Өлшеудің техникалық ҚҰралдары

Электромагниттік шығын өлшегіштер

жүктеу 1,71 Mb.

бет	25/42
Дата	23.09.2022
өлшемі	1,71 Mb.
	#39377

1 ... 21 22 23 24 25 26 27 28 ... 42

лшеуді техникалы ралдары

Электромагниттік шығын өлшегіштер

Электромагниттік шығын өлшегіштердің жұмыс істеу приципі электромагнитті индукция заңына (Фарадей заңы) негізделген. Осы заң

бойынша магнитті күштік сызықтармен қиысатын өткізгіште оның қозғалыс жылдамдығына пропорционалды ЭҚК-ші индукцияланады (3.6 cурет).

3.6 cурет – Электромагниттік шығын өлшегіштің сұлбасы

cуреттегі белгілеулер: 1 – металды магнит емес құбыр; 2,3 -

электродтар; 4 – өлшегіш құрылғы.
Егер өткізгіш ретінде магниттің полюстері арасында ағатын электрөткізгіш сұйықтықтың ағынын қолдансақ жəне сұйықтыққа келетін ЭҚК-ін өлшесек, онда сұйықтық ағынының жылдамдығын немесе көлемдік шығынын анықтауға болады. Құбырдың ішкі беті электроқшаулағыш материалмен (эмаль, əйнекті пластик, резина) қапталған.
Сұйықтық магнитті өріспен қиылысқанда, онда индукцияланатын ЭҚК- і өлшенетін, электромагниттік шығын өлшегіштер жиі қолданылады. Ол үшін магнит немесе электрмагнит полюстары арасында құбыр учаскесін орнатады; бұл учаскесі магнит емес материалдан жасалады жəне ішінен электр өткізбейтін оқшалаумен жабылған. Оған сұйықтық бағытына жəне магнит өрісінің күштік сызулар бағытына да перпендикуляр болатын бағытта екі электрод енгізіледі. Электродтардағы потенциал айырмшылығы келесідей анықталады:
(3.7)
мұндағы В – магнит индукциясы;
D – құбырдың ішкі диаметріне тең электродтар ұштары арасындағы арақашықтық:
v – орта жылдамдық;
Q₀ – сұйықтықтың көлемдік шығыны.
Өлшенетін потенциалдар айырымы Е сұйықтықтың көлемдік шығынына пропорционал болатыны формуладан көрініп тұр.
Электромагниттік шығын өлшегіштер тұрақты токпен де, айнымалы токпен де қоректенуі мүмкін. Олардың қолдану аймағын анықтайтын осы
электрмагнит шығын өлшегіштердің артықшылықтары да кемшіліктері де бар.

Тұрақты магнит өрісі бар электрмагниттік шығын өлшегіштер. Тұрақты магнит өрісінің негізгі артықшылықтары келесі:

магнит жүйенің құрылысының қарапайымдылығы;
жоғары жиілікпен өзгеретін шығындарды өлшеу мүмкіндіктері;
айнымалы магнит өрісін қолданғанда пайда болатынкөптеген бөгеттердің болмауы;
төмен электрлік өткізгіштігі бар заттардың шығынын өлшеу мүмкіндігі.

Тұрақты магнит өрісінде маңызды кемшілігі бар – түрлендіргіштің кедергісін өзгертетін электодтар поляризациясы; сондықтан шығын өлшегіштің қалыпты жұмысын бұзатын қосымша маңызды қателіктері пайда болады. Поляризацияны төмендету үшін арнайы материалдардан (көмір, каломель) жасалған электродтарды немесе электродтарға арналған арнайы жабындар (платина, тантал) қолданылады.
Сонымен қатар тұрақты магнит өрісі бар электрмагнит шығын өлшегіштерді поляризация құбылысы практикалық білінбейтін қысқа мерзімді өлшеулерде жəне айнымалы магнит өрісінде өлшенуі мүмкін болмайтын тез өзгеретін шығындарды өлшегенде зертханаларда жəне ғылыми практикада қолданады.
Айнымалы магнит өрісі электродтардың поляризациясын минимумға келтіреді, сондықтан шығын өлшегіштерде кеңінен қолданылады. Бірақ осындай өрістің қолданылуына бірсыпыра шектеулер бар:

шағын электр өткізгіштігі бар - 10-6 См/м төмен (мысалы, жеңіл мұнай өнімдері, спирттер, т.б.) -айнымалы магнит өрісін қолдану мүмкіншілігінің шектелуі;
шығын түрлендіргіш пен өлшеу аспапты байланыстыратын сымдар ұзындығы олар арасындағы сиымдылық кедергісімен шектелген жəне сұйықтықтың меншікті өткізгіштігі не ғұрлым кіші болса, соғұрлым үлкен болады;
айнымалы магнит өрісінде ЭҚК-ің пайдалысигналымен бірге паразитті (трансформаторлық) ЭҚК-і пайда болады. Трансформаторлық ЭҚК пайдалы сигналдан айтарлықтай көп болуы мүмкін, бірақ əдетте 20-30% құрайды;
айнымалы магнит өрісі магнит құбырында, құбыр қабырғалары мен өлшенетін сұйықтықта құйынды Фуко токтарының пайда болуын тұдырады;
кезбе токтары мен сыртқы электрмагнит өрістерінің себебінен бөгеттер пайда болуы мүмкін.

Төменгі жиіліктегі импульты магнитты өрісі бар электромагниттік шығын өлшегіштер.

Айнымалы магнит өрісті қолдану өрістің жиілігі өскен сайын зор көрінетін едауір бөгеттермен жəне шектеулермен байланысты. Сондықтан
тез өзгеретін шығындарды өлшеу қажет болмаса жиі жағдайда магнит өрісінің əдеттегі жиілігін (50 Гц) төмендетеді. Осы амалдың бір сыпыра артықшылықтары бар:

өндірістік жиіліктің сыртқы бөгеттерінің əсерлері толығымен жойылады;
құйын токтардың əсерлері толығымен жойылады деуге болады, сондықтан жоғарғы қысымда шығынды түрлендірушлерді құрастыру айтарлықтай қарапайымдалады;
меншікті индукциялық жəне сыйымдылық бөгеттердің əсерлері төмендейді;
электрэнергияны тұтыну төмендейді;
шихтіленген магнит құбырды пайдаланбауға болады;
электродтар мен өлшеу тізбектердің экрандалуының жойылуы себебінен оларды жасау қарапайымдалады.

Импульсты өрісі бар шығын өлшегіштердің негізгі артықшылықтары: өндірістік жиіліктегі синустік формасы бар айнымалы өріспен салыстырғанда өлшеу дəлдігі жоғарылау (қатынасты қателік 0,2-0,5%); шығындалатын қуаты айтарлықтай аз.

Электрмагниттік шығын өлшегіштердің метрологиялық сипаттамалары жəне қолдану салалары.

Электрмагниттік шығын өлшегіштердіңқателігі негізінде олардың градуирлену қателігімен жəне ЭҚК-ің потенциалдар аыйрымын өлшеу қателігемен анықталады. Бірақ сұйықтық ағындағы электрхимиялық процестер, əртүрлі бөгеттер мен көздеулер, көректенудің тұрақсыздығы, т.б. қазіргі таңда осы типті шығын өлшегіштердің əрекет принципімен анықталатын шығын өлшеудің потенциалды жоғарғы дəлдігін алуға мүмкіндік бермейді. Сонымен бірге алдында айтылғандай осы типті шығын өлшегіштердің дəлдік кластары 1,0— 2,5.
Дегенмен электрмагниттік шығын өлшегіштер басқа типті шығын өлшегіштермен салыстырғанда өздерінің аз инерциялығына байланысты кеңінен металлургия, биохимия жəне тамақ өндірістерінде, құрылыс, медицинада кең қолданылады. Тез өзгеретін шығындарды өлшегенде, кешігудің маңызды рөлі бар автоматты реттеу процестерінде шығын өлшегіштер мүлдем қажетті.
Аспаптағы гидравликалық жоғалтулар минималды, себебі электромагниттік шығын өлшегіштердің бастапқы түрлендіргіштерінің құбыр ішіне шығатын бөліктері жоқ, тарылуы немесе профилін өзгертулері де жоқ.
Электрмагнит шығын өлшегіштер көрсетулеріне сұйықтықта өлшенген бөлшектер мен газ көпіршіктері жəне өлшенетін сұйықтықтың физика- химиялық қасиеттері (тұтқырлығы, тығыздығы, температурасы жəне т. б.) əсер етпейді (егер олар оның электр өткіздігішін өзгертпесе).
Электрмагниттік шығын өлшегіштерді кезкелген қалыпта, жергілікті кедергілерден кейін құбырдың 20 диаметрінен кіші емес жəне жергілікті кедергілерден дейін сегіз диаметрден кем емес қашықтықта монтаждауға болады. Бастапқы түрлендіргіштердің осындай құрылымы агрессивті жəне абразивті орталар шығынын өлшеуге мүмкіндік беретін жаңа оқшаулау, коррозияға қарсы жəне басқа да жабындарды қолдануды рұқсат етеді.
Электрмагниттік шығын өлшегіштердің құрылымдық күрделігімен оларға мұқият күнделікті техникалық күтімінің (нөлді реттеу, қосымша баптау жəне т. б.) қажеттілігіне қарамай аталған артықшылықтар осындай өлшегіштердің кең тарауын қамтыды.
Электромагниттік шығын өлшегіштер өте кіші (3*10^-9 м³/с) шығындарды (мысалы, қан тамырлары бойынша қан шығынын өлшеу үшін) жəне өте үлкен (3 м³/с) сұйықтық шығындарын өлшеуге қолданылады. Сонымен бірге, бір өлшемді шығын өлшегіштің өлшеу диапазоны 10:1 мəніне дейін жетеді, яғни өте үлкен.
Қорытынды. Электромагниттік шығын өлшегіштердің негізгі артықшылықтары:

өлшенетін заттың тұтқырлығы мен тығыздығынан көрсеткіштердің тəуелсіздігі;
құбырлардың өте үлкен диаметрлеріне арналған əдісті іске асыру мүмкіндігі жəне бұл ретте қосымша динамикалық кедергінің болмауы;
шкаланың сызықтығы;
басқашығынөлшегіштергеқарағандақұбырлардыңтікелейучаскелерінің кішіұзындықтарыныңқажеттілігі;
жоғарыжылдамдық;
агрессивті, абразивтіжəнетұтқырсұйықтықтардыөлшеумүмкіндігі;
ортаныңжоғарықысымына - 100 МПа дейінжұмысқабілеттілігі. Кемшіліктерге жатқызу керек:
өткізбейтін сұйықтықтар үшін шығын өлшегіштерді (көмір сутектер, аммиак, қышқылдар жəне т. б.) пайдаланудың мүмкін еместігі;
сұйықтықтың электр өткізгіштігінің шамасынан қосымша қателіктің пайда болуы;
шығын өлшегіштің құбырының қабырғаларында магнетиттің жиналу мүмкіндігі жəне суда темір тотықтары болған кезде қателіктің едəуір ұлғаюы.

жүктеу 1,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 21 22 23 24 25 26 27 28 ... 42