2.12. Струйные расходомеры

В основе устройства струйного расходомера-счетчика заложен принцип работы струйной техники.

Струйная техника – это область пневмогидроавтоматики, основанная

на использовании взаимодействия струй жидкости или газа. Струйная техника аналогична электронике в отношении, как основных принципов построения, так и практического применения. Устройства и системы струйной техники не имеют подвижных деталей и используются в компьютерах, насосах аппаратов искусственного кровообращения, системах управления ракетной техники, станкостроения, машиностроения и т.д. Элементом струйной техники в расходомере-счетчике РС01 является струйный автогенератор (рис. 2.43).

Принцип работы струйного автогенератора: измеряемое вещество (жидкость, газ, пар) поступает в автогенератор через сопло и попадает в рабочую камеру, где отклоняется к одному из бортов и прижимается к нему давлением, которое создается потоком, отраженным вогнутым дефлектором в область между измеряе-

Рис. 2.43 мым веществом и бортом. Измеряемое вещество течет вдоль борта и попадает в приемный канал, в результате торможения потока давление в канале по сравнению с давлением в рабочей камере и в приемном канале повышается. Это создает в обратном канале связи разгон измеряемого вещества. Через промежуток времени, равный времени прохождению по каналу обратной связи, расход в сопле управления достигает величины расхода переключения, что приводит к отрыву измеряемого вещества от первого борта и перемещения его ко второму борту. Через интервал времени запаздывания в струйном элементе в приемном канале №2 повышается давление, при этом давление в приемном канале №1 становится равным давлению в рабочей камере. Через интервал времени, равный прохождению по каналу обратной связи №2, расход в сопле управления достигает величины расхода переключения, что приводит к отрыву измеряемого вещества от второго борта и перемещения его к первому борту, в результате этого начинаются новые колебания и возникают устойчивые автоколебания измеряемого вещества, которые образуют пульсации давления. Струйный расходомер-счетчик РС01 (ЗАО «Термоавтоматика») имеет следующие метрологические параметры:

измеряемые среды: жидкость, газ, пар;

диаметр условного прохода, мм: 10-300;

минимальный измеряемый расход, м³/ч: 0,05;

динамический диапазон измерения , Q_max/Q_min: 50 : 1;

предел основной относительной погрешности преобразования:

для жидкостей ….±1%;

для газов и пара ±1,5%;

параметры измеряемой среды:

температура - 35 - +400 °С;

статическое давление не более 10 МПа;

кинематическая вязкость. не более 100*10^-6 м²/с;

тип выходного сигнала:

токовый (0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА);

частотный;

кодовый.

ООО «Интер Инвест Прибор» разработан и подготовлен к промышленному серийному производству ряд универсальных струйных расходомеров-счетчиков (РСП-А) жидкостей, газов и пара с использованием чувствительного элемента датчика на основе синтетического полупроводникового алмаза (СПА).

Принцип действия струйных автогенераторных расходомеров-счетчиков основан на возникновении устойчивых автоколебаний струи в струйном элементе, охваченном каналами обратной связи. Частота автоколебаний пропорциональна объемному расходу среды, протекающей через струйный элемент. В коммерческих узлах учета тепла и газа и пара сопрягается с вычислителями. Предусмотрен выход на компьютер через разъем RS-232. Прибор установлен более чем в 35 регионах Российской Федерации. Промышленной площадкой для производства серийной продукции является ОАО «ЛОМО», г. Санкт-П етербург. Достоинства струйных расходомеров-счетчиков:

унификация измерительных приборов для различных сред;

отсутствие подвижных частей, что обуславливает высокую надежность, стабильность характеристик во времени, высокую технологичность изготовления;

независимость градуировочного коэффициента от плотности измеряемой среды;

возможность измерения малых расходов, агрессивных, неэлектропроводных и криогенных сред;

не требуются прямые участки до и после места установки;

возможность поверки на месте установки. Рис. 2.44

Принцип измерения расходомера РМ-5-ПГ (рис.2.44) заключается в следующем. Поток среды, проходя через сужающее устройство, создает перепад давления в камерах отбора давления. Под действием перепада часть потока перетекает через струйный автогенератор, создавая в нем устойчивые автоколебания, которые воспринимаются пьезоэлектрическими датчиками и преобразуются в электрический сигнал. В электронном блоке сигнал подвергается цифровой обработке, в результате которой измеряются частота колебаний и связанный с ней расход среды через прибор.

Таблица 2.4

Сравнительные характеристики расходомеров

Принцип действия расходомера	Изготовитель, тип	Среда	Ду, мм	Погрешность измерения, %		Pmaх, МПа	t, °С	Цена, тыс. руб.
				Жидк.	Газ
Вихревой	Сибнефтьавтоматика, «ДРГ.М»	Газ	50-200	-	±1,5	2,5	-40 +250	от 40
	ООО Тирэс, Тирэс	Газ, пар, жидкость	15-300	±1	±1,5	8	-40 +450	от 25
	ЗАО ПГ «Метран», Метран – 300 ПР	Жидкость	25-300	±1	-	1,6	+1 +150	от 16
Электромагнитный	ПРЭМ-D	Жидкость электропроводная	20-150	±1	-	1,6	0 +150 °С	от 12
	«Взлет», расходомер-счетчик «Взлет-ЭР»	Жидкость электропроводная	10-300	±2	-	2,5	-10 +150	от 9
	ИПРЭ-7(Т)	Жидкость электропроводная	20-200	±1	-	1,6	-40 +40	от 22
Струйный	РМ-5-ПГ	Газ, Пар	10-1000	-	±1,5	16	0 +300	от 20
	Турбулетность-Дон, «Turbo Flow GFG-F»	Газ	10-300	-	±1	10	-50 +70	от 30
	ЗАО Термо-автоматика, расходомер-счетчик РС01	Газ, пар, жидкость	10-300	±1	±1,5	10	-35 +400	от 11

Как видно из табл. 2.4, относительная погрешность измерения расхода жидкости расходомеров разных типов практически одинакова.