Назначение Счетчик тепловой энергии с электромагнитным расходомером в качестве датчика расхода (ЭМР) служит для определения общего количества теплоты, отданного системой теплоснабжения в тепловую сеть за время измерения.
Принцип действия счетчика тепловой энергии с ЭМР заключается в интегрировании мгновенного теплового потока, отдаваемого теплоносителем.
Теплосчетчик включает в себя электромагнитный датчик (ЭМР), полезная составляющая выходного сигнала которого имеет линейную зависимость от расхода, датчики температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и вторичный прибор (ВП).
ВП состоит из устройства питания ЭМР, преобразователя разности температур в напряжение, вычислителя тепловой мощности и устройства вывода, осуществляющего индикацию суммарного количества теплоносителя и количества теплоты, а также передачу данных в информационно-измерительную систему учета энергии.
Электромагнитный датчик расхода. Конструктивно ЭМР представляет собой толстостенную камеру, выполненную в виде короткого отрезка трубы (рис.2.6). В основе работы электромагнитного расходомера лежит эффект взаимодействия движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, который подчиняется закону электромагнитной индукции [2, с.408]. ВП измеряет ЭДС, индуцируемую в жидкости, когда она пересекает магнитное поле. Для этого в участок трубопровода (рис.2.5) из немагнитного материала, покрытого внутри неэлектропроводной изоляцией и помещенного между полюсами 1 и 4 магнита или электромагнита, вводятся два электрода 3 и 5 в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и к направлению силовых линий магнитного поля. Разность потенциалов Е на электродах 3 и 5 определяется уравнением
где B - магнитная индукция;
D - расстояние между электродами;
u и Q0 - средняя скорость и объемный расход жидкости.
Рис.2.5 Принципиальная схема преобразователя расхода электромагнитного расходомера.
При измерении расхода обычных жидкостей с ионной проводимостью во избежание поляризации электродов 2 применяют переменное магнитное поле, создаваемое электромагнитами 1 (рис.2.6).
Рис.2.6 Монтаж электромагнитного датчика на объекте
ЭМР устанавливается в разрезе трубопровода с помощью специальных креплений. Датчик включает в себя обмотки возбуждения (1) и два электрода (2), располагающихся на противоположных сторонах внутренней поверхности камеры напротив друг друга так, что линия, проведенная в плоскости поперечного сечения камеры от одного электрода к другому, пересекает линии магнитного поля, формируемого обмотками возбуждения, под прямым углом. Движение теплоносителя в магнитном потоке, сформированном обмотками возбуждения ЭМР, приводит к появлению на выходных клеммах датчика разности потенциалов, пропорциональной расходу теплоносителя.
В случае питания электромагнитов переменным током поле имеет синусоидальную форму и его индукция
где Bmax - определяется параметрами электромагнитов и силой тока питания датчика.
В этом случае ЭДС, пропорциональная расходу, изменяется согласно уравнению:
Однако получение информации об этом сигнале осложнено многими причинами, перечисленными далее [2, с.414-416]. Предложенные на проектирование функциональные схемы счетчика тепловой энергии позволяют учесть лишь некоторые из них и исключают влияние нестабильности питания и сопротивления датчика, а также квадратурную составляющую (в расчете схем курсового проекта принимать, что от ЭМР поступает сигнал, содержащий только полезную Uп и квадратурную Uкв составляющие, см. задание):
1) Наряду с токами проводимости в преобразователе расхода протекают токи смещения. Коэффициент ослабления Ко измеряемой ЭДС в результате шунтирующего действия токов смещения определяется уравнением
где w - круговая частота магнитного поля;
e0 - электрическая постоянная;
g - удельная проводимость жидкости;
er - относительная диэлектрическая проницаемость жидкости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.