§6. Измерение количества и расхода вещества

П.1 Основные понятия

Приборы для измерения количества и расхода вещества широко применяют на производстве как для контроля за ходом технологического процесса, так и для учета расходования сырья, топлива, выработки продукции и т.п.

Количество вещества – масса (объем) вещества, прошедшее через данное сечение трубопровода за некоторый промежуток времени (сутки, месяц, смена и т.п.).

Единица измерения количества – кг или м³.

Расход вещества – это количество вещества, прошедшее через данное сечение трубопровода за единицу времени.

Единица измерения расхода – кг/с (массовый расход) или м³/с (объемный расход).

Пересчет объемного расхода в массовый: , где ρ – плотность вещества, кг/м³.

П

FE

риборы для измерения расхода – расходомеры.

Обозначение на схемах автоматизации:

П.2 Измерения количества вещества

Приборы для измерения количества вещества – счетчики количества. Количество вещества определяют как разность показаний счетчика в начале и конце замеряемого промежутка времени.

Количество твердых и сыпучих веществ определяют в основном методом взвешивания (массовый метод). Он обеспечивает наибольшую точность измерения.

Выпускают весы, разнообразные по способу уравновешивания груза (коромысловые, квадрантные, пружинные), с преобразованием силы в электрический и пневматический сигналы (тензометрические и пневматические).

В технологическом процессе используют автоматические весы двух основных типов:

1. периодического действия (порционные, дозирующие) – ковшовые и платформенные.

2. непрерывного действия (конвейерные).

1.Весы периодического действия

1) Ковшовые весы с опрокидывающимся ковшом (рис.26).

На весах производится периодическое отмеривание определенного количества вещества постоянной массы и суммирование числа взвешиваний с помощью счетчика.

К одному концу коромысла 7 прикреплен ковш 1 с помощью подвеса 8, к другому гиредержатель 3 с уравновешивающим грузом. С помощью формы ковша и противовесов на его задней стенке, устанавливается центр тяжести пустого ковша в точке S. По мере заполнения ковша центр тяжести ковша перемещается в точку S₁, ковш наклоняется. В определенный момент, когда ковш наполнен до некоторого заданного объема, с помощью специального механизма дверца 2 открывается и происходит опорожнение ковша. Одновременно с помощью системы рычагов 6, связанной с гиредержателем, закрывается заслонка 5 питающей воронки 4. Далее пустой ковш возвращается в исходное положение, а система рычагов открывает заслонку воронки. Процесс повторяется. Каждый цикл фиксируется с помощью счетчика в течение заданного промежутка времени.

Недостаток: Этим весам присущи значительные динамические нагрузки ударного характера.

Достоинство: Высокая точность. Основная погрешность весов с опрокидывающимся ковшом ±1%.

2) В платформенных весах тару с грузом (масса тары известна) или груз без тары устанавливают на платформе, поддерживаемой системой демпфирующих рычагов. Масса платформы автоматически уравновешивается передвижными грузами или непосредственно измеряется с помощью тензометрических датчиков.

2.Весы непрерывного действия

Н а автоматических весах непрерывного действия (конвейерных, рис.27) осуществляется взвешивание сыпучего кускового или волокнистого материала, находящегося на определенному горизонтальном участке постоянной длины непрерывно движущейся ленты.

Весы выполнены в виде секции ленты 1, непрерывно движущейся по направляющим роликам 2, смонтированным на раме 7. Рама закреплена на опоре 6 по принципу равновесного рычага. На ленту конвейера подается волокно 3 с помощью питателя 4 из бункера 5. При изменении массы на ленте, правое плечо рамы перемещается, что приводит к изменению зазора между бункером, питателем и лентой, а, следовательно, и к изменению величины подачи волокна на ленту. Отклонение рамы 7 фиксируется измерительным преобразователем перемещения (потенциометр, индуктивный датчик и т.п.), который подключен на вход блока управления частотой вращения питателя 4.