
- •Содержание
- •1Введение…………………………………………………………………………..5
- •Принцип действия и конструкция…………………………………..30
- •Общие сведения………………………………………………………33
- •Общие сведения…………………………………….……………………….37
- •Общие сведения………………………………………………..…………...46
- •Общие сведения……………………………………………………………..59
- •1. Введение
- •2. Общие вопросы технологических измерений
- •2.1. Государственная система приборов
- •2.2. Структурные схемы. Статические и динамические характеристики.
- •2.3. Измерительные преобразователи
- •2.3.1. Чувствительные элементы с электрическим выходным сигналом
- •2.3.2. Преобразователи с унифицированными электрическими сигналами
- •2.4. Дистанционные измерения
- •2.4.1. Методы дистанционной передачи результатов измерения
- •2.4.2. Электрические преобразователи дистанционной передачи показаний
- •2.4.3. Вторичные приборы дистанционных измерений
- •3. Измерение температуры
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Термометры расширения
- •3.3. Манометрические термометры
- •3.4. Термометры сопротивления
- •3.4.1. Принцип действия и конструкция
- •3.4.2. Измерение сопротивления термометров
- •3.5. Термоэлектрические термометры
- •3.5.1. Принцип действия и конструкция
- •3.5.2. Измерение термо э.Д.С.
- •3.6. Пирометры
- •3.6.1. Общие сведения
- •3.6.2. Пирометры частичного излучения
- •3.6.3. Пирометры суммарного излучения
- •3.6.4. Пирометры спектрального отношения
- •3.7. Измерение температуры в металлургии
- •4. Измерение расхода жидкостей и газов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Объемные расходомеры
- •4.3. Расходомеры переменного перепада давления
- •4.4. Расходомеры постоянного перепада давления
- •4.5. Тахометрические расходомеры
- •4.6. Электромагнитные расходомеры
- •4.7. Ультразвуковые расходомеры
- •4.8. Тепловые расходомеры
- •5. Измерение давлений и разряжений
- •Общие сведения
- •5.2. Жидкостные манометры
- •5.3. Деформационные манометры
- •5.4. Электрические манометры
- •6. Измерение уровня материала в емкостях
- •6.1. Измерение уровня жидкости
- •6.2. Измерение уровня сыпучих материалов
- •7. Измерение плотностей жидких и сыпучих тел
- •8. Контроль состава веществ
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Контроль состава газов
- •8.2.1. Объемно-химические газоанализаторы
- •8.2.2. Инфракрасные оптические газоанализаторы
- •8.2.3. Магнитные газоанализаторы
- •8.2.4. Хроматографические газоанализаторы
- •8.2.5. Масс-спектрометрические газоанализаторы
- •8.3. Измерение влажности газов
- •8.4. Особенности измерения состава твердых и суспензионных материалов
- •8.5. Измерение влажности твердых и сыпучих материалов
- •9. Измерение скорости и положения
- •Рекомендуемая литература
4.6. Электромагнитные расходомеры
Электромагнитные или индукционные расходомеры применяются для измерения расходов жидкостей и пульп, обладающих достаточной электропроводностью (не ниже 0,01 См/м). Принцип действия расходомера показан на рис. 4.5. Электропроводящая жидкость протекает между полюсами постоянного магнита. На диаметрально противоположных точках 1,2 трубопровода возникает э.д.с., пропорциональная скорости потока жидкости:
Е = -Вl
где В – индукция поля;
l – расстояние между электродами;
- скорость потока жидкости.
Отрезок трубы расходомера изготовлен из немагнитного и неэлектропроводного материала.
Выражая скорость потока через величину расхода
=
,
получаем
,
где D – диаметр трубопровода.
В принципе, можно использовать электромагниты переменного тока.
Рисунок 4.5 Схема электромагнитного расходомера
На точность расходомера влияют различные паразитные э.д.с., с которыми приходится бороться специальными способами, например, использовать дифференциальную схему измерения. На результаты показаний влияет величина электропроводности жидкости.
Выпускаемые электромагнитные расходомеры ИР-1 имеют предел измерения до 1000 м3/ч и основную погрешность 1,5%.
4.7. Ультразвуковые расходомеры
Принцип действия этих приборов основан на изменении скорости прохождения ультразвуковых волн частотой 20кГц – 10 мГц вдоль и против направления потока. Расходомер включает в себя участок трубы, на котором на заданном удалении установлены генератор излучения и два приемника излучения в виде пьезодатчиков по разные стороны от генератора. При движении жидкости сигналы в двух акустических каналах распространяются с разной скоростью. Величина интервала времени между приходом ультразвукового импульса по потоку и против него пропорциональна скорости движения жидкости, а следовательно и расходу. Расходомеры УЗР имеют предел измерения до 700 л/ч. Погрешность не более 2%.
Возможно измерение расхода не по величине интервала запаздывания акустического импульса, а по разности фаз непрерывно излучаемых ультразвуковых сигналов. Такие расходомеры обладают более высокой точностью, достигающую 0,5%.
Ультразвуковые расходомеры очень удобны при измерениях на трубопроводах большого диаметра – до 2 м.
4.8. Тепловые расходомеры
В тех случаях, когда поток вещества нестационарен или сильно загрязнен, используют тепловые методы измерения расхода по охлаждению нагретого тела, помещенного в поток, либо по переносу тепла между двумя зонами вдоль потока.
Термоанемометры используются в нестационарных газовых потоках. Чувствительные датчики выполняются в виде термоэлементов разных конструкций: проволочные и полупроводниковые терморезисторы, термопары и т.д. Терморезисторы включаются в мостовую схему измерения и по разбалансу моста судят о величине расхода.
Термоанемометр с термопарой имеет нить нагрева и термопару, подключенную к измерительному потенциометру. Степень охлаждения нагревателя зависит от расхода.
Основным недостатком термоанемометров является их чувствительность к температуре среды. Этого недостатка лишены расходомеры с калориметрическими преобразователями. Перспективными считаются бесконтактные калориметрические преобразователи, в которых нагревательный и измерительные элементы расположены на наружной поверхности трубопровода. Схема такого расходомера показана на рис. 4.6. На патрубке 1 укреплены подогреватель 2 и два термосопротивления ТС1 и ТС2 включенные в плечи мостовой схемы. При изменении расхода меняется разность температур термосопротивлений. Автоматический мост обрабатывает рассогласование, приводя мостовую схему к новому состоянию равновесия.
При работе по методу переменной мощности нагрева автоматический мост воздействует на задатчик и через фазочувствительный усилитель на второй реверсивный двигатель РД2, воздействующий на мощность нагрева. Нагреватель и термосопротивления разделены теплоизоляционными вставками 3. Калориметрические расходомеры обладают высокой точностью до 0,5% и могут измерять очень малые расходы, в том числе в трубах очень малых диаметров 2-3 мм.
Рисунок 4.6 Бесконтактный калориметрический расходомер