Измерение плотности
Частота колебаний сенсорных трубок зависит от геометрии, материала, конструкции и массы. Масса состоит из двух слагаемых: массы самих трубок и массы измеряемой среды в трубках. Для конкретного типоразмера сенсора масса трубок постоянна. Поскольку масса измеряемой среды в трубках равна произведению плотности среды и внутреннего объема, а объем трубок является величиной постоянной для конкретного типоразмера, то частота колебаний трубок может быть связана с плотностью среды и определена путем измерения периода колебаний.
Тахометрические расходомеры
а) – турбинный, б) – шариковый Рис. 9. Первичный преобразователь расхода жидкости |
Принцип действия тахометрических расходомеров основан на измерении средней скорости потока Vcp, которая пропорциональна объемному расходу вещества G0 = SVср, где S - площадь поперечного сечения трубопровода.
В таких расходомерах рабочее тело под действием потока вращается, при этом его угловая скорость вращения пропорциональна скорости потока вещества, следовательно, и объемному расходу. В зависимости от конструкции чувствительного элемента тахометрические расходомеры бывают турбинные и шариковые (см. рис. 9).
Турбинные расходомеры (рис. 9, а) применяют для измерения расхода жидкостей, в частности мазута. В корпусе 5 расходомера установлены струевыпрямители 2 и 4, расположенные на одной оси с турбиной 3. У аксиальной турбины ось совпадает с потоком, а у тангенциальной — перпендикулярна ему. На внешней стороне корпуса размещают дифференциально-трансформаторный преобразователь 1.
Турбинные расходомеры определяют расходы жидкостей в широком диапазоне, в трубопроводах диаметром от 4 до 750 мм при давлениях до 250 МПа и температурах от —240 до +700°С.
Достоинствами турбинных расходомеров являются малая инерционность и высокая точность (погрешность 0,5%), а их недостатками — зависимость от расхода и вязкости среды, износ опор турбины.
Шариковые расходомеры (рис. 9, б) применяют для измерения расхода жидкостей с твердыми частицами и агрессивных, а также теплоносителя. Шариковые расходомеры используют в трубопроводах диаметром от 10 до 600 мм. Их показания не зависят от вязкости и плотности вещества. В корпусе 6 преобразователя 1 располагается винтообразное струенаправляющее устройство 9, которое закручивает поток жидкости, в результате чего начинает вращаться шарик 8. Перемещение шарика в осевом направлении ограничивается кольцом 7, за которым находится струевыпрямитель 2. На внешней стороне корпуса имеется преобразователь 1 частоты вращения шарика в унифицированный электрический сигнал. Для небольших расходов используют шариковые расходомеры с тангенциальным подводом жидкости.
В качестве передающих преобразователей турбинных и шариковых расходомеров применяют магнитоэлектрические и дифференциально-трансформаторные.