5.3 Расходомеры переменного перепада давления

Действие расходомеров основано на возникновении перепада давлений на сужающем устройстве в трубопроводе при движении через него потока жидкости или газа. При изменении расхода величина этого перепада давлений также изменяется.

Наиболее простым и распространенным сужающим устройством является диафрагма (тонкий диск с отверстием круглого сечения) – рисунок 74. Сужение потока начинается до диафрагмы, и на некотором расстоянии за диафрагмой поток достигает минимального сечения.

Рисунок 74 – Сужающее устройство

Далее поток постепенно расширяется до полного сечения трубопровода, однако распределение давления вдоль стенки трубопровода за диафрагмой полностью не восстанавливается. это объясняется тем, что за диафрагмой в углах образуется мертвая зона, в которой вследствие разности давлений возникает обратное движение жидкости (вторичны поток). Струйки основного и вторичного потоков, двигаясь в противоположных направлениях, свертываются в виде вихрей. На вихреобразование за диафрагмой затрачивается энергия, а следовательно, имеет место и значительная потеря давления.

Разность давлений перед диафрагмой и после нее называется перепадом давления и зависит от количества жидкости, протекающей через диафрагму в единицу времени.

Сужающее устройство расходомера переменного перепада давлений является первичным преобразователем, в котором расход преобразуется в перепад давлений. Промежуточными преобразователями для расходомеров служат дифманометры, на выходе которых перемещение преобразуется в электрический сигнал.

5.4 Электромагнитные расходомеры

Действие основано на законе электромагнитной индукции, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле, будет наводится э.д.с., пропорциональная скорости движения проводника. В электромагнитных расходомерах роль проводника выполняет электропроводная жидкость, протекающая по трубопроводу 1 и пресекающая магнитное поле 3 электромагнита 2 – рисунок 75. При этом в жидкости наводится э.д.с. , пропорциональная скорости ее движения, т.е. расходу жидкости.

Рисунок 75 – Электромагнитный расходомер

Выходной сигнал такого преобразователя снимается двумя изолированными электродами 4 и 6, установленными в стенке трубопровода.

Участок трубопровода по обе стороны от электродов покрывают электроизоляцией 7, чтобы исключить шунтирование наводимой э.д.с. через жидкость и стенку трубопровода. Блок 5 (измерительная схема) преобразует наводимую э.д.с. в унифицированный сигнал (токовый).

5.5 Ультразвуковые расходомеры

Расходомеры используются для измерения расхода неэлектропроводных жидкостей. Действие их основано на сложении скорости распределения ультразвука в жидкости и скорости самого потока жидкости.

Излучатель 1 и приемник 3 ультразвуковых импульсов расхода располагают на торцах измерительного участка трубопровода 2. Электронный блок 4 содержит генератор импульсов и измеритель времени прохождения импульсом расстояния между излучателем и приемником – рисунок 76.

Рисунок 76 – Схема ультразвукового расходомера

Перед началом эксплуатации расходомер заполняют жидкостью, расход которой подлежит измерению, и определяют время прохождения импульсов этого расстояния в стоячей среде. При движении потока его скорость складываться со скоростью ультразвука, что приведет к уменьшению времени пробега импульса. Это время преобразуется в блоке 4 в унифицированный сигнал.