Конспект лекций 2010 г. Содержание 1 Средства измерений технологических параметров 4 1Средства измерения давления 12

Вид материала

Конспект

Содержание 1.2.6 Акустические средства измерений уровня 1.3 Средства измерения расхода

Подобный материал:

• 1. Средства измерений. Классификация средств измерений, требования к ним. Измерительные, 1405.11kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010, 2365.6kb.
• Рабочей программы дисциплины методы и средства измерений в телекоммуникационных системах, 29.58kb.
• Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций., 3144.81kb.
• Общие вопросы измерений, 218.32kb.
• Программа по оказанию информационно-консультационных услуг: «Эталонные и рабочие средства, 110.06kb.
• Инструкция Приборы для измерений климатических параметров «Метео-10» Методика поверки, 92.72kb.
• Цена дипломной работы с чертежом 500 рублей содержание, 48.91kb.
• Зволяет производить измерения давления в топливной системе почти на всех автомобилях, 517.38kb.
• Эталонная установка для комплексного измерения акустических параметров в конденсированных, 80.86kb.

1.2.6 Акустические средства измерений уровня

В настоящее время предложены различные принципы построения акустических уровнемеров, из которых широкое распространение получил принцип локации.

В соответствии с этим принципом измерение уровня осуществ­ляют по времени прохождения ультразвуковыми колебаниями рас­стояния от излучателя до границы раздела двух сред и обратно до приемника излучения. Локация границы раздела двух сред осу­ществляется либо со стороны газа, либо со стороны рабочей среды (жидкости или сыпучего материала). Уровнемеры, в которых ло­кация границы раздела двух сред осуществляется через газ, назы­вают акустическими, а уровнемеры с локацией границы раздела двух сред через слой рабочей среды - ультразвуковыми.

Преимуществом акустических уровнемеров является независи­мость их показаний от физико-химических свойств и состава рабо­чей среды. Это позволяет использовать их для измерения уровня неоднородных кристаллизирующихся и выпадающих в осадок жид­костей. К недостаткам следует отнести влияние на показания уров­немеров температуры, давления и состава газа.

Как правило, акустические уровнемеры представляют собой со­четание первичного, промежуточного, а в некоторых случаях и пе­редающего измерительных преобразователей. Поэтому, строго го­воря, акустические уровнемеры следует рассматривать как часть измерительной системы с акустическими измери­тельными преобразовате­лями рисунок 1.27.




Рисунок 1.27 - Схема акустического уровнемера

Уровнемер состоит из пер­вичного 1 и промежуточ­ного 2 преобразователей. Первичный преобразова­тель представляет собой пьезоэлемент, выполняющий одновременно функции источника и приемника ультразвуковых колебаний.

При измерении генератор 9 с определенной частотой вырабатывает электрические импульсы, которые преобразуются пьезоэлементом 1 в ультрозвуковые импульсы. Последние распространяются вдоль акустического тракта, отражаются от границы раздела жидкость – газ и воспринимаются тем же пьезоэлементом, преобразующим их в электрические импульсы. После усиления устройством 1 импульсы подаются на схему измерения 2 времени отражения сигнала, где они преобразуются в прямоугольные импульсы определенной длительности. В ячейке сравнения 3 осуществляется сравнения импульса, подаваемого со схемы 2, с длительностью импульса, подаваемого с элемента обратной связи 5, которой преобразует унифицированный токовый сигнал в прямоугольный импульс определенной длительности. Если длительность импульса схемы измерения 2 отличаются от длительности импульса в цепи обратной связи, то на выходе ячейки сравнения 3 появляются сигнал разбаланса, который усилительно – преобразующим устройством 4 изменяет выходной унифицированный токовый сигнал до тех пор, пока не будет достигнуто равенство длительностей импульсов. Для уменьшения влияния температуры на сигнал измерительной информации предусмотрен блок температурной компенсации 8, контроль за работой электрической схемы осуществляется блоком контроля 7, исключения влияния различного рода помех на работу промежуточного преобразователя достигается с помощью помехозащитного устройства 6.

Расстояние между первичным и промежуточным преобразовате­лями не более 25 м. Диапазоны измерений уровня 0—1, 0—2, 0—3 м. Класс точности 2,5. Температура контролируемой среды 10—50 °С, давление в технологическом аппарате до 4 МПа.

Акустические уровнемеры сыпучих сред по принципу действия и устройству аналогичны акустическим уровнемерам жидких сред. Акустические уровнемеры сыпучих сред входят в номенклатуру приборов ГСП и имеют унифицированный токовый сигнал. Они могут быть одноточечными и многоточечными. Многоточечные уровнемеры состоят из нескольких (до 30) первичных измеритель­ных преобразователей акустического типа, каждый из которых размещается на отдельном технологическом аппарате и через ком­мутатор подключаются к промежуточному измерительному преоб­разователю. Уровнемеры выпускаются во взрывобезопасном ис­полнении Классы точности 1,0; 1,5. Минимальный диапазон изме­рений 0—2,5 м, максимальный 0—30 м. Контролируемая среда - гранулы диаметром 2—200 мм.

1.3 Средства измерения расхода

Большое разнообразие и сложность требований, предъявляемых к расходомерам и счетчикам, явилось причиной разработки и создания значительного числа разновидностей приборов.

Расходомер – прибор или устройство из нескольких частей, измеряющий расход вещества (жидкости, газа или пара).

Условно расходомеры и счетчики можно подразделить на следующие группы.

А. Приборы, основанные на гидродинамических методах:

1. переменного перепада давления;
   
2. переменного уровня;
   
3. обтекания;
   
4. вихревые;
   
5. парциальные.
   

Б. Приборы с непрерывно движущимся телом:

6 тахометрические;

7 силовые (в том числе вибрационные).

В. Приборы, основанные на различных физических явлениях:

8 тепловые;

9 электромагнитные;

10 акустические;

11 оптические;

12 ядерно – магнитные;

13 ионизационные.

Г. Приборы, основанные на особых методах:

14 корряционные;

15 меточные;

16 ионизационные.

Среди приборов группы А исключительно широкое применение получили расходомеры с СУ, относящиеся к прибором переменного перепада давления. Для малых расходов жидкостей и газов служат ротаметры и поплавковые приборы, относящиеся к расходомерам обтекания весьма перспективны вихревые расходомеры.

Из группы Б значительное применение находят различные разновидности тахометрических расходомеров: турбинные, шариковые и камерные (роторные, с овальными шестернями), последние – в качестве счетчиков газа, нефтепродуктов и других жидкостей.

Среди разнообразных приборов группы В чаще других применяют электромагнитные расходомеры для измерения расхода электропроводных жидкостей и ультразвуковые (разновидность акустических) для измерения жидкостей и частичного газа. Реже встречаются тепловые – для измерения малых расходов жидкостей и газов.

Меточные и концентрационные расходомеры, относящиеся к группе Г, служат для разовых измерений, например при проверке промышленных расходомеров на месте их установки. Корреляционные приборы перспективные, в частности, для измерения двухфазных сред.

Количество вещества можно изме­рять либо в единицах массы килограмм (кг), тонна (т), либо в едини­цах объема кубический метр (м³), литр (л). В соответствии с выбран­ными единицами может производить­ся измерение либо массового расхода Q_м (единицы кг/с, кг/ч, т/ч и т. д.), либо объемного расхода Q_o (единицы м³/с, л/с, м³/ч и т. д.). Единицы мас­сы дают более полные сведения о ко­личестве или расходе вещества, чем единицы объема, так как объем вещества, особенно газов, зависит от дав­ления и температуры. При измерении объемных расходов газов для получе­ния сопоставимых значений результа­ты измерения приводят к определен­ным (так называемым нормальным) условиям. Такими нормальными усло­виями принято считать температуру t_н = 20°С, давление р_н = 101325 Па (760 мм ртутного столба) и относительную влаж­ность φ=0. В этом случае объемный расход обозначается Q_н и выражается в объемных единицах.

Q = k

где k – коэффициент, зависящий от параметров сужающего устройства, плотности и вязкости вещества;

ΔP – перепад давлений.