Датчики потока. Расходомеры
Поплавковый расходометр (ротаметр) состоит из |
|
конической трубки, расходящейся вверх, внутри |
|
которой перемещается поплавок-индикатор. |
21 |
Датчики потока. Расходомеры
22
Датчики потока. Расходомеры
Значения потерь давления для разных типов сужающих устройств
Диафрагма: имеет самые высокие потери давления из-за резкого изменения сечения потока и образования застойных зон.
Сопло: за счет более плавной формы входной части потери энергии меньше, чем у диафрагмы.
Труба Вентури: обеспечивает минимальные потери давления (обычно не более 10–20%), так как плавно расширяющийся 23
конус (диффузор) на выходе позволяет восстановить
Датчики потока. Расходомеры
•Электромагнитные (магнитно-индукционные) расходомеры предназначены для измерения расхода электропроводящих жидкостей.
•Принцип работы электромагнитного расходомера основан на законе Фарадея: в замкнутом проводящем контуре возникает электрический ток (ЭДС), прямо пропорциональный скорости изменения магнитного потока через этот
1. Трубопровод (канал) из диэлектрического материала, по которому |
|
течет измеряемая среда. 2. Полюса электромагнита, создающие |
|
магнитное поле, перпендикулярное направлению движения потока. |
|
3. Электроды, снимающие возникающую в жидкости ЭДС. 4. |
|
Преобразователь (усилитель) сигнала, поступающего с электродов. 5. |
|
Измерительный прибор (регистратор), отображающий расход. 6. |
24 |
Источник питания обмотки электромагнита. |
|
Датчики потока. Расходомеры
Электромагнитные расходомеры токопроводящей жидкости
e BVD
Обмотки создают |
|
|
переменное магнитное |
|
|
поле (вертикальные |
|
|
стрелки внутри трубы). |
|
|
Резистор используется для |
|
|
настройки или |
|
|
стабилизации тока |
~ |
|
возбуждения. |
||
U~ |
||
|
B QD4 .Q - объемный расход жидкос
Ф
N
D
e
S
B 
U
|
W |
W |
|
Для повышения точности |
B |
||
k |
|||
и стабильности |
|
||
|
|
||
используется |
|
|
|
компенсационная цепь, |
|
UQ Uk |
|
которая помогает отсечь |
|
||
помехи. |
|
25 |
|
|
|
Датчики потока. Расходомеры
Ультразвуковые расходомеры жидкости, воды и газа – это расходомеры, принцип действия которых заключается в измерении какого-либо эффекта (в зависимости от расхода), создающего при прохождении акустических колебаний
сквозь поток.
Ультразвуковая волна, двигаясь по направлению потока, ускоряется, а против - замедляется. Прибор измеряет
разность времени прохождения акустического сигнала по направлению потока жидкости и против него, вычисляет скорость потока V, а затем, зная сечение трубы, определяет 26
объемный расход жидкости.
Датчики потока. Расходомеры
Излучатели
Ультразвуковые расходомеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время распространения УЗВ на |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приёмники |
|||||||||
|
|
|
|
tP |
|
|
L |
|
|
|
|
. |
|
|
||||
расстоянии L |
|
|
|
|
|
|
|
|
c V cos |
|
|
|
|
|||||
по направлению |
|
tP1 |
|
|
|
|
L |
|
. |
L |
1 |
V |
cos |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
c V cos |
|
c |
||||||||||||||
потока |
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
L |
|
|
V |
|
|
|
|
в направлении против потока tP 2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
cos |
|
|||||||
c V cos |
|
c |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
||||||
tP 2 tP1 |
|
2V cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
tP 2 tP1 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
27
Датчики потока. Расходомеры
Тепловые преобразователи расхода газа. Измеряют
массовый расход газа, основываясь на зависимости между скоростью потока и теплоотдачей нагретого чувствительного элемента.
Корпу |
|
|
|
|
|
|
|
с |
Поток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Нагреваемы |
|
1 |
|
|
UI |
Ê2 |
2 |
й |
V |
K1 |
|
TÍ |
ÒÑ |
|
|
|
|
|
|
||||
терморезист |
|
|
|
|
|
|
|
где К1, К2 – приборные константы, U, I – напряжение и ток питания датчиков, ТН - температура рабочего датчика нагревателя, ТС - температура потока ( компенсационного датчика )
Внутри корпуса расположен ЧЭ, к которому подводится |
|
электрическая энергия для нагрева. Газ, протекающий через |
|
корпус, забирает тепло от нагретого элемента. Чем выше |
|
скорость потока, тем интенсивнее происходит охлаждение. |
|
Прибор фиксирует изменение сопротивления или измеряет |
|
мощность, необходимую для поддержания постоянной |
|
температуры элемента. Эти данные затем пересчитываются в |
|
значение расхода. |
28 |
Датчики потока. Расходомеры
Тепловые преобразователи расхода газа
Корпу |
|
с |
Поток |
|
Нагреваемы
й
терморезист
ор |
|
Рабочий (нагреваемый) датчик расположен в верхней части |
|
измерительного канала. Он нагревается электрическим током до |
|
температуры, превышающей температуру газа. |
|
Компенсирующий датчик расположен в нижней части или перед |
|
нагревателем. Он измеряет фактическую температуру проходящего |
|
газа для компенсации её влияния на показания. |
|
R(VT) |
V |
|
|
R(T)
Схема расположения рабочего и компенсирующего датчиков29
Датчики потока. Расходомеры
Объёмные счётчики
Измерительная камера
Лопасти
Ротационный счётчик газа
Газ поступает в верхний патрубок счётчика. Из-за разницы давления на входе и выходе роторы приходят в движение. При вращении между ротором и стенкой корпуса образуется измерительная камера фиксированного объёма. За один полный оборот роторов через счётчик проходит четыре таких порции газа.
Вращение через магнитную муфту и редуктор передаётся на счётный механизм, который пересчитывает число оборотов в единицы объёма. 30