Коптев В.С., Прохоров А.В., Демин Е.Н.

Керамика в электромагнитной расходометрии

   Идея измерять объемный расход жидких электропроводящих сред с помощью электромагнитной индукции принадлежит гениальному физику и вообще удивительному человеку, Майклу Фарадею. Ведь, если в измерительном канале мы создаем магнитное поле, направление вектора которого нормально вектору потока измеряемой жидкости, то в ней будет возникать электрическое поле, суммарная ЭДС которого будет пропорционально объемному расходу жидкости.

   Не вдаваясь в детальный анализ факторов, влияющих на коэффициент преобразования устройства, реализующего измерение расхода методом электромагнитной индукции (далее - электромагнитного преобразователя расхода), выделим наиболее существенные, такие как:

• форма и размеры измерительного канала;
• места размещения, геометрия и размеры электродов;
• величина и направление индукции магнитного поля, ее распределение в объеме измерительного канала.

   Следовательно, для создания метрологически надежного, со стабильным во времени коэффициентом преобразования расхода в электрический сигнал электромагнитного расходомера, его конструкция должна отвечать следующим требованиям:

• стабильности геометрии измерительного канала с учетом всех возмущающих факторов (давления, температуры, эффектов, сопровождающих старение, химического и абразивного воздействия измерительной среды, установочных, технологических и эксплуатационных воздействий на трубопроводы с измеряемой средой и т.п.);
• стабильности параметров магнитного поля с привязкой их к геометрии канала, опять же с учетом тех же возмущающих факторов, а также магнитоспецифичных факторов, влияющих на магнитные параметры материалов элементов конструкции магнитной системы, времени релаксации магнитного поля в них и др.

   Кроме этого необходимо обеспечить герметичность электродных узлов и подсоединительных элементов расходомера к трубопроводам с учетом всех возможных в процессе установки и эксплуатации воздействий на них, а также выполнить все конструктивно-технологические требования приборного производства.

   Все эти условия существенно ограничивают пространство жизнеспособных конструкторско-технологических решений первичных преобразователей электромагнитных расходомеров. Поэтому решение с использованием трубы из квазиаустенитной стали с изоляционным слоем, образованным фторопластовой трубой, втянутой в стальную с несущественными изменениями вот уже более 30 лет является доминантным в конструкции первичных преобразователей современных электромагнитных расходомеров. Использование других изоляционных материалов, твердых резин, полиуретана, фортрана и других современных полимерных материалов не меняет сути этого решения. Обеспечить высокую стабильность геометрии измерительного канала во всем диапазоне рабочих давлений и температур измеряемой среды при необходимой магнитной прозрачности в полной мере позволяет труба из коррозионностойкой квазиаустенитной стали (чаще всего «пищевой нержавейки» 12Х18Н10Т).