Ультразвуковые расходомеры
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
у жидкости, определяется выражением
dT = T1-T2=2nvDtgq/c2+t 3,
где
T1,T2=,
T1 - полное время распространения УЗС по потоку жидкости;- полное время распространения УЗС против потока жидкости;
n - коэффициент установки ПЭА: для установки ПЭА с отражением УЗС от стенки трубопровода n=2; для установки без отражения n=1;- внутренний диаметр трубопровода;
q,с - угол и скорость распространения УЗС в неподвижной жидкости;
v - скорость жидкости, усредненная вдоль ультразвукового луча;
tСТ, tЗВ - дополнительная задержка УЗС в стенках трубопровода, звукопроводах ПЭА и электронном тракте при распространении УЗС по потоку и против потока жидкости.
.2.2.2 Описание функциональной схемы расходомера. Функциональная схема расходомера приведена на рисунке 3.2.
Работа расходомера рассматривается на примере расходомера с накладными ПЭА. Для врезных ПЭА работа расходомера аналогична, за исключением способа ввода ультразвуковых сигналов в жидкость.
На схеме показаны следующие функциональные узлы расходомера:
первичный преобразователь расхода (ПП);
вторичный измерительный преобразователь (ВП) со встроенным стабилизированным вторичным источником питания (ВИП), выполняющий функции контроллера расходомера с помощью схемы микропроцессорного управления (СМУ), функции измерительного промежуточного преобразователя с помощью блока приема и генерации сигнала (БПГС), функции формирователя электрических выходных сигналов для информационной связи со вторичными регистрирующими приборами, средствами измерений и автоматизации, и функции устройства обработки, хранения и отображения данных;
индикатор жидкокристаллический;
пленочная клавиатура;
звуковой излучатель.
Рисунок 3.2 - Функциональная схема расходомера
БПГС работает следующим образом. После подачи запускающего импульса START от СМУ производится сброс триггеров ТТ2 (формирователя периода наполнения) и ТТЗ (триггера ошибки), а также происходит принудительный запуск формирователя временного окна (ФВО), чем обеспечивается формирование первого зондирующего импульса с помощью формирователя мощных импульсов (ФМИ). При длительном отсутствии импульсов на выходе триггера ТТ1 схема принудительного запуска (СПЗ) вырабатывает запускающий импульс, который устанавливает триггер ТТ1 в "1" состояние. Одновременно с этим происходит установка триггера ТТЗ в "1" состояние, свидетельствующее о неисправности акустического тракта (сигнал FAIL). При исправности акустического тракта запускается ФВО, который через 10...12 мкс выходным сигналом YN удерживает триггер ТТ1 в "0" состоянии. При этом запрещается установка триггера ТТ1 в "1" состояние от формирователя импульсов (ФИ), что необходимо для защиты от помех. Одновременно сигнал YN с выхода ФВО поступает на ФМИ. ФМИ формирует зондирующий импульс, который через коммутатор направления излучения (КМ) подается на один из ПЭА. Номер подключаемого к выходу КМ ПЭА (ПЭА1 или ПЭА2) зависит от значения потенциала управления TEXT, подаваемого на КМ с регистра управления РУ (предположим, что потенциал управления коммутатором Т=0, тогда зондирующий импульс поступит на ПЭА1 и УЗС будет излучен по потоку жидкости).
После прохождения через электроакустический тракт на выходе ПЭА2 (или ПЭА1 - при излучении против потока жидкости) сигнал имеет форму радиоимпульса. После усиления усилителем (У), ФИ преобразует его в пачку импульсов, первым из которых триггер ТТ1 устанавливается в "1" состояние. Таким образом происходит регенерация импульса YN в каждом такте излучения сигнала по или против потока жидкости.
Под действием импульсов YN происходит заполнение счетчика СТ1 и в момент его переполнения триггер ТТ2 устанавливается в "1" состояние и заканчивается цикл измерения по данному направлению длительностью, например, Tn1 -по направлению потока (тогда Тn2 - против направления потока). При этом формируется сигнал прерывания INTO.
Значения Tn1 (Тn2) пропорциональны; времени распространения сигнала в электроакустическом тракте T1 (T2)
Tn1=NT1,
где N - коэффициент накопления (определяемый счетчиком СТ1).
Длительности интервалов Tn1 и Тn2 измеряются путем заполнения их импульсами с генератора образцовой частоты (ГОЧ). Код, пропорциональный длительности Tn1 (Тn2), формируется в счетчиках СТ0 и СТ2. Полученные коды считываются СМУ по сигналу прерывания INTO, после чего СМУ формируется сигнал начальной установки RESCNT для установки СТ0 и СТ2 в начальное состояние.
Для автоматического перезапуска СМУ (после сбоев, зависаний, пропадания питающего напряжения и т.д.) предусмотрена схема охранного таймера (ОТ).
СМУ осуществляет обработку результатов измерения, и вычисление (по значениям интервалов времени по обоим направлениям Tn1 и Тn2) измеряемого расхода жидкости Q
Q = Sпп(Tn1-Тn2), м3/час
где Sпп - коэффициент преобразования расходомера, м3/(мксч).
При градуировке расходомера на поверочной установке методом пропуска жидкости через ПП, этот коэффициент определяется по методике поверки сравнением результатов измерения расхода образцовым устройством и градуируемым расходомером.
При косвенной градуировке методом измерения параметров ПП и Потока жидкости в трубопроводе, в зависимости от типа ПЭА (накладной или врезной), этот коэффициент вычисляется программой расходомера.
Параметры первичного преобразователя расхода и другие градуировочные коэффициенты