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

Вид материала

Конспект

Содержание Расходомеры обтекания. Расходомеры постоянного перепада давления.

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.

Расходомеры обтекания.

Расходомерами обтекания называются приборы, чувствительный элемент которых воспринимает динамическое давление потока и перемещается под его воздействием, причем величина перемещения зависит от расхода. Расходомеры обтекания состоят из следующих трех групп.

1. Расходомеры постоянного перепада давления, у которых обтекаемое тело перемещается вертикально, а противодействующая сила создается весом тела.
   
2. Расходомеры с изменяющимся перепадом давления, в которых в большинстве случаев имеется противодействующая пружина и помимо вертикальной может быть и другая траектория перемещения обтекаемого тела.
   
3. Расходомеры с поворотной лопастью, противодействующая сила в них создается не только весом тала, но во многих случаях еще и пружиной. Кроме того, имеются компенсационные расходомеры с поворотной лопастью, в которых противодействующая сила создается посторонним источником энергии.
   

2. Расходомеры постоянного перепада давления.

Расходомеры постоянного перепада давления подразделяются на: ротаметры, поплавковые и поршневые (или точнее золотниковые). Эти приборы (особенно ротаметры) наиболее широко применяются по сравнению с другими расходомерами обтекания.

Ротаметры используются в промыш­ленных и лабораторных условиях для измерения небольших объемных рас­ходов жидкостей (верхние пределы измерения ротаметров по воде нахо­дятся в пределах от 0,04 до 16 м³ /ч) или газов (верхние пределы измерения ротаметров по воздуху находятся в пределах от 0,063 до 40 м³ /ч) в вертикальных трубопроводах диаметром 4—100 мм.

Основные элементы ротаметра – коническая трубка 1 и поплавок 2 – образуют его проточную часть рисунок 1.41.





Рисунок 1.41 - Схема ротаметра

Поплавки могут иметь различную форму. Одной из форм является ци­линдрическая с нижней конической частью и верхним бортиком с выре­занными на нем косыми канавками. Контролируемая среда при протекании через эти канавки обеспечивает вра­щение поплавка, при этом он центриру­ется по оси трубки и устраняется его трение о стенки.

Между бортиком поплавка и стенкой трубки образуется кольцевой зазор f_к, при прохождении через который жид­кость сужается и, таким образом, воз­никает разность между давлением p₁ в сечении АА до начала сужения и давлением р₂ в самом узком сечении ВВ кольцевой струи. С подъемом поплавка площадь f_к увеличивается, что в случае неизменного расхода приведет к уменьшению разности p₁—р₂. Принцип действия ротаметра основан на уравновешивании при любом рас­ходе силы тяжести поплавка силами, действующими на него со стороны жидкости. При этом вертикальное по­ложение поплавка будет однозначно связано с расходом.

Поло­жение поплавка зависит не только от расхода, но и от плотности контроли­руемой среды, т. е. градуировка рота­метра должна производиться с учетом ее. Из-за большого разнообразия кон­тролируемых сред ротаметры подраз­деляются на две группы: для жидкос­тей, которые градуируются на воде, и для газов, которые градуируются на воздухе.

Переградуировка ротаметра мо­жет быть осуществлена изменением р_п, например путем изготовления поплавка из другого материала или пустотелым.

Обычно в ротаметрах используются стеклянные конические трубки, на на­ружной поверхности которых нанесена шкала. Указателем служит верхняя го­ризонтальная плоскость поплавка. Ротаметры со стеклянной конусной труб­кой применяются для измерения рас­хода газов или прозрачных жидкостей, находящихся под давлением не более 3,6 МПа (6 кгс/см²).

Для измерения расхода сред под избыточным давлением до 6,4 МПа (64 кгс/см²) используются ротаметры с металлической конической трубкой. Обычно такие ротаметры снабжаются дифференциально - трансформаторными или пневматическими преобразователями для дистанционной переда­чи показаний. Класс ротаметров с дифференциально - трансформатор­ным преобразователем в комплекте с вторичным прибором равен 2,5.

Серийно выпускаемые ротаметры со стеклянной конической трубкой соответствуют ГОСТ 13045 – 81. В зависимости от пределов измерения поплавки изготавливаются из: сталь, алюми­ний, бронза, эбонит, пластмассы — не должен подвергаться коррозии в кон­тролируемой среде. Ротаметры облада­ют рядом достоинств: простота уст­ройства; возможность измерения малых расходов и на трубопроводах малых диаметров; практически равно­мерная шкала.

Недостатками ротаметров являют­ся необходимость установки только на вертикальных участках трубопрово­дов, трудности дистанционной переда­чи показаний и записи, непригодность для измерения расхода сред с высоки­ми давление и температурой.

Поплавковые расходомеры. Принцип действия их такой же, как и ротаметров. От ротаметров они отличаются лишь конструктивно. У них нет стеклянной конической трубки, ход поплавка небольшой и внешняя форма иная.

Выпускаемые серийно поплавковые расходомеры типов РЭ и РП изготовитель даже называет ротаметрами с электрической и пневматической передачей. Поплавок у этих приборов связан жестким стержнем с железным сердечником или магнитом для дистанционной передачи. Ход поплавка небольшой, не превышающий 40 – 70 мм. В зависимости от калибра прибора у них применяются различные проточные части.

Рассмотрим устройство Поплавского расходомера с пневматической передачей типа РП показано на рисунке 1.42.







Рисунок 1.42 - Поплавковый расходомер РП с пневматической передачей


Поплавок 1 грибовидной формы, связанный со сдвоенным магнитом 4, перемещается в конусообразной расточке втулки 2. одновременно с магнитом 4 перемещается расположенный за пределом диамагнитного корпуса 3 (на расстоянии 0,5 – 3 мм от него) следящий магнит 6 и вызывает приближение (или удаление) заслонки 8 к соплу 9, при этом измеряется давление воздуха в сопле и в полости сильфона 11 обратной связи, с дном которого связан трубчатый шток 10 с соплом. Последнее перемещается до тех пор, пока следящий магнит с заслонкой не займет первоначального положения относительного магнита 4, давление воздуха в сильфоне передается через пневмоусилитель 7 на выход, соединенный с вторичным прибором манометрического типа. Наибольшее расстояние между вторичным прибором и поплавковым расходомером 300 м кроме того имеется стрелка 5, указывающая расход по шкале прибора. Для питания необходим воздух давлением 0,14 МПа.

Поршневые или золотниковые расходомеры – третья разновидность расходомеров постоянного перепада давления. В этих приборах роль поплавка выполняет поршень или другой элемент, перемещайся во втулке с окнами особой формы. Измеряемое вещество поступает под поршень и, приподнимая его, выходит через окно или прорезь во втулке. Давление над поршнем то же, что и в выходном штуцере. Чем больше расход, тем выше поднимается поршень, открывая все большую часть отверстия во втулке. Перепад давления на поршне при этом сохраняется постоянным. Выбирая надлежащий профиль прорези, можно получить желаемую зависимость между расходом и перемещением поршня.

На рисунке 1.43 показан поршневой расходомер, разработанный для измерения массового расхода нефтепродуктов.




Рисунок 1.43 - Поршневой расходомер


Для достижения практической независимости показаний от изменений плотности ρ измеряемого вещества плотность поршня ρ_п в два раза больше, чем ρ. На входном патрубке 1 укреплен цилиндр с втулкой 3, внутри которой перемещается поршень 2, связанный с магнитным стержнем 4; последний воздействует на заслонку у сопла, давление воздуха в котором служит выходным сигналом прибора. Во втулке 3 прорезано окно, через которое измеряемое вещество уходит в выходной патрубок 5.