4.2 Расходомеры переменного перепада давления
Для автоматического измерения расходов пара, газов и жидкостей используют различные типы расходомеров переменного перепада. Принцип действия таких приборов, объединенных общим методом измерений, основан на измерении перепада давления, образующегося в результате изменения скорости измеряемого потока на специальном сужающем устройстве, называемом диафрагмой.
При протекании жидкости или газа через сужающее устройство часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую энергию, при этом средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а давление уменьшается. Таким образом, при протекании газа или жидкости образуется разность давлении до и после сужающего устройства. Разность этих давлений (перепад давлений) зависит от скорости (расхода) протекающего вещества. Величина перепада давлений измеряется специальными устройствами, называемыми дифференциальными манометрами.
4.2.1 Дифференциальные измерительные устройства
Дифференциальные манометры, как датчики, применяются для измерения и контроля расхода в комплекте со вторичными приборами—уровнемерами.
Рабочий диапазон измерения таких приборов составляет: поплавкового дифманометра типа ДП-63—1000 см, мембранного дифманометра типа ДМ-25—6300 см, сильфонного дифманометра типа ДС-25— 6300см.
Для измерения расхода жидкостей в закрытых резервуарах дифманометр подключают следующим образом: плюсовую импульсную трубку датчика подключают через запорный вентиль к нижней точке резервуара; минусовую импульсную трубку датчика подключают к уравнительному сосуду, соединенному с верхней точкой резервуара. При таком подключении дифманометр измеряет разность гидростатических давлении в измеряемом резервуаре и уравнительном сосуде.
При такой схеме подключения датчика необходимо учитывать постоянную погрешность измерений, связанную с перепадом давления, возникающего от разности температур жидкости в измеряемой емкости (танке, резервуаре, газгольдере) и температурой окружающей среды.
В измерениях расходов для уменьшения погрешности используют двухкамерные уравнительные сосуды.
4.2.2 Пьезометрические приборы.
Для измерения уровней жидкостей применяют также приборы, принцип действия которых основан на свойстве контролируемого материала оказывать гидростатическое давление на дно или стенки рабочей емкости.
Закон гидростатического давления в общем виде можно записать: Р=уН, где Р—давление жидкости, у — плотность жидкости, Н—высота столба жидкости.
а — с отбором контролируемой среды, б — мембранный
Рисунок 4.3-Манометрические способы измерения расхода
Наиболее распространенными приборами этой группы являются манометрические, дифференциально-манометрические и пневматические приборы.
На рисунке 4.3,а показана схема измерения расхода жидкости с помощью манометра, шкала которого отградуирована в единицах измерения расхода. Такие схемы отличаются простотой, однако чтобы не вносить дополнительной погрешности при измерениях, прибор необходимо устанавливать в нижней части емкости (отметка а— а).
Мембранные расходомеры работают по схеме, приведенной на рисунке 4.3,б. Чувствительным элементом, воспринимающим давление жидкости, является мембрана 1, которая передает давление на измерительный прибор 3 через импульсную трубку 2, заполненную жидкостью или газом.