Metodichka_Raskhod

Приложение 2

Вихреакустический преобразователь расхода МЕТРАН-300ПР

Внешний вид вихреакустического преобразователя расхода МЕТРАН-300ПР

представлен на рис.П.2. Основные технические характеристики МЕТРАН-

300ПР даны в табл.П.2.

Рис.П.2. Вихреакустический преобразователь расхода МЕТРАН-300ПР

Таблица П.2 Технические характеристики преобразователя расхода МЕТРАН-300ПР

Устройство и принцип действия вихреакустического преобразователя расхода МЕТРАН-300ПР.

Вихреакустический принцип измерения расхода основан на измерении скорости потока путем определения частоты образования вихрей за телом обтекания, установленным в проточной части преобразователя расхода. Определение частоты вихреобразования производится при помощи ультразвука, имеющего частоту 1МГц ("ультразвуковое детектирование вихрей").

Рис.П.3. Принцип действия и конструкция МЕТРАН-300ПР

Преобразователь представляет собой моноблочную конструкцию, состоящую из проточной части и электронного блока. В корпусе проточной части расположены: тело обтекания – призма трапецеидального сечения 1, пьезоизлучатели ПИ 2, пьезоприемники ПП 3 и термодатчик 7.

Электронный блок включает в себя генератор 4, фазовый детектор 5, микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов 6, смонтированные на печатной плате.

Для контроля работы преобразователей МЕТРАН-300ПР, на колодке установлены два светодиода: зеленый и красный. Зеленый светодиод сигнализирует о нормальной работе преобразователя, при этом частота мигания соответствует частоте следования импульсов выходного сигнала преобразователя. Красный светодиод загорается при возникновении нештатной ситуации: расходе, меньшем 0,8Fmin, или хаотичном характере процесса вихреоб-

разования, который возможен, в частности, при попадании посторонних предметов на тело обтекания.

Тело обтекания установлено на входе жидкости в проточную часть. При обтекании тела потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна скорости потока, а, следовательно, и расходу.

За телом обтекания в корпусе проточной части диаметрально противоположно друг другу установлены стаканчики, в которых собраны ультразвуковой пьезоизлучатель (ПИ) и пьезоприемник (ПП).

В зависимости от типа преобразователи имеют два конструктивных исполнения:

●однолучевые преобразователи – одна пара ПИ-ПП (Dу 25..200 мм);

●двухлучевые преобразователи – две пары ПИ-ПП (Dу 250..300 мм). От генератора на ПИ подается переменное напряжение, которое пре-

образуется в ультразвуковые колебания. При прохождении через поток, в результате взаимодействия с вихрями, ультразвуковые колебания модулируются по фазе. На ПП модулированные ультразвуковые колебания вновь преобразуются в напряжение, которое подается на фазовый детектор.

однолучевых преобразователей; сигналами с ПП первой и второй пары пьезоэлементов – для двухлучевых преобразователей.

Напряжение на выходе фазового детектора по частоте и амплитуде соответствует частоте и интенсивности следования вихрей, которая, в силу пропорциональности скорости потока, является мерой расхода.

Для фильтрации случайных составляющих сигнал с фазового детектора подается на микропроцессорный адаптивный фильтр и, затем, в блок формирования выходных сигналов. Для повышения достоверности показаний при обработке сигнала вычисляется дисперсия периода колебаний вихрей.

Для расширения динамического диапазона в область малых расходов, где характеристика преобразователя не линейна и зависит от температуры теплоносителя, применяется температурная коррекция.

Для этого в корпусе проточной части установлен термодатчик, сигнал от которого вводится в программу вычисления расхода.

Проточная часть преобразователя изготовлена из нержавеющей стали и обработана по высокому классу чистоты поверхности, что минимизирует образование отложений и тем самым стабилизирует метрологические характеристики.

Для проведения периодической поверки по «беспроливной» (имитационной) методике тело обтекания выполнено съемным.

Электронный блок размещен в отдельном корпусе, соединенном с проточной частью трубчатым кронштейном. Внутри трубчатого кронштейна проходят провода, соединяющие плату электроники с пьезоэлементами.

Преобразователи в базовом исполнении имеют в обязательном порядке импульсные выходные сигналы

На боковой стороне корпуса электронного блока располагаются штепсельный разъем или сальниковый кабельный ввод, которые служат для соединения преобразователей с вторичными приборами (вычислителями) и источниками питания. Корпус закрыт крышками, уплотнение которых производится резиновыми прокладками, что обеспечивает его герметичность.

Область применения: для технологических измерений расхода воды и водных растворов в промышленности, в том числе в составе АСУ ТП.

Приложение 3

Ультразвуковой расходомер US-800

Внешний вид ультразвукового расходомера US-800 фирмы AC-

Electronix представлен на рис.П.4. Основные технические характеристики

даны в табл.П.3.

Рис.П.4. Ультразвуковой расходомер US-800

Таблица П.3 Технические характеристики ультразвукового расходомера US-800

Принцип работы ультразвукового расходомера US-800 и устройство

Ультразвуковой расходомер US800 измеряет расход на основе измерения времени распространения импульсов ультразвукового колебания через двигающуюся жидкость. Разность между временами распространения ультразвуковых импульсов в прямом и обратном направлениях относительно движения жидкости пропорциональна скорости ее потока.

Возбуждение ультразвуковых колебаний осуществляется пьезоэлектрическими преобразователями (далее – ПЭП), располагаемыми на участке трубопровода, в котором производится измерение расхода жидкости. В зависимости от установки ПЭП относительно сечения потока, скорость последнего измеряется по двум или одному лучам ультразвуковых колебаний.

Принцип работы ультразвукового расходомера US800 поясняется на рис.П.5.

Участок трубопровода с ПЭП, установленными на его диаметрально противоположных сторонах, образует первичный ультразвуковой преобразователь расхода (далее – УПР). В однолучевом УПР устанавливаются два ПЭП, которые размещаются на оси, проходящей через диаметр поперечного сечения УПР. Двухлучевой УПР содержит две пары ПЭП, которые размещены на осях, параллельных друг другу и проходящих через равные хорды поперечного сечения. Оси установки ПЭП располагаются под углом к оси УПР или совпадают с нею (только в однолучевом УПР).

Движение жидкости вызывает изменение времени полного распространения ультразвуковых сигналов по потоку и против него. Скорость распространения ультразвукового импульса в жидкости, заполняющей трубопровод, представляет собой сумму скорости ультразвука в неподвижной жидкости и скорости потока жидкости V в проекции на рассматриваемое направление распространения ультразвука. Таким образом, время распространения ультразвука по потоку и против него определяется в соответствии с формулами:

где LA – длина активной части акустического канала;

LД – расстояние между мембранами ПЭП;

С0 – скорость ультразвука в неподвижной среде (воде); V – cкорость движения воды в трубопроводе;

α – угол наклона пьезоэлектрического преобразователя к оси трубопровода (см. рис.П.5).

Рис.П.5. Принцип работы ультразвукового расходомера US800

Устройство, содержащее электронные узлы формирования и преобра-

зования ультразвуковых импульсов, вычисления расхода, объѐма и вывода

на основе измеренных времен распространения ультразвуковых импульсов,

образует вторичный преобразователь – электронный блок. Вычисление рас-

хода F в электронном блоке с учетом формул (П.3.1) и (П.3.2) происходит по следующим формулам:

где D – внутренний диаметр ультразвукового преобразователя расхода в зоне установки ПЭП 1 и ПЭП 2;

К – коэффициент коррекции, рассчитываемый в зависимости от гидро-

динамических свойств жидкости и режима еѐ потока в ультразвуковом пре-

образователе расхода.

Для исключения влияния изменения скорости ультразвука в жидкости от температуры в расходомере учитывается фактическая скорость ультразву-

ка, рассчитанная по формуле:

где η1, η2 – время распространения ультразвукового импульса по потоку и против потока.

Приложение 4

Задвижка с электроприводом Danfoss BM024D

Задвижка с электроприводом BM024D предназначена для регулиро-

вания расхода в гидравлической системе путем постепенного перекрытия трубопровода. Задвижка снабжена электроприводом, который изменяет се-

чение трубопровода и функции аналогового сигнала управления, подавае-

мого с помощью ПЛК Delta. Внешний вид задвижки показан на рис.П.6.

Технические характеристики задвижки даны в табл.П.4.

Рис.П.6. Внешний вид задвижки

Danfoss BM024D

Приложение 5

Программируемый контроллер Delta DVP-12SA2

Программируемый логический контроллер (далее ПЛК) Delta DVP12SA2 представляет собой центральный процессорный модуль c такой кон-

фигурацией входов/выходов:

●8 цифровых входа;

●4 цифровых выхода.

ПЛК типа SA поддерживают большое количество прикладных инст-

рукций, имеют высокую скорость работы и опроса модулей расширения,

позволяют применять аппаратное расширение за счет подсоединения до-

полнительных модулей ввода/вывода, а также до 8 специальных модулей

(аналоговые, температурные, позиционирования). В данном стенде к ПЛК подсоединены 3 модуля расширения:

●модуль цифровых входов/выходов DVP-16SP;

●модуль аналоговых входов DVP-06AD;

●модуль аналоговых выходов DVP-04DA.

Стаким набором функциональных возможностей ПЛК Delta DVP-SA могут применяться для решения широкого спектра задач, в

том числе подойдут для решения сложных задач в химической техно-

логии, управления сложными комплексными объектами и т.п. Техни-

ческие характеристики ПЛК DVP-12SA2 представлены в табл. П.5.1.