Прилади контролю і реєстрації витрати
При вимірюванні кількості рідини, газу або пари можуть ставитися два завдання:
визначення кількості речовини, що пройшов через вимірювальний ділянку за проміжок часу (зміну, добу і т. д.), - в цьому випадку вимірювальні прилади називають лічильниками кількості;
визначення кількості речовини, що проходить через вимірювальний ділянку в одиницю часу - секунду, годину, - у цьому випадку вимірювальні прилади називають витратомірами.
В даний час відомо понад 20 методів вимірювання витрати та велике число їх різновидів. Найбільшого поширення набули такі витратоміри: змінного перепаду тиску, постійного перепаду тиску, електромагнітні, тахометрические.
Влабораторной практиці отримали так само поширення методи вимірювання витрати за допомогою напірних трубок, термоанемометров і деяких різновидів меточного витратомірів. У промислових умовах застосовуються ультразвукові та ядерно-магнітні витратоміри.
Вимірювання витрати по перепаду тиску в пристрої звуження потоку. Витратоміри з пристроями звуження потоку набули широкого поширення і складають 70 - 80% всіх витратомірів, встановлених в Росії і за кордоном. Звужують пристрої можуть бути використані для вимірювання витрати будь-яких однофазних середовищ, вони можуть бути встановлені в трубопроводах будь-якого діаметру; температура і тиск вимірюваного середовища можуть мати практично будь-яке значення. Дуже істотно, що градуировочная характеристика стандартних пристроїв звуження потоку може бути визначена розрахунковим шляхом.
Стандартні пристрої, що випускаються російською промисловістю, повинні відповідати таким вимогам вимірювання:
Вимірюване середовище заповнює все перетин трубопроводу до і після звужено устрою;
потік в трубопроводі сталий турбулентний;
фазовий стан середовища не змінюється при проходженні через звуження потоку (рідина не випаровується, водяна пара залишається перегрітим, розчинені в рідині гази не випаровуються, і конденсат з газів не випадає);
в трубопроводі поблизу пристрою звуження не скупчуються пил, механічні частинки, конденсат, гази і опади;
на пристрої звуження потоку при вимірюванні витрати не утворюються відкладення, які змінюють його геометричні характеристики;
вимірювана середовище повинне бути однофазної або за ступенем дисперсності і фізичним властивостям близька до однофазної.
Витратоміри постійного перепаду тиску. Дія витратомірів постійного перепаду тиску засноване на залежності вертикального переміщення тіла, що знаходиться в потоці вимірюваного середовища, і одночасної зміни прохідного перетину від витрати середовища, при цьому тіло (чутливий елемент) врівноважено в потоці середовища таким чином, що перепад тиску на чутливому елементі залишається постійним.
Найбільшого поширення серед витратомірів постійного перепаду тиску отримали ротаметри. У найпростішому вигляді ротаметр є вертикально розташовану конусну скляну трубку, всередині якої знаходиться поплавець. На верхньому обідку поплавка є борозенки, які забезпечують обертання поплавця в потоці вимірюваного середовища і його самоцентрування. Зміна витрати порушує рівновагу поплавка і викликає переміщення поплавка до тих пір, поки різниця тисків до і після поплавця НЕ буде його врівноважувати. Для конкретного поплавка і вимірюваного середовища ця різниця тисків має одне і те ж значення. Положення поплавця, при якому буде виконуватися умова рівноваги, залежить від витрати і прохідного перетину (кільцевого зазору між поплавком і трубкою) ротаметра. Відповідно до положення поплавця судять про витрату через ротаметр.
Принцип дії ротаметра постійного перепаду тиску заснований на зміні прохідного зазору (перетину) конусної скляній ротаметричний трубки 2 (рис. 1, а) в результаті переміщення поплавця 1, що знаходиться в підвішеному стані під дією різниці сил гідродинамічного потоку середовища і сили тяжіння поплавка.
Для створення певної динаміки обертального руху поплавок 1 має спеціальну косу нарізку у верхній частині, що забезпечує центрування поплавка, який при цьому не стосується стінок вимірювальної трубки. Шкала на трубці має 100 поділок, щодо яких за градуювальною характеристиці визначається істинний витрата контрольованого газу або рідини. Так якщо під час градуювання ротаметра типу РМ-1 поплавок знаходиться на позначці 60 поділок (відлік береться по верхній площині поплавка), то витрата повітря становить 1,8 м 3 / год. Для зміни видаткової характеристики ротаметра вдаються до заміни маси поплавка: чим більше маса поплавця, тим більша витрата може виміряти ротаметр. Для цих цілей виточують поплавці зі сталі, алюмінію, фторопласта і ебоніту. Градуювальна характеристика ротаметра визначається органами Держстандарту для конкретного газу (рідини). При використанні приладу в інших середовищах необхідно вносити поправку на щільність газу (рідини).
До переваг ротаметрів слід віднести простоту конструкції, можливість вимірювання малих витрат, застосовність в агресивних середовищах, практично рівномірну шкалу, а так само низьку вартість, простоту конструкції і зручність монтажу. Недоліками скляних ротаметрів є відсутність запису показань, залежність показань від в'язкості, температури і тиску середовища.
В основу роботи електромагнітних витратомірів покладена залежність ЕРС, індукованої в електропровідний середовищі, що рухається в електромагнітному полі.
Конструктивно перетворювач електромагнітного витратоміра являє собою ділянку трубопроводу, виконаного з немагнітного матеріалу, в який вмонтовані два електроди. У місці розташування електродів поза трубопроводу розміщуються магнітна система або полюса магніту.
Витратоміри з постійним магнітним полем застосовуються для вимірювання витрати рідких металів або для короткочасних вимірювань, оскільки в рідинах з іонною провідністю при постійному магнітному полі відбувається поляризація електродів, яка практично не дозволяє виробляти тривалих вимірювань.
Витратоміри зі змінним магнітним полем застосовуються для рідин з електричну провідність не менше 10-3 См / м. При змінному магнітному полі в контурі, утвореному електродами, вивідними проводами і приладом, індукується паразитная ЕРС, для повного придушення якої потрібне ускладнення схеми вимірювального перетворювача.
Електромагнітні витратоміри мають ряд переваг в порівнянні з іншими методами вимірювання витрати. До їх числа належить: 1) можливість вимірювання витрати агресивних, в'язких і абразивних рідин і пульп, а так само рідких металів; 2) можливість використання на трубопроводах діаметром від 10 мм до 3 м; 3) незалежність показань від в'язкості, щільності та інших фізичних властивостей рідини.
До числа недоліків електромагнітних витратомірів слід віднести неможливість вимірювання витрат непроводящих середовищ (нафтопродуктів. Масел, більшості органічних рідин і газів), обмеження на область застосування по температурі до 150 ° С і тиску до 2,5 МПа.
Тахометрические витратоміри. До тахометричні відносяться витратоміри, принцип дії яких заснований на вимірюванні частоти обертання тіла, що знаходиться в потоці вимірюваного середовища в трубопроводі.
У комплект тахометричного витратоміра входять чутливий елемент (турбинка, вертушка, крильчатка, кулька і т. П.), Що встановлюється безпосередньо в потоці і обертається в залежності від швидкості потоку, тахометричних перетворювач, що перетворює частоту обертання валу в частоту, як правило, електричних імпульсів, і частотомір (вимірювач витрати). У більшості випадків чутливий елемент і тахометричних перетворювач конструктивно з'єднані в єдине ціле.
Кулькові витратоміри призначаються для вимірювання витрати рідини, головним чином води. У комплект кулькових витратомірів входять перетворювач витрати, який разом з передавальним перетворювачем встановлюється на трубопроводі, проміжний перетворювач і вторинний вимірювальний прилад.
Витратоміри змінного перепаду тиску. Для автоматичного вимірювання витрат пари, газів і рідини використовують витратоміри змінного перепаду тиску. Принцип дії приладів цієї групи заснований на вимірюванні перепаду тиску, що утворюється в результаті вимірювання швидкості вимірюваного потоку газу або рідини на спеціальному пристрої звуження потоку, званого діафрагмою. Найбільш простим і поширеним приладом для вимірювання витрати є комплекс "датчик ДМ - реєструючий прилад КСД-3".
Всі різновиди приладів з ртутним наповненням (типів ДПМ, ДП-778) в даний час знімаються з експлуатації, так як не є екологічно чистими.
Манометри диференційні мембранні типу ДМ (датчики) є стаціонарними вимірювальні перетворювачі перепаду тиску з уніфікованим вихідним сигналом змінного струму, заснованого на зміні взаємної індуктивності датчика.
Діфманометри призначені для використання в якості витратомірів, перепадомеров і рівнемірів в комплекті з вторинними взаємозамінними диференційно-трансформаторними приладами, машинами централізованого контролю та іншими приймачами інформації, здатними приймати стандартний сигнал у вигляді взаємної індуктивності.
Принцип дії дифманометрів заснований на використанні деформації пружного чутливого елемента (датчика) при впливі на нього вимірюваного перепаду тиску. Пружним чутливим елементом дифманометра є мембранний блок, що складається з двох мембранних коробок. З мембранним блоком пов'язаний сердечник диференціального трансформатора.
При впливі вимірюваного перепаду тиску мембранний блок деформується, викликаючи переміщення сердечника диференціального трансформатора і зміна взаємної індуктивності між його первинної та вторинної котушками.
При зміні перепаду тиску вихідний сигнал датчика ДМ (його індуктивність) змінюється. Вимірювальний прилад, що реєструє типу КСД має диференційно-трансформаторний перетворювач.
Налаштування реєструючого приладу КСД виробляють за допомогою магазину взаємної індуктивності типу Р-5017 і алгоритму перевірки.
P.S. СПАСИБІ, ЩО ВІДВІДАЛИ МОЮ СТОРІНКУ, УДАЧНОГО ВАМ ДНЯ.