
Elektromagnetický prietokomer Promag je vhodný na zaznamenávanie vysokoteplotných pracovných prostredí. Ide o komplexné funkčné elektronické zariadenie. Používa sa hlavne ako súčasť modulárnych štruktúr pri implementácii high-tech procesov v priemyselných oblastiach.
"Peterflow" je elektromagnetický prietokomer určený na zaznamenávanie objemu a objemového prietoku kvapalín prechádzajúcich potrubím. Zariadenia tejto značky sú žiadané v oblasti tepelnej energetiky, bytových a komunálnych služieb a v priemysle. Charakteristickými znakmi takýchto meracích zariadení sú: umiestnenie elektronického zariadenia v samostatnom, dobre chránenom puzdre, prítomnosť ochrany proti neoprávnenému prístupu, implementácia pohodlných podsvietených grafických displejov.
Elektromagnetický prietokomer „ERSV VZLET“je v súčasnosti najrozšírenejším meracím zariadením v bytových a komunálnych službách. Použiteľné na registráciu objemového prietoku studenej aj horúcej vody.
Elektromagnetický prietokomer „RISE“sa vyznačuje absenciou tlakových strát v meraných úsekoch potrubia, nie je potrebné inštalovať ďalšie filtre. Informácie o indikátoroch môžu byť zobrazené na frekvenčnom, pulznom alebo logickom výstupe v závislosti od potrieb užívateľa. Prietokomer "RISE ER" elektromagnetický má funkciu kontroly vyprázdňovania potrubia. Jedinou komparatívnou nevýhodou takýchto systémov je potreba inštalácie na rovných úsekoch.
Na záver
Ako môžete vidieť, elektromagnetický prietokomer je mimoriadne presné a funkčné meracie zariadenie. Primárne meniče takýchto zariadení neobsahujú prvky vyčnievajúce do potrubia, textúrované časti a zúženie profilu. Tieto funkcie poskytujú minimálne chyby v čítaní. Elektromagnetické zariadenia okrem iného umožňujú čistenie a údržbu potrubí bez demontáže prvkov systému.
