4. Анализ погрешностей канала измерения расхода

Представленные расходомеры являются приборами косвенного метода измерения, поэтому им свойственны методические погрешности. При градуировке в объемных единицах методические погрешности отсутствуют, так как в градуировочной формуле (2) площадь сечения трубопровода постоянна. Однако при градуировке в массовых единицах методические погрешности возникают, как следует из формулы (3), вследствие изменения плотности ρ при изменении температуры или сорта топлива.

Погрешности при замене сорта топлива могут достигать 5 – 6 %. Они учитываются поправочными графиками.

Методические температурные погрешности в диапазоне температур топлива ±60 °С достигают 5 – 10 %. Для автоматической компенсации этих погрешностей применяют чувствительные элементы, реагирующие на температуру топлива и подающие компенсационные сигналы в схему прибора. В качестве чувствительных элементов применяются конденсаторы, в которых диэлектрическая постоянная является функцией температуры топлива, и терморезисторы. Методическая погрешность из-за изменения плотности при замене сорта топлива в расходомерах либо учитывается путем тарировки расходомера под определенный сорт топлива с нанесением на шкале показывающего прибора плотности данного сорта топлива, либо компенсируется автоматически введением в электрическую схему дополнительных поправочных резисторов, подключаемых с помощью специальных переключателей сорта топлива, расположенных на пульте управления.

Погрешность измерения может также возникать из-за неравномерного распределения скорости течения топлива по поперечному сечению датчика расхода.

Для уменьшения этой погрешности необходимо, чтобы течение топлива в области установки крыльчатки не было турбулентным. В целях достижения этого и для направления потока вдоль оси крыльчатки перед крыльчаткой и после крыльчатки устанавливают струенаправляющие аппараты, прямые лопатки которых расположены параллельно оси турбинки.

Инструментальные погрешности расходомеров складываются из погрешностей преобразователя, измерительной схемы и указателя.

Погрешности датчика обусловлены моментом нагрузки на крыльчатку, равным сумме моментов трения М_Тр, жидкостного сопротивления М_ж и преобразования М_Пр, т. е.

(23)

Обычно <<.

Если момент нагрузки сравним с моментом, развиваемым крыльчаткой М_д, то нарушается пропорциональность в формулах (3) и (4). Для уменьшения погрешностей параметры датчика следует выбирать из условия

>>.

(24)

На современных летательных аппаратах в комплекте суммирующих расходомеров и топливомерно-расходомерные систем применяются датчики типа РТСТ и ДРТС, включающие в себя узлы мгновенного и суммарного расхода топлива. Погрешность измерения комплекта расходомера с датчиками указанного типа в нормальных условиях не превышает ±1,5 % от общего количества топлива, прошедшего через датчик.

Температурные инструментальные погрешности в расходомерах мгновенного расхода компенсируются термомагнитным шунтом.

Инструментальные погрешности измерительных схем суммирующих расходомеров практически отсутствуют, поскольку число импульсов пропорционально расходу. В процессе эксплуатации расходомеров возникают дополнительные инструментальные погрешности, вызываемые изменениями геометрических размеров подвижных элементов датчика расхода и электрических параметров элементов измерительной схемы.

На летательных аппаратах устанавливаются расходомеры типа PTC – I6, РТМСА, РТМСВ. Основные приведенные погрешности этих расходомеров не превышают ±2 – 3 % при нормальных условиях и достигают 4 – 5 % при изменении температуры от – 60 до +60 ºС. Для расходомеров типа РТС–1 и топливомерно-расходомерные систем типа СТР суммарная погрешность комплекта при температуре ±60 ºС, как правило, не превышает ±3,5 % общего количества топлива, прошедшего через датчики расходомера.

5. Современные разработки

Турбинные преобразователи расхода (рис.19) предназначены для выдачи информации об объемном расходе измеряемой жидкости в виде частотного электрического сигнала синусоидальной формы с максимальной частотой для ТПР1 6 250 Гц, а для ТПР7 20 500 Гц и амплитудой сигнала на минимальной частоте не менее 25 мВ при наземных (стендовых) испытаниях изделий.

Измеряемая среда:

I группа – неагрессивные смазывающие жидкости (углеводородистые топлива, жидкости гидросистем, промышленные масла);

II группа – неагрессивные несмазывающие жидкости (вода, спирт, аммиак);

III группа – однофазные криогенные жидкости (оксид, энерген);

IV группа – агрессивные жидкости (амил меланж I).

Рис. 19. Турбинный преобразователь расхода ТПР1-20

Кинематическая вязкость измеряемой среды до 100 сСт.

Температура измеряемой среды:

от  200 до +200 С – для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей;

от  60 до +50 С – для агрессивных жидкостей.

Рис. 20. Массовые расходомеры Danfoss MASSFLO

Расходомеры Danfoss MASSFLO (рис.20) измеряют расход непосредственно в кг/ч. Кроме того, расходомеры MASSFLO измеряют:

• Плотность;

• Температуру.

Расходомеры MASSFLO выполняются из нержавеющей стали, сплава Хастеллой и с встроенной системой подогрева. Расходомеры MASSFLO могут быть получены во взрывобезопасном исполнении.

Параметры массового расходомера Danfoss MASSFLO:

• Диаметры: DN 10 ÷ 1200 мм;

• Диапазон расхода: 0.2 ÷ 45000 м³/ч;

• Температура среды: от –200 до +250 С;

• Максимальное давление: 160 Бар;

• Точность: 0.15%.

• Класс защиты: IP 68