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

Вид материала

Конспект

Содержание Расходомеры с изменяющимся перепадом давления. 1.3.1.8 Расходомеры с поворотной лопастью.

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 с изменяющимся перепадом давления.

Расходомеры обтекания с изменяющимся перепадом давления можно подразделить на: поплавково – пружинные, поплавково – архимедовые, расходомеры с электромагнитным уравновешиванием и шариковые с движением в криволинейной трубке.

Основные среди них – поплавково – пружинные расходомеры. Если поплавок или поршень в поплавковом или поршневом расходомере соединить с пружиной, то получим поплавково – пружинный расходомер, в котором давление потока должно преодолевать не только вес подвижного элемента, но и упругость пружины.

Достоинство поплавково – пружинных расходомеров: возможность существенного повышения максимального предела измерения и удобства перехода на другой диапазон измерения путем смены пружины.

Для измерения расхода различных жидкостей и газов разработан поплавково – пружинный расходомер рисунок 1.44




Рисунок 1.44 - Поплавково – пружинный расходомер с горизонтальным ходом поплавка


Подвижный элемент – поршень 4 нагружен пружиной3. в середине находится неподвижный стержень6, профиль которого позволяет получить желаемую зависимость между расходом и перемещением поршня 4. внутри последнего находится цилиндрический магнит, вызывающий перемещения цилиндрического указателя расход 5, который расположен снаружи диамагнитной трубы 2. шкала нанесена на прозрачной трубке 1 из акрила. Расходомер прост и компактен, но его погрешность составляет плюс минус 4 процента.

Имеются расходомеры обтекания, у которых уравновешивание силы динамического давления на поплавок осуществляются электромагнитным способом. У них поплавок связан с железным сердечником, находящимся в поле наружного соленоида. Кроме того, имеется устройство, реагирующее на перемещение поплавка и изменяющее силу тока в соленоиде так, чтобы обеспечить возврат поплавка в исходное положение. Подобные расходомеры работают по компенсационной схеме и предназначены для измерения сравнительно небольших расходов. Их называют также расходомерами с магнитной подвеской.

Шариковыми называются тахомет­рические расходомеры, подвижным элементом которых является шарик, непрерывно движущийся в одной плос­кости по внутренней поверхности тру­бы под воздействием предварительно закрученного потока. Скорость движе­ния шарика по окружности трубы про­порциональна объемному расходу жидкости. Схема шарикового преобра­зователя для средних и больших рас­ходов представлена на рисунке 1.45



Рисунок 1.45 - Схема шариковых преобразователей расхода

а—для больших расходов, б—для малых расходов


Поток жидкости, закрученный форми­рователем 1 в винтовом направлении, вызывает движение шарика 2 по ок­ружности. От перемещения вдоль тру­бы шарик удерживается ограничительным кольцом 3, за которым распо­лагается струевыпрямитель 4 для вы­прямления закрученного потока. На внешней стороне немагнитного корпу­са располагается тахометрический преобразователь 5 для преобразова­ния частоты вращения шарика в час­тотный электрический сигнал.

Для небольших расходов применя­ется конструкция, представленная на рисунке 1.45(б). Здесь нет специального формирователя для закручивания по­тока, а движение шарика по окружно­сти вызывается тангенциальным под­водом жидкости. В шариковых расхо­домерах применяются тахометрические преобразователи скорости, аналогич­ные преобразователям турбинных рас­ходомеров. Шар рисунок 1.45(а) под действием центробежной силы прижи­мается к внутренней поверхности тру­бы, а под действием осевой составля­ющей скорости потока к ограничи­тельному кольцу, т. е. шару кроме сил вязкого трения жидкости необходимо преодолевать силы трения о поверхно­сти трубы и ограничительного кольца.

Для уменьшения скольжения масса шарика делается по возможности малой. Согласно стандар­ту шариковые расходомеры могут при­меняться для измерения расхода жид­костей с плотностью 700—1400 кг/м³, вязкостью 0,3—12 с Ст. [(0,3÷12)Х10^-6 м² /с]. Из-за отсутствия опор у подвижного элемента расходомеры мо­гут использоваться на жидкостях с твердыми включениями (ограничен­ной крупности) и агрессивных.

Камерными называются тахометрические расходомеры и счетчики, имеющие один или несколько подвижных элементов, которые при движении отмеривают определенные объемы жидкости. Обычно эти подвижные элементы движутся непрерывно со скоростью, пропор­циональной объемному расходу. В промыш­ленности в подавляющем большинстве слу­чаев применяются камерные счетчики. Досто­инствами их является высокая точность изме­рения (0,5—1 процента для жидкостей и 1—1,5 процента для газов), достаточно большой диапазон измерения, слабое влияние вязкости измеряемой среды. Последнее обстоятельство позволяет применять камерные счетчики для жидкостей вязкостью до 3·10^-4 м² /с.

Одним из приборов камерного типа явля­ются счетчики жидкости с овальными шестер­нями. Такие счетчики предназначены для из­мерения количества жидкостей, имеющих вяз­кость от 55·10^-6 до 3·10^-4 м² /с, температуру от минус 40 до плюс 120°С и давление до 64 кгс/м² в трубах диаметром до 100 мм. Такие счетчики имеют основную по­грешность 0,5 процента.

1.3.1.8 Расходомеры с поворотной лопастью.

В трубопроводе подвешивается лопасть, на которую воздействует гидродинамическое давление потока жидкости или газа. Расход определяется по углу поворота лопасти или по величине противодействующей силы, уравновешивающей давление потока в компенсационных приборах. В последнем случае угол поворота лопасти может ничтожно мал.

По виду противодействующей силы расходомеры с поворотной лопастью подразделяются на расходомеры с грузовым и с пружинным уравновешиванием, а также на компенсационные с пневматическими или электрическим уравновешиванием.

Достоинство их: большой диапазон измерения, доходящий до 15 – 20, и возможность двустороннего действия. Кроме того, они позволяют сравнительно просто осуществить измерения больших расходов жидкости и газов, а также веществ, имеющих высокую температуру или обладающих агрессивными свойствами. Их динамические характеристики достаточно хорошие.

Основной элемент расходомера – поворотная лопасть – даже при постоянном расходе непрерывно вибрирует вследствие срыва вихрей с ее тыльной стороны. Небольшая вибрация не мешает работе. Она в ряде случаев даже может быть полезна, так как препятствует оседанию грязи и других механических примесей на лопасти.

Расходомеры с поворотной лопастью, имеющей грузовое уравновешивание устанавливаются только в горизонтальном трубопроводе. Простота устройства расходомеров с поворотной лопастью позволяет создавать их даже самими потребителями и применять в различных практических случаях, в частности для измерения расхода сточных вод, содержащих крупные механические примеси.

Расходомеры с поворотной лопастью, имеющей пружинное уравновешивание могут устанавливаться как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах. У них поворотная лопасть либо укреплена на конусе торсионной трубки, создающей при своей закуте противодействующий момент М_пр, либо связана с винтовой, спиральной или другого рода противодействующей пружиной.

На рисунке 1.46 показана схема прибора ДР – 21.



Рисунок 1.46 - Схема расходомеров с поворотной лопастью – пружинным противодействием

Поворотная лопасть в виде перфорированного диска 5, имеющего диаметр, составляющий 0,75 от диаметра трубопровода, укреплена на оси 3, жестко связанной с концами двух торсионов 2 и 4, которые предварительно закручены в противоположные стороны на некоторый угол для температурной и гистерезисной компенсации. Центральный стержень 6 вызывает при закрутке торсиона 2 поворот ротора 1 дистанционной передачи показаний. Для поворотных лопастей, связанных с торсионами, характерен очень малый угол поворота, обычно находящийся в пределах 1 градуса.

Особую группу приборов представляют расходомеры, у которых верхний конец лопасти жестко закреплен. Такая лопасть под действием динамического давления потока не поворачивается, а работает на изгиб. При этом противодействующий момент образуется силами упругости лопасти.