Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Азимов, Р. К. Теплообменные измерительные преобразователи

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

4.19 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 88

Разработано и используется большое количество конструкций и схем для измерения расходов газов и жидкостей [37, 50, 51, 55], для измерения влагосодержания дисперсных и сыпучих материалов [20, 28, 35] и других величин.

Рассмотрим измерительную схему и койструкцию теплообменного преобразователя с нестационарным режимом нагрева, который был успешно применен для измерения расходов газов и жидкостей [4,23].

На рис. 26 приведена принципиальная схема расходомера конструк ции 2 из схемы на стр. 42, на рис. 27 — диаграмма его действия.

Рис. 26. Принципиальная схема преобразователя нестационарного режима:

} — преобразователь; 2 — усилитель; 3 — триггер; 4 — контакты цепи включения нагрева тельного элемента.

При температуре ТЧЭ Т4 теплообменный преобразователь форми рует сигнал Uv Этот сигнал усиливается усилителем 2 и поступает в спусковое устройство (триггер) 3, переключение которого происхо

дит при двух определенных сигналах	и U2. При сигнале Ux нагре
ватель включается, терморезистор R t,	разогревается до температуры

Т2, выходной сигнал теплообменного преобразователя при этом равен 112, Триггер отключает нагреватель и терморезистор охлаждается до температуры Tv Расход определяется временем этого охлаждения.

Теплообменный преобразователь	1 состоит из терморезисторов
R ti, Rt2, постоянного резистора R it	переменного резистора R3, наг

ревателя Н. Выход с моста подключен к нагрузке Rl0 двухкаскадно го усилителя. Для повышения стабильности работы в каждом каска де усилителя введены обратная связь по напряжению (Сь R n — в пер вом каскаде и С4 Д15 — во втором). Сопротивление R17 изменяет величину коэффициента усиления от 5 до 15. Усиленный сигнал

выпрямляется выпрямителем, собранным на триоде ППЗ, и поступает на спусковое устройство (ПП4, ПП5). В коллекторную цепь ПП5 вклю


чено электромагнитное реле Ри ^контакты	которого	коммутируют
цепи включения нагревателя Я.	терморезистора		(ПТР)
Время охлаждения полупроводникового
и, следовательно, частота переключений триггера при		постоянном
расходе определяется разностью температур	переключения		Тг и Та,
величиной превышения Тх температуры Гср,	чувствительностью мос

та и коэффициентом усиления усилителя. Это дает возможность опти мально подстроить расходомер в конкретных условиях его работы. Ве


личина превышения 7\ температуры	Гер меняется			с помощью резис
	тора	Ra,	разность			температур
	переключения			Т1		и	Г2 — ре
	зистором		R 17 (рис.			26).
	Для		устранения				самохода
	при нулевом расходе нагрева
	тель во время охлаждения ТЧЭ
	подключается			в	цепь		питания
	через сопротивление /?в. Мощ
	ность предварительного нагрева
	устанавливается				этим сопротив
	лением такой, чтобы при нуле
Рис. 27. Диаграмма действия преобразо	вом	расходе		температура ТЧЭ
	не достигла значения						Тг (пунк
вателя.
При мощном нагреве ТЧЭ (R5 =	тир на рис. 27).				не зависит от
	0) время		нагрева

рзс хода среды, и частота включений нагревателя определяется только


временем охлаждения т0.			Зависимость этой частоты от			величины рас
хода	нелинейна.	Для линеаризации		выходной	характеристики		ис-
г.отьзуется рост времени нагрева ТЧЭ при увеличении						расхода среды.
Мощность нагревателя в			этом случае ограничивается			резистором Rb.
Компенсация изменения			температуры среды Тср осуществляется по
лупроводниковым терморезистором Ru, включенным в						уравновешен
ный	мост. Вольтамперная характеристика его идентична терморезис
тору R ti. Такая		температурная компенсация удовлетворительна					при
изменении температуры среды на 3—5° С. При					значительных измене
ниях	более 5° С, ввиду		нелинейной	зависимости выходного сигнала
моста и температуры терморезисторов,				происходит изменение разнос

ти температур переключения Тг и Г2, т. е. меняется выходной сигнал расходомера.

Теплообменный преобразователь представляет собой участок тру бопровода, материал которого выбран с учетом стойкости к измеряемой среде. В трубопровод введены две капсулы с ТЧЭ, размеры которых определяются габаритами терморезисторов и нагревателя. Для умень шения температурных потерь в окружающую среду капсулы изоли рованы от трубопровода втулками из фторопласта.

Разработанный расходомер имеет следующие основные характе ристики:

1) измеряемая среда расхода				— вода;
2)		температура среды Гер		— 30° С;
3)		температура	7\	— 31,1° С;
4)	температура		Тг		— 32,9° С;
5)	разность температур переключения Тг и Т2				— 1,8° С;
6)		напряжения	переключения триггера	= 8 мв; Г/г = 25 мв;
7)	время нагрева при Gn				0,3 сек;'
8) время нагрева при Gmin				—0,23 сек;
9)	мощность нагревателя			— 10 вт;
10)		мощность подогрева		— 0,1 вт;
11)		диапазон измеряемого расхода		— 0,4 ч- 2,0 мй/час;
12)		точность измерения		—	±2%;
13)		время охлаждения при Gmax		— 5,1 сек;
14) время охлаждения при Gmin				— 10 сек;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ достигнутых результатов по исследованию и разработке теплообменных измерительных преобразователей позволяет сделать вывод о перспективности применения данных преобразователей для измерения различных величин. Примером широкого развития тепло обменных измерительных преобразователей можно указать на боль шое число изобретений в этом направлении.

Возможности использования теплообменных измерительных пре образователей далеко не исчерпаны. Кроме приборов для измерения расхода и влажности, на базе теплообменных преобразователей мож но разработать уровнемеры, датчики линейных и угловых перемеще

ний, датчики состава веществ	и другие. Широко распространены
теплообменные преобразователи	в преобразователях рода энергии
в системах автоматического управления.

Возможности дальнейшего развития и совершенствования тепло обменных измерительных преобразователей позволяют надеяться, что приборы, основанные на базе теплообменных измерительных пре образователей, в ближайшие годы найдут широкое применение в схе мах контроля и регулирования различных технологических про цессов.

Литература

1 1.	А г е й к и н		Д . И.		Магнитные газоанализаторы, М., Госэнергоиздат, 1963.
2.	А г е й к и н		Д. И.,		К о с т и н а		Е. Н.,	К у з н е ц о в а		Н. Н. Датчики контроля
	и регулирования, М., «Машиностроение»,								1965.
3.	А з и м о в		Р. К.,		Б е л я е в	Д .	В. и др. Параллельное корректирующее устрой
	ство	инерционного преобразователя, ж .’							«Измерительная техника», 1967.
	№ 1.
4.	А з и м о в		Р. К. ,	Г у р е в и ч		Е.	И. , А н д р ю щ е н к о			В. С. Тепловые расходо
	меры нестационарного режима, Сб. «Материалы к V Таллинскому совещанию
	по электромагнитным расходомерам»,							Таллин, 1971.
5.	А з и м о в	Р. К.		Исследование теплового				метода автоматического контроля расхода

жидких

металлов в химических и энергетических производствах.

Автореферат

канд. дисс., Л .,

1968.

А з и м о в

Р. К.,

К о р о т к о в

П.

А. и др.

Приборы

для

измерения

расхода

жидких металлов, М., ГосИНТИ, 1967.

А з и м о в

Р.

К.,

К о р о т к о в

П.

А.

Неконтактный тепловой расходомер для

жидкого металла, ж. «Приборы и средства автоматизации»,

1966,

№

14.

А з и м о в

Р. К.,

К о р о т к о в

П. А. Тепловой расходомер для жидкого металла,

«Изв. вузов. Приборостроение», т. 10 № 3, 1967.

А з и м о в

Р.

К.,

К о р о т к о в

П. А. К расчету тепловых расходомеров

жидких

металлов, ж. «Измерительная техника», 1967 № 2.

10. А з и м о в

Р.

К.,

К о л м ы к о в С .

П. , Х а м а д о в И .

Б. Автоматические устрой

ства для способа учета расхода воды в открытых

каналах

с подпорно-пере

менным режимом. Сб. научных трудов САНИИРИ им. В. Д . Журина,

O'-

вып.

136,

ч. 1, Ташкент, 1973.

А з и м о в

Р.

К.,

К о п п И .

др.

Методика

изменения

быстропеременных

температур,

«Изв. вузов.

Приборостроение»,

1966,

№

12.

А з и м о в

Р.

К.,

И с м а т у л л а е в П. Р.,

А г з а м о в А .

Экспериментальные

исследования теплового трубчатого автоматического влагомера сыпучего мате

риала. Тезисы

докладов

Пятой

всесоюзной

научно-технической

конференции

«Достижения и перспективы работ в области разработки приборов и

методов

измерения

влажности

твердых,

жидких

газообразных

веществ

Кутаиси,

13.

1973.

А зи м ов

Р. К. Тепловой расходомер жидкости и пульпы, Авт. свид. № 285268,

7U4.

«Бюллетень изобретений», 1970, № 33.

A n o n

D. "Control

Engng.“,

1956,

№

I 15.

Б е л я е в

Д . В. Исследование в области тепловых методов

измерения

расхода

жидкостей

и газов в химических

производствах,

Автореферат

канд.

дисс.,

Л .,

1967.

Б е л я е в

Д. В.,

К о р о т к о в

П. А. Тепловые

неконтактные

расходомеры, Сб.

Методы и

приборы для

измерения

расхода

количества

жидкости,

газа и

17.

пара, Л ., ОНТИ, 1965.

Б у л е е в Н .

И.,

Е л ь ц о в а Л .

Д. ,

Б и р ю к о в а

Г. П.

Расчет температур

ного поля в турбулентном потоке жидкости в круглой трубе на термическом

18.

начальном

участке, ж.

«Теплофизика высоких температур»,

т. 4, № 4, 1966.

Г а е в о й

И. Р.,

М у с я

к о в

Л.

А,,

Б е л я е в Д . В.

Применение

тепловых

преобразователей для контроля влажности жидких продуктов, Научно-техни

19.

ческая конференция (краткие сообщения), ЛТИ им. Ленсовета Л ., 1972.

Г о р б и с

3. Р.

Теплообмен

гидромеханика

дисперсных

сквозных

потоков,

20.

М., «Энергия», 1970.

Г р и м п е л ь

И. Н. Тепловой влагомер для дисперсных и сыпучих материалов,

Г?!.

Авт. свид. №

250508, «Бюллетень

изобретений», 1969, № 26.

Г у р е в и ч

Е. И.,

А з и м о в Р. К.,

А н д р ю щ е н к о В. С. Газомерное устрой

22.

ство, Авт. свид. № 325505, «Бюллетень изобретений», 1972, №

Г у р е в и ч

Е. И.,

А н д р ю щ е н к о

В. С. ,

А з и м о в

Р. К.

Тепловой

расхо

23.

домер, Авт. свид. № 381901, «Бюллетень изобретений«, 1973, № 22.

Г у р е в и ч

Е. И.,

А н д р ю щ е н к о

В. С.,

А з и м о в

Р. К.

Тепловой

расхо

домер,

Авт. свид. № 344277, «Бюллетень

изобретений» 1972,

№2 1 .

Г у р е в и ч

Е.

И,,

А н д р ю щ е н к о

В. С.,

А з и м о в

Р.

К.

Тепловой

расхо

домер,

Авт. свид. № 358622, «Бюллетень изобретений»,

1972,

№ 34.

Д у д н и к о в

Е. Г. Основы автоматического регулирования тепловых процессов,

М ., Госэнергоиздат, 1959.

Д у л ь

н е в

Н. Теплообмен

в радиоэлектронных

устройствах, М.,

Госэнерго

издат,

1963.

Д у ш и ц

Е. М.,

Х о ф м а н

Д. Ф.

Последовательная

коррекция

промышлен

ных электрических термометров, «Изв.

вузов.

Приборостроение»,

т. 9, №-1,

1966.

28.

Е р ш о в

В. Н.

Новые электрические

датчики

для

измерения

влажности дис

персных капиллярно-користых материалов. Тезисы докладов

Ленинградской

конференции

по приборам

и методам контроля и

регулирования

влажности,

Л .,

1967.

29.

Ж е р е б я т ь е в И.

Ф.,

Л у к ь я н о в

А.

Т.

Математическое

моделирование

уравнений

пша

теплоп|юводности с

разрывными

коэффициентами

М.. «Энер

гия»,

1968.

Ж у к а у с к а с А

Теплопередача

при поперечном пмывании

цилиндра,

Сб

31.

«Теплопередача

и тепловое моделирование», М.,

Изд-во

АН СССР.

1959

З и с м а й с т е р Г

Е , Д и к с о н

Д .

Калориметрические

расходомеры,

№ !

' J

«Теплопередача»

(Труды американского общества инженеров-механиков). 1966

32.

И г'у и н о е

Бесконтактный

расходомер

жидкости

пульпы,

ж.

«Авто- ~J

матика и

приборостроение», вып. 3, 1961.

Теплопередача,

М.,

33.

И с а ч е н к о

Е. П., О с и п о в а В.

А.,

С у к о м е л

А. С

« Энергия»,

1965.

А.

Усгройшво

для

34.

И с м а т у л л а е в

П.

Р.,

А з и м о в

Р.

К.,

А г з а м о в

измерения

влажности материала,

Авт. свид. N° 371493,

«Бюллетень

изобре-

тений», 1973. № 12.

35.

И с м а т у л л а е в

П.

Р.,

А з и м о в Р.

К.,

А г з а м о в

А.

вопросу

разра

ботки автоматического влагомера с тепловыми распределенными параметрами,

Сб. Трудов по итогам

НИР

ХТФ

ТашПИ

за

1971

г.,

вып.

91,

Ташкент,

1973.

36.

К е м е н о в

А. В. Применение

манометрического термометра для

измерения

ма

лых расходов жидкости, ж. «Приборы и системы

управления»,

1968.

№

37.

К е м е н о в

А.

В.

II и к е р м а н Л.

Я.

Теплометрическая

система

измерения

'■

расхода, ж. «Приборы и системы управления»,

1966,

№

К о в а л е н к о

В., С м ы ш л я е в а

В. В.,

Б е л я е в

Д .

В.

Исследование

тепловых систем измерения состава и расхода жидкостей, Научно-техническая

конференция (краткие сообщения), ЛТИ им. Ленсовета,

Л .,

1972.

39.

К о з д о б а

Л. А. Электрическое моделирование явлений тепло- и массопереноса,

М., «Энергия», 1972.

К о н д р а т ь е в

Г. М. Регулярный

тепловой

режим, ГКТТЛ,

1954.

41.

К о п е л о в и ч

А. П. Инженерные

методы расчета

при

выборе автоматических

регуляторов, М ., 1963.

42.

о р о т к о в

П. А.,

Б е л я е в

Д.

В.,

А з и м о в

Р. К. Тепловые расходомеры,

Л ., Машгиз, 1969.

43.

К о р о т к о в

П. А. Исследование

неконтактных

тепловых

микрорасходомеров I

жидкостей и газов при ламинарных режимах потока.

«Изв. вузов.

Приборо-1

строение»,

1963,

№ 6.

—'

44.

К о с В. М.,

С и т и и цк ий Ю

И. Измерение

расхода

жидкостей

газов по

местному

нагреву

пограничного

слоя. «Контрольно-измерительная

техника»

(Межведомственный республиканский научно-технический сборник),

вып. 2,

Изд-во Львовского ун-та, 1966.

45.

L a u b

1. И.

"Control

Engng.”, 1957,

V, 4,

№

46.

М и х е е в

М. А. Основы

теплопередачи,

М.,

Госэнергоиздат,

1956.

47.

М и х е е в

М. А. Средняя

теплоотдача

при движении жидкости в трубах, «Теп

лопередача и тепловое моделирование», М.,

Изд-во АН СССР,

1959.

М у ч н и к

Г. Ф.,

Р у б а ш о в

И. Б. Методы

теории теплообмена,

ч. 1,

Тепло

проводность, М., «Высшая школа», 1970.

49.

О с и п о в а

В.

А.

Экспериментальное

исследование

процессов

теплообмена.

М.—Л ., «Энергия», 1964.

50.Патент США, кл. 73—203, № 2777325, 1957.

51.Патент Великобритании, кл. C1N, № 968518, 1964.

52.	П о п о в В. С. Металлические подогреваемые					сопротивления			в электроизмери
	тельной технике и автоматике, М—Л ., Изд-во «Наука»,							1964.
53	Т а р х а н о в		Б. И. Эпоксидные смолы и их			применение,	М .,		1964.
54.	Ф е р е н е ц	В. А. Полупроводниковые струйные термоанеметры, М., «Энергия»,
	1972.
55.	Х о н о н з о н		Г.	А., Ш а х м а т о в Е.	П.,	Ю с у б о в Э .		Калориметрический
	расходомер жидкостей и газов. Авт. свид.					№ 243864.	«Бюллетень изобретиi ]
56	ний». 1969,		.Ns	26.
56	Я р ы ш е в	И	А.	Теоретические основы	измерения нестационарных тем ператур.^
	М., «Энергия»,			1967.					_ /
									75

Оглавление

В в е д е н и е		.......................................................			методаизмерения	3
Глава I.	Общие основы теории теплового				методаизмерения	4
§	1.	Теплообмен	при	стационарном тепловом методеизмерения.....................		—
§	2.	Теплообмен	при	динамическом	методеизмерения .................................	15
§	3.	Анализ и принципы построения			теплообменных измерительных пре

	образователей		.	................................	23
Глава II. Основные характеристики и применение теплообменных преобразова
телей для измерения различных величин..................................................					29
§	1. Теплообменные измерительные преобразователи со стационарным ре
	жимом	нагрева		...............................	—
§	2. Теплообменные		измерительные	преобразователи нестационарного
	режима	. .	..............................................................................		41
§	3. Источники и способы компенсации погрешностей теплообменных пре
	образователей				51
§	4. Разработанные конструкции и практическое применение теплообмек-
	ных преобразователей................................................................................................				61
Зак лю ч ение..........................................................................................................................................					73
Л и т ер а т у р а ..........................................................................................................................................					73

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 88

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ