Как влияют эксцентреситет и плечо интерфейса на работу электромагнитных расходомеров?

Электромагнитный расходомер меньше подвержен влиянию профиля распределения скорости потока наверху, что приводит к относительно низким требованиям к устройствам, таким как длина передней прямой трубы. Это связано с тем, что на ранних этапах развития электромагнитных расходомеров в 1950-х и 1960-х годах расходные датчики меньшего диаметра имели более длинные измерительные трубки, которые уже выполняли функцию корректировки искажений до полностью пространственного распределения. Поэтому на ранних этапах не было запроса на длину передней прямой секции трубы, и точность измерений была относительно низкой, с базовыми погрешностями от ± (1,5~2,5)% ФС (значение полной шкалы). Даже если были искажения, они составляли лишь часть базовой погрешности, и проблема не была столь заметной.
С развитием электромагнитных расходомеров сточных вод диаметр увеличился от малых до средних размеров и превысил 1 м в отечественном производстве, достигнув 3 м. При планировании и оптимизации датчиков расхода они становятся всё более лёгкими и миниатюрными. В то время расстояние между электромагнитным датчиком расхода и поверхностью соединения с трубопроводом составляло всего 1,25–2,5 диаметра (D), а точность повсеместно улучшалась, с базовой погрешностью ± 0,5% R (измеренное значение). Поэтому возникла необходимость установления длины прямого участка трубопровода в соответствии с нормативами.
В 1991 году Всемирное соглашение по стандартизации опубликовало IS09104 "Измерение потока жидкости в закрытых трубопроводах - функциональный метод идентификации для электромагнитных расходомеров жидкости", который устанавливает, что при калибровке расхода внутренний диаметр соединенного трубопровода расходомера не должен быть меньше внутреннего диаметра датчика расхода и не должен превышать 3% от внутреннего диаметра датчика; Устройство располагается в прямом участке трубопровода, находящемся как минимум на расстоянии 10D от любого возмущения наверху и на расстоянии 5D перед любым возмущением внизу по оси электрода датчика. При использовании устройства также поступают запросы от различных внешних производителей о том, чтобы расстояние между устройством и компонентом upstream было ≥ 5D.
В последние годы использование стандартных счетчиков для фактической калибровки расхода стало популярным, и многие устройства калибровки водного потока используют высокоточные электромагнитные расходомеры в качестве стандартных счетчиков, с уровнем точности обычно 0.5 или даже 0.2–0.3. Требования к электромагнитным расходомерам, используемым в качестве стандартных счетчиков, более строгие и не могут рассматриваться как обычные. Некоторые производители приборов устанавливают прямую трубу перед и за обычным датчиком расхода с точностью 0.3 уровня, а затем калибруют их после соединения. Если устройство разбирается и снова собирается, его необходимо калибровать заново.

Например, экспериментальный объект — электромагнитный расходомер сточных вод с диаметром 50 мм. Его вход соединяется с тремя трубами, внутренние диаметры которых составляют соответственно 50 мм, 55 мм и 45 мм. Соединение плеча из труб 55 мм и 45 мм превышает нормы ISO9104, а разница во внутренних диаметрах составляет больше или меньше 10% от внутреннего диаметра датчика расхода. Измерительная трубка датчика расхода подключена к принимающему концу, а его базовый проводник сосредоточен, прямолинеен и горизонтален относительно базовой линии трубопровода с отклонением 3 мм (6% от внешнего внутреннего диаметра). Электромагнитные расходомеры модифицируются путем удлинения измерительной трубки на фиксированной поверхности, при этом по обеим сторонам измерительной трубки открываются два окна наблюдения размером 30 мм x 3 мм горизонтально и вертикально для измерения распределения скорости потока с использованием лазерного доплеровского velocimeter. Материал измерительной трубки из резины импортируется с радиусом перехода в 7,5 мм.

В резюме
(1) Влияние мигрени на значения измерения трафика
Погрешность уровня сигнала нарушает симметрию базовой линии электрода из-за дисперсии скорости потока внутри измерительной трубы. Если некоторые скрытые импорты вызывают замедление скорости потока в нижней половине и ускорение в верхней половине. Если есть небольшая боль, вызванная прямолинейностью, некоторые могут скрывать правый вход, чтобы замедлить скорость потока справа и увеличить её слева. Из рисунка 2 видно, что при соединении внутреннего диаметра приёмника с измерительной трубой датчика потока наблюдается положительное изменение ошибки по сравнению с концентричностью, с изменением +(0,1-0,15)% для горизонтальных погрешностей и значительным изменением +(0,45-0,6)% для прямых погрешностей.
(2) Влияние плеча интерфейса на значения измерения потока
Когда внутренний диаметр импортного всасывающего колпачка меньше внутреннего диаметра измерительной трубы датчика потока, он становится трубой внезапного расширения. Жидкость входит в измерительную трубу, как показано на рисунке 5, образуя поток, который отделяется от некоторых других сред на границе раздела. Она рассеивается и закручивается в сильный вихрь, становясь вихревым потоком. По мере того как вихрь движется вниз по течению, он постепенно исчезает, а пучок потока распространяется на всё сечение. Если ориентация электрода находится внутри зоны вихря, это повлияет на значение измерения потока.