20. Тахометрические расходомеры

Тахометрические расходомеры. Принцип действия основан на скорости перемещения чувствительного элемента (чаще всего вращения) от расхода измеряемой среды. Такие расходомеры делятся на: 1) с оксиальной турбиной; 2) с тангенциальной турбиной.

1) Турбина представляет собой многозаходный винт, который вращается в опорах. При работе задний подшипник испытывает воздействие более сильное или передний. Чтобы разгрузить его обтекатель переднего подшипника делается таким образом, чтобы скорость потока в сечении 1 была больше, чем в сечении 2.

Д остоинства: тахометрические расходомеры с аксиальной турбиной имеют погрешность 0.25-0.5 %. Динамический диапазон = 1:10. Недостатки: зависимость показаний от плотности среды и температуры. Возникает дополнительная погрешность, если появляется дисперсная фаза. Необходимость установки перед расходомером фильтров.

2) Передача частоты вращения от турбины к отсчетному устройству осуществляется либо с помощью магнитной муфты, либо индуктивным или оптическим способом.

Эти расходомеры используются в основном для измерения расхода жидкости

Одноступенчатые

+: простота конструкции

-: невысокая надежность(из-за несимметричного силового воздействия со стороны потока на оси)

Этого недостатка лишены многоструйные, в которых поток на турбину подается через несколько сопел, расположенных на окружности. Они точнее чем одноструйные

-: создают большее гидросопротивление

О бъемные счетчики с овальными шестернями – при работе шестерни вращаются под действием момента, обусловленного разностью давлений P1 и P2. В указанном на рисунке положении нижняя шестерня является ведущей, а верхняя – ведомой. За 1 оборот шестернями перемещается объем Q=4V. Эти счетчики имеют высокую точность, показания слабо зависят от плотности среды, след-но их называют объемными счетчиками.

21.Электромагнитные расходомеры.Ультрозвуковые расходомеры.

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на законе электромагнитной индукции в соответствии с которым в проводнике возникает ток если каким-то образом изменяется магнитный поток.

Преимущества этих расходомеров линейная статическая хар-ика,малая погрешность-0,15%,широкий динамический диапазон-может достигать1к1000

Для электромагнитного расходомера принято указывать относительную погрешность при скорости 0.5м/c,а это заявленная погрешность 1 к20

Достоинства :отсутствие дополнительного гидравлического сопротивления(т.к .в трубопроводе отсутствует дополнительный элемент,высокая надежность,независимость показаний от плотности,вязкости ,дисперсного состава и т.д.

Недостатки:возможность измерения расхода только электропроводящих сред т.е. жидких металлов,слабый выодной сигнал преобразователя,который составляет микровольт,что требует специальных мер по защите помех,наличие трансформаторной ЭДС,которая может значительно повышать полезный сигнал.

Благодаря таким преимуществам и недостаткам электромагнитные расходомеры получили распространение для измерения расхода водных растворов в широком диапазоне чисел Рейнольдса,кроме того они применяются для измерения расходов двухфазных потоков с дисперсной фазой.

Принципиальная схема электромагнитного расходомера:

1 -труба; 2-полюса электромагнитные; 3-электроды.

Электроды изготавливают из материалов устойчивых к воздействию измеряемой среды, наиболее распространенным материалом явл нержавеющая сталь12*18N10T,кроме того электроды изготавливают из платины

Если измеряемая среда имеет электронную проводимость(жидкие металлы),то магнитное поле создается с помощью постоянных магнитов,водные растворы имеют ионную проводимость и поэтому в постоянном поле наблюдается-эффект поляризации ,искажающий результат,устранить его можно используя переменное или импульсное магнитное поле; выпускающие в настоящее время расходомеры импульсное прямоугольное магнитное поле .Существенное влияние на статическую хар-ку расходомеров оказывает конфигурация магнитного поля в рабочем зазаре особенно при изменении профиля скорости,наилучшей считается ситуация,когда канал имеет прямоугольную форму,электроды расположены по всей боковой поверхности,а магнитное поле в рабочей зоне однородно.Однако изготавленные таким образом расходомеры обладают большой материалоемкостью и массой.Некоторые производители изготавливают расходомеры у которых отсутствует гальванический контакт электрода со средой это делает возможным измерение расхода средств очень маленькой электропроводностью,кроме того на электродах не выпадают осадки,которые могут привести к изменению хар-ик прибора.Что бы электропроводность среды не влияла на результат,входное сопративление усилителя,к которому подключаются электроды должно быть очень большим(больше гигаОМ)

Ультрозвековые расходомеры

Принцип действия УР основан на влиянии скорости потока на хар-ики распространяющейся акустической волны. Используется два эффекта:изменение времени прохождения между источником и приемником,и эффект Доплера.Частото звука ,которая используется в этих расходомерахот40до 80кГц

конструкция первичных пеобразователей;

Расходомер состоит из участка трубопровода двух излучатулей и двух трубопроводов(приемников)излучатели и приемники расположены таким образом ,что у одной пары распространение вдоль потока ,а у другой против.В некоторых конструкциях используется одна пара излучателя и приемника.

Преимущества: имеют малую погрешность до 0.5%,широкий динамический диапазон,возможность измерения расхода как жидкости так и газа,отсутствие в трубопроводе дополнительных элементов и как следствие отсутствие дополнительного гидравлического сопротивления для некоторых конструкций,возможность измерения расхода без нарушения целостности трубопровода для этого используют накладной излучатель и приемник.

Недостатки: сильная зависимость показаний от профиля скорости потока, температуры и плотности среды.