ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет Машиностроительный

Кафедра Автоматизация и роботизация

машиностроительного производства

Реферат

по дисциплине «Элементы СУ»

Приборы для определения скорости течения жидкости

Выполнил:

студент гр.4А12

Мельников Е.Ю.

Принялл:

преподаватель

Смайлов С.А.

Томск 2004

Содержание

стр.

Введение……………………………………………………………………. 1. Разновидности приборов для измерения расхода жидкости……… 2. Методы измерения расхода жидкости……………………………… 3. Системы дистанционной передачи показаний……………………. 4. Современные требования к расходомерам и счетчикам…………... Заключение…………………………………………………………………. Список литературы…………………………………………………………

3 4 8 12 16 19 20

Введение

Значение расходомеров и счетчиков количества (массы и объема) жидкости в современном индустриальном обществе исключительно велико. Их роль очень возросла в связи с необходимостью максимальной экономии энергетических и водных ресурсов страны, которые все более и более дорожают.

Без расходомеров нельзя обеспечить управление, и тем более оптимизацию технологических режимов в энергетике, металлургии, нефтяной, целлюлозно-бумажной, пищевой и во многих других отраслях промышленности. Без этих приборов невозможны и автоматизация производства, и достижение максимальной ее эффективности.

Расходомеры необходимы и для управления транспортными средствами, в том числе судами, самолетами и космическими кораблями. Они нужны для контроля за оросительными системами н сельском хозяйстве, требуются и для проведения лабораторных и исследовательских работ.

Счетчики количества необходимы для учета массы или объема нефти, газа, пара, воды и других веществ, транспортируемых по трубам и потребляемых отдельными объектами. Без них очень трудно контролировать утечки и исключить потери ценных продуктов. А снижение погрешности измерения расхода и количества хотя бы на 1 % может обеспечить громадный экономический эффект. Роль счетчиков в последнее время сильно возрастает в связи с коммерциализацией учета энергоносителей.

1. Разновидности приборов для измерения расхода жидкости

Большое разнообразие и сложность требований, предъявляемых к расходомерам и счетчикам, явилось причиной разработки и создания значительного числа разновидностей этих приборов. При выборе надо исходить из свойств измеряемого вещества, его параметров, а также обоснованности требований к точности измерения, учитывая при этом как степень важности удовлетворения тем или другим требованиям, так и сложность измерительного устройства и условия его эксплуатации и поверки.

Наиболее общей является классификация по принципам измерений или по тем физическим явлениям, которые лежат в основе преобразования измеряемой величины в выходной сигнал первичного преобразователя расходомера. Условно расходомеры и счетчики можно подразделить на следующие группы.

Группа	Виды расходомеров
А. Приборы, основанные на гидродинамических методах	1) переменного перепада давления; 2) переменного уровня; 3)обтекания; 4) вихревые; 5) парциальные;
Б. Приборы с непрерывно движущимся телом	6) тахометрические; 7) силовые (в том числе вибрационные)
В. Приборы, основанные на различных физических явлениях	8) тепловые; 9) электромагнитные; 10) акустические; 11) оптические; 12) ядерно-магнитные; 13) ионизационные;
Г. Приборы, основанные на особых методах	14) корреляционные; 15) меточные; 16) концентрационные;

Группа А.

Cреди приборов группы А исключительно широкое применение получили расходомеры с СУ, относящиеся к приборам переменного перепада давления (с сужающими устройствами; с гидравлическими сопротивлениями; центробежные; с напорными устройствами; струйные), преобразующие скоростной напор в перепад давления. Для малых расходов жидкостей и газов служат ротаметры и поплавковые приборы, относящиеся к расходомерам обтекания. Весьма перспективны вихревые расходомеры, поршневые, гидродинамические.

Вихревые расходомеры, основаны на зависимости от расхода частоты колебаний давления (или скорости), возникающих в потоке в процессе искусственного вихреобразования с помощью тела обтекания, помещенного в поток.

	Расходомеры переменного перпада: а – с напорной трубкой; б – с трубкой Вентури; в – с соплом; г – с диафрагмой;
	Расходомеры постоянного перепада: а – поршневой; 1 – поршень; б – ротометрический; 2 – поршень-поплавок;
	Разходомер с генератором вихреобразований: 1 - терморезистор; 2 - вихреобразователь; 3 - вихри;

Принцип действия: преобразуют скоростной напор в перемещение обтекаемого тела.

Группа Б.

Из группы Б значительное применение находят различные разновидности тахометрических расходомеров: турбинные с аксиальной или тангенциальной турбиной, шариковые и камерные (роторные, с овальными шестернями и др.), последние — в качестве счетчиков газа, нефтепродуктов и других жидкостей.

Инерциальные расходомеры (турбосиловые; кориолисовы; гироскопические), основанные на инерционном воздействии массы движущейся с линейным или угловым ускорением жидкости на чувствительные элементы расходомера.

	Объемные расходомеры: а – шестяренчатый; 1 – овальные лопасти; б – лопастной; 2 – выдвижные лопасти;
	Скоростной расходомер: 1 – вертушка; 2 – червячная передача; 3 – валик к измерительному прибору;

Принцип действия: преобразующие скорость потока в угловую скорость вращения обтекаемого элемента (лопастей турбинки или шарика)

Группа В.

Среди разнообразных приборов группы В чаще других применяют электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей (преобразующие скорость движущейся в магнитном поле проводящей жидкости в ЭДС) и ультразвуковые для измерения жидкостей и частично газа (разновидность аккустических; основанные на эффекте увлечения звуковых колебаний движущейся средой).

Оптические расходомеры, основанные на эффекте увлечения света движущейся средой (Физо-Френели) или рассеяния света движущимися частицами (Допплера). Реже встречаются тепловые - для измерения малых расходов жидкостей и газов (калориметрические, термоанемометрические), основанные на эффекте переноса тепла движущейся средой от нагретого тела.

	Тепловой расходомер: а – с термосопротивлением 1; б – с термопарой 2;
	Ультразвуковой расходомер: 1 – фазовый; а – генератор; 2 и 2 - усилители; 3 – фазометр; 2 – частотно-импульсный; 1 и 1 - генераторы; 2 и 2 - усилители; 3 – сиеситель; И, П – излучатель и приемник;
	Электромагнитный расходомер: 1 - электромагнит; 2 - трубопровод; 3 - электроды; КП – катодный повторитель;
	Расходомер на основе ЯМР: 1 – трубопровод (из немагнитного материала); 2 – катушка; 3 – постоянный магнит; 4 – детектор ядерного магнитного резонанса;

Группа Г.

Меточные (с тепловыми, ионизационными, магнитными, концентрационными, турбулентными метками) и концентрационные расходомеры, относящиеся к группе Г, служат для разовых измерений, например при проверке промышленных расходомеров на месте их установки. Корреляционные приборы перспективные, в частности, для измерения двухфазных сред.

Принцип действия: основаны на измерении скорости или состоянии метки при прохождении ее между двумя фиксированными сечениями потока.

Подробная классификация расходомеров и счетчиков разработана во ВНИИМ и опубликована в ГОСТ 15528-86.

Противоречивость требований к расходомерам (высокие точность и надежность, быстродействие, многофункциональность, низкая цена и др.) заставляет разработчиков постоянно находить разумный компромисс между технологической возможностью реализации этих требований и экономической целесообразностью конструкторского решения.

Общеизвестна прямая зависимость между точностью измерений и их стоимостью. Тем не менее существует значительный промышленный спрос на расходомеры низкоточные, но недорогие. Вместе с тем общая тенденция (мировая и отечественная) в развитии расходометрии такова, что для эффективного управления технологическими процессами в нефтегазовой, химической, энергетической и других отраслях промышленности, для коммерческих и учетных целей задача разработки и внедрения расходомеров, имеющих класс не хуже 0,1 ...0,5 %, актуальна в высшей степени.