Измерение уровня
Для измерения уровня используются приборы, которые классифицируются по принципу действия:
Поплавковые
Буйковые
Гидростатические
Акустические
Радарные
Поплавковые
В качестве чувствительного элемента или измерительного преобразователя используется поплавок, находящийся на поверхности жидкости.
Буйковые
Этот метод наиболее часто используется для измерения уровня. В основе этого метода лежит то, что плотность буйка больше плотности жидкости, поэтому он частично погружается (действует закон Архимеда – на погруженное тело действует выталкивающая сила, пропорциональная погружению буйка, а, следовательно, уровня жидкости).
Таким
способом можно измерить уровень до 10
м, при температуре <120
,
класс точности 0,25. Этим методом можно
определить уровень раздела фаз и
плотность жидкости при неизменном
уровне.
Акустические
Измерение уровня осуществляется по времени прохождения ультразвуковыми колебаниями расстояния от излучателя до границы сред и обратно.
Определение времени прохождения ультразвуком расстояния h:
Недостатки: скорость звука в среде зависит от температуры, поэтому вводятся поправки на изменение температуры (устанавливается термометр)
Гидростатические
Уровень измеряется гидростатическим давлением создаваемого столбом жидкости.
Радарный метод
Радарный метод аналогичен ультразвуковому методу, только в РМ распространяется электромагнитные волны со скоростью света.
В качестве излучателя электромагнитной волны используется антенна в виде рупора. И определяется время прохождения электромагнитного сигнала. В этом случае:
С-скорость
света,
-время
задержки излучения и принятого сигнала.
На точность данного метода не влияет темепратура.
Измерение расхода
Существуют следующие типы расходомеров и счетчиков количества:
Расходомеры, работающие по принципу переменного перепада давления на сужающем устройстве;
Расходомеры, работающие по принципу постоянного перепада давления (ротаметры- лабораторные приборы);
Ультразвуковые расходомеры;
Электромагнитные расходомеры;
Турбинные расходомеры;
Кориолесовы расходомеры;
Вихревые расходомеры.
Метод переменного перепада давления
Основан
на зависимости
,
где
f – расход;
k – коэффициент, зависящий от потерь, свойств жидкости и др.;
- перепад давления.
Для создания перепада давления используются следующие устройства:
Диафрагма
Сопло
Сопло Вентури
Электромагнитные расходомеры
В них используется закон электромагнитной индукции (закон Фарадея): В проводнике, пересекающем магнитные силовые линии, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника.
Метод используется для газов и жидкостей с определенной электорпроводностью (нефтепродукты, спирт и др.).
Измеряют наведенную в жидкости ЭДС и определяют скорость потока или объемный расход жидкости.
-
магнитная индукция;
-
внутренний диаметр трубопровода;
-
средняя скорость потока;
-
объемный расход.
Если
=const,
то
.
Пределы измерения:
=1-2500
м3/час;
=10-1000
мм; класс точности 1-2,5.
Ультразвуковые расходомеры
Все ультразвуковые расходомеры действуют по транзито-временному дифференциальному методу.
Ультразвуковая волна (УЗВ) движущаяся по течению продукта распространяется с большей скоростью, чем волна, движущаяся против течения.
Времена
перехода (транзита)
и
непрерывно измеряются. Разность во
времени (
)
движения двух УЗВ прямо пропорциональна
значению скорости течения
,
умноженной на поперечное сечение
трубопровода.
; 
; 
-
скорость звука в продукте;
-
константа калибровки.
Параметры среды (электропроводность, давление, плотность и др.) не влияют на результаты измерений.
Такие расходомеры предназначены для измерения расхода различных сред (жидкости, газа, агрессивные и коррозионные среды).
Требование: акустическая передаваемость и низкое содержание газа и твердых примесей в жидких средах и крайне неоднородно распределенные примеси (или влага) в газообразных средах.
Турбинные расходомеры.
В турбинных расходомерах используется так называемая турбинка, которая вращается под действием набегающего потока. Частота ращения пропорциональна скорости потока
Кориолесовы расходомеры.
Самая большая точность измерения достигается именно в этом методе.
Измерение расхода производится за счет эффекта возникновения силы Кариолиса- эта сила возникает при криволинейном движении силы потока жидкости или газа.
Поток ударяется о стенки и возникает сила Кариолиса.
Вихревые расходомеры.
В вихревых расходомерах помещается тело обтекания. Принцип действия расходомеров с телом обтекания заключается в фиксации вихрей за телом обтекания. Частота обтекания вихрей пропорциональна объемному расходу.
Выпускаются также счетчики нефти: МИГ, НОРД-м, ИНОМ.
Лекция №7
ПЛК
