17. Ультразвуковые расходомеры (ур)

УЗ принято считать окустические колебания свыше порога слышимости человеческого уха (20 кГц- 1 Мгц). Уз-ой метод измерения расхода основан на зависимости скорости распространения ультразвука относительно трубы от скорости потока. УР применяются для измерения расходов жидких сред. Основными элементами преобразователей УР являются излучатели и приемники УЗ колебаний. УЗ колебания, поступая на приемник, вызывают его механичес­кую деформацию, т.е. периодическое сжатие и растяжение.

УР подразделяются на две группы. К первой группе относятся расходомеры с направлением УЗ излучения перпендикулярно оси потока (рис). Пьезоэлемент 1 (излучатель), возбуждаемый генератором 2, создает УЗ колебания, направленные перпендикулярно оси трубы (потока). По мере увеличения средней скорости потока V_c ультразвуковой луч все больше и больше отклоняется по направлению скорости движения среды, расход которой измеряется. По мере увеличения V_ср количество энергии, воспринимаемой пьезоэлементом 3, уменьшается, а на пьезоэлементе 4 увеличивается. Таким образом разностный сигнал, поступающий на вход усилителя 5, увеличи­вается. Наибольшее применение получили расходомеры второй группы, ос­нованные на измерении скорости прохождения ультразвуковых сигналов между излучателем и приемником в направлении движения потока конт­ролируемой среды и против него. Принцип действия расходомеров второй группы заключаете в точном определении разности времени прохождения ультразву­кового ипульса против и по потоку среды, расход которой конт­ролируется. Пусть L- окустическая база, чем > L, тем выше точность измерения, то время распространения сигнала по потоку: τ = L/v_уз; τ = f(v_ср), скорости потока, усредненной по диаметру трубопровода- v_cp.

НедостаткиУР тербуют повышенных прямолинейных уч-в; значительное влияние на показания расходомера изменения физ-хим-их св-в контролируемой среды, ее t⁰ и давления, оказывающих влияние на скорость ультразвука. Достоинства : возможность использования на трубопроводах широкого диапазона диаметров; возможность бесконтактного измерения расходов любых сред (кроме газов), в том числе и неэлектропроводных; не требует обслуживания; может работать по принципу электросчетчика (не требует промывки). Рисунки в тетр

18. Вихревые расходомеры (вр)

Принцип действия преобразователя основан на измерении количества вихрей, образующихся в потоке жидкости при обтекании ею призмы, расположенной поперек потока. Количество образующихся вихрей пропорционально скорости потока: Q=S*v, где S- площадь поер. сечения трубопровода; v- скорость потока. Для считывания вихрей используют: ультразвуковые датчики или спец. тензодатчики. Вихрь- чередование зон низкого и высокого давления.

Тело обтекания расположено на входе жидкости в проточную часть. При обтекании этого тела потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна расходу. Достоинства: могут использоваться для измерения расхода любых жидких сред; высокая точность. Недостатки: высокая стоимость приборов; для правильности работы нужна строгая симметрия потока