Ультразвуковые расходомеры
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
вводятся в расходомер с клавиатуры и запоминаются в энергонезависимом запоминающем устройстве. Ввод указанных коэффициентов осуществляется оператором в соответствующих режимах (меню) в процессе градуировки расходомера.
Объем жидкости V за интервал времени Т рассчитывается по формуле
Формирователь импульсных выходов (ФИВ) служит для преобразования результата измерения в импульсные сигналы.
Формирователь токового выхода (ФТВ) предназначен для преобразования результатов измерения в унифицированный токовый сигнал (I+, I-).
Формирователь сигналов последовательного интерфейса (ФСПИ) предназначен для преобразования сигналов в уровни интерфейсов RS232 и RS485.
Релейный выход предназначен для коммутации внешней цепи сигнализации постоянного тока.
.2.2.3 Конструкция расходомера. Накладные ПЭА, внешний вид которых показан на рисунке 3.3, выполнены в сплошном корпусе с нижней гранью 2, являющейся излучающей поверхностью. На боковой поверхности корпуса нанесена риска 3 акустического центра ПЭА. Корпус полностью герметизирован заливкой термостойкого электроизоляционного компаунда. На конце коаксиального радиочастотного кабеля ПЭА 1, жестко закрепленного в корпусе и выполненного длиной не менее 1,5 м, установлен разъем для его подключения к линии связи со вторичным преобразователем.
Рисунок 3.3 - Внешний вид накладного ПЭА
Взрывозащищенное исполнение ПЭА предусматривает выполнение соединения ПЭА без разъема в соединительной коробке взрывозащищенного исполнения или другим способом, удовлетворяющим соответствующим требованиям правил ПУЭ.
автоматизированный ультразвуковой расходомер метрологический
4. АНАЛИЗ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
.1 Источники погрешностей
Имеется ряд причин, которые могут вызвать появление погрешностей показаний в ультразвуковых расходомерах. Основными среди них являются:
зависимость показаний от профиля скоростей или числа Рейнольдса Re;
изменение скорости распространения ультразвука в среде вследствие изменения ее параметров - давления и температуры, а также и ее концентрации;
влияние реверберации - многократного отражения ультразвукового луча;
погрешности, вносимые электронной измерительно-преобразовательной схемой.
В двухлучевых приборах, кроме того, могут возникать погрешности из-за неодинаковости обоих электронно-акустических каналов расходомера. С другой стороны, и в однолучевых приборах, работающих с поочередным излучением, возможны погрешности из-за акустической не симметрии условий прохождения ультразвука по потоку и против него.
Зависимость показаний ультразвуковых расходомеров от числа Re является следствием того, что эти приборы измеряют не среднюю скорость потока по сечению трубы, а среднюю скорость по линии ультразвукового луча. Последний направляется либо параллельно оси трубы, либо под углом к ней. В первом случае измеряется местная скорость, совпадающая с траекторией движения ультразвукового луча; так, если последний движется по оси трубы, то и измеряться будет осевая скорость жидкости. Соотношение между средней uс и осевой umax скоростями зависит от числа Re. При ламинарном движении =0,5 при турбулентном движении это отношение растет с увеличением Re
=0,77(при Re = 5103),
=0,87(при Re = 5106).
В случае направления ультразвукового луча под углом к оси трубы будет измеряться уже не местная скорость потока, а скорость ?D, осредненная по диаметру трубы, причем соотношение между ?D и средней скоростью по сечению ?C не зависит от угла наклона луча, а определяется только числом Re. При ламинарном движении =0,75. При турбулентном движении связь между ?C и ?D определяется уравнением
=1+0.442,
где l - коэффициент сопротивления трубы.
Для гладких труб
l = 0,0032 + 0,221 Re-0.237.
Из этого уравнения получается = 0,925 при Re =5 103 и =0,961 при Re =5 106. Таким образом, для расходомера с ультразвуковым лучом, пересекающим поток под некоторым углом a, поправочный коэффициент значительно ближе к единице и величина его меньше меняется, чем для расходомера с лучом, параллельным оси трубы. В первом случае при десятикратном изменении расхода в турбулентной области величина меняется всего на 0,65 % от среднего значения, во втором же случае соответствующее изменение расхода меняет на 1,65 %.
Из сказанного следует, что показания ультразвуковых расходомеров хотя и сравнительно незначительны, но зависят от профиля скоростей. Поэтому желательно иметь прямолинейные участки трубы до и после того места, где установлены пьезоэлементы.
Изменение плотности и состава среды вызывает изменение скорости ультразвука с в ней. Для жидкостей скорость с зависит главным образом от температуры t и концентрации раствора q и при небольших колебаниях Dt и Dq изменяется линейно
Ct, q= с(1 + bDt - aDq).
Относительный температурный коэффициент b скорости ультразвука для большинства органических жидкостей отрицателен и имеет значения 2 10-3 - 5 10-3 град -1. Для воды и водных растворов зависимость с от t имеет параболический характер. Максимум кривой для воды достигается при 74. При невысоких температурах коэффициент b для воды и водных растворов положителен и имеет значение 110-3 - 2,510-3 град-1. Концентрационный коэффициент а для водных растворов обычно положителен и имеет значения 0,8 10-3 1,510-3 г/л.
Легко видеть, что для фазового расходомера, п?/p>