Ультразвуковой расходомер
Принцип действия основан на сложении скорости распространения ультразвука в жидкости и скорости самого потока.
1
– излучатель;
2 – приемник;
3 – электронный блок.
Излучатель и приемник располагаются на торцах измерительного участка трубопровода.
Электронный блок содержит генератор импульсов и измеритель времени прохождения импульсом этого расстояния (между 1 и 2).
Источник и приемник – пьезоэлектрические элементы. При движении потока его скорость будет складываться со скоростью ультразвука, что приведет к уменьшению времени пробега импульса.
Достоинства:
- диапазон измерения практически на ограничен;
- отсутствие влияния на свойства измеряемой среды.
Измерение качественных характеристик вещества
Измерение таких характеристик, как плотность, вязкость, состав, уровень рН необходимо для управления по прямым показателям качества.
Для измерения состава смеси используются различные методы: химические, физические, химикофизические. Рассмотрим наиболее часто используемые методы измерения качественных характеристик.
1. Потенциометрический метод анализа (рН-метры).
Принцип действия основан на зависимости между э.д.с., развиваемой датчиком и концентрацией водородных ионов в анализируемой жидкости.
Концентрацию водородных ионов, характеризующую кислотность и щелочность раствора, принято измерять в единицах водородного показателя рН:
-
при рН =7
раствор нейтрален;
- при рН > 7 щелочная среда;
- при рН < 7 кислотная среда.
,
где аН+ - концентрация ионов водорода.
1 – измерительный электрод;
2 – сравнительный электрод.
Датчик рН-метра состоит из двух электродов. Измерительный электрод – это стеклянная трубка, к нижней части которой приварен шарик из специального стекла, содержащего металл (Li, Na).
Ионы водорода из раствора проникают в стекло шарика, а ионы металла переходят из стекла в раствор. На поверхности шарика возникает потенциал, величина которого зависит от концентрации водородных ионов в растворе: U = EИЗМ + ЕСР.
Сравнительный электрод в отличии от измерительного не меняет свой потенциал относительно раствора. Поэтому э.д.с. датчика зависит только от потенциала измерительного электрода.
Поскольку сопротивление электродной системы имеет очень высокое значение (десятки МОм), то для измерения выходного сигнала датчика используется специальный преобразователь с высокоомным выходом. Выходной сигнал такого преобразователя – это унифицированный токовый сигнал.
2. Плотномеры
По плотности
можно
судить о концентрации, составе,
однородности среды. При измерении
плотности необходимо обеспечить
стабильность температуры.
2.1. Весовой плотномер
Принцип действия основан на непрерывном взвешивании постоянного объема жидкости. Жидкость протекает по петлеобразному участку трубы, который соединяется с основным трубопроводом гибкими соединителями (сильфонами).
1 – петлеобразный участок трубы;
2 – сильфоный;
3 – основной трубопровод;
4 – вторичный преобразователь.
Вес трубы F с жидкостью пропорционален плотности, протекающей в петле жидкости. Измерение веса петли производится преобразователем, к рычагу которого подвешена труба.