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

Вид материала

Конспект

Содержание 1.3.2.5 Турбосиловые расходомеры. 1.3.2.6 Кориолисовые силовые расходомеры.

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.

1.3.2.5 Турбосиловые расходомеры.

Турбосиловыми называют силовые расходомеры, в преобразователе которых в ре­зультате силового воздействия, пропорционального массовому рас­ходу, поток закручивается.

На рисунке 1.52 показана принципиальная схема такого расходоме­ра при внешнем силовом воздействии.



Рисунок 1.52 - Принципиальная схема турбосилового расходомера

Внутри трубопровода 2 ус­тановлен ротор 3 с малым радиальным зазором, имеющий кана­лы для прохода жидкости, разделенные перегородками, парал­лельными его оси, или же выполненный в виде прямолопастной крыльчатки. Ротор вращается от электродвигателя 1 с угловой скоростью со и закручивает жидкость, которая приобретает вин­товое движение, показанное стрелками. Далее жидкость поступа­ет на ротор 5, закрепленный на пружине 6, и закручивает послед­нюю на угол φ, пропорциональный массовому расходу. Непо­движный диск 4 уменьшает вязкостную связь между роторами.

Главный момент количества движения жидкости l_x относи­тельно оси вращения роторов определяется выражением



где Jх — момент инерции закручиваемой жидкости относительно оси вращения;

ω — угловая скорость вращения жидкости.

Турбосиловые расходомеры применяются чаще, чем кориолисовые и гироскопические, особенно для более значительных рас­ходов. Максимальные расходы для жидкости от 6 до 300 т/ч при диаметрах труб от 50 до 200 мм. Они более компактны по сравне­нию с кориолисовыми и гироскопическими. Их погрешность плюс минус (0,5÷2) поцета от предела шкалы. Постоянная времени около 1 секунды.

1.3.2.6 Кориолисовые силовые расходомеры.

Кориолисовыми называются расходомеры, в преобразователях которых под влиянием силового воздействия возникает кориолисово ускорение, зависящее от расхода. Для образования этого ус­корения непрерывно вращающемуся преобразователю расхода придают конфигурацию, заставляющую поток перемещаться в ра­диальном направлении по отношению к оси вращения, совпадаю­щей с осью трубопровода.

Принципиальная схема кориолисового расходомера, изображена на рисунке 1.53.



Рисунок 1.53 - Схема действия сил в корриолисовом расходомере

Два трубных шту­цера 1 и 6 с помощью гибких трубных соединений связаны с тру­бопроводом, по которому течет измеряемое вещество. Штуцеры соединены друг с другом металлической втулкой (не показан­ной на схеме) и лежат в шарикоподшипниках. Они вместе с ос­тальной частью преобразователя расхода вращаются с частотой 1800 об/мин от электродвигателя через зубчатую передачу, связанную со штуцером 6. Жидкость поступает через штуцер 6. Во вра­щающихся трубках 5 возникает ко­риолисово ускорение, создающее момент сил, приложенных к стен­кам трубки, который направлен про­тивоположно вращающему моменту. В трубках 3, связанных эластичны­ми соединениями 4 с трубками 5, кориолисово ускорение имеет на­правление, обратное кориолисову ускорению в трубках 3. Поэтому к стенкам трубок 3 приложен мо­мент сил M_к, направленный в сто­рону вращающего момента. Момент M_к закручивает тонкую торсионную трубку 2, соединенную с выходным штуцером 1. Угол закрутки измеряется с помощью тензорезисторных преобразователей.

Выпускается восемь типов моделей датчиков расходов (сенсоров) и шесть моделей микропроцессорных преобразователей, функцио­нальные возможности которых отвечают самым различным требо­ваниям.

Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсо­ра) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плот­ность и температуру. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартные выходные сигналы.

Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на рав­ные половины, протекающие через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки рисунок 1.54 приводит к тому, что труб­ки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.




Рисунок 1.54 - Вид сенсора

1 — Измерительные (расходомерные трубки); 2 — детектор скорости; 3 — задающая катушка

По такому принципу работает расходомер кориолисовый «Метран – 360», изображенный на рисунке 1.55.



Рисунок 1.55 - Кориолисовый «Метран – 360»

При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступа­тельное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к воз­никновению кориолисова ускорения, ко­торое, в свою очередь, приводит к появле­нию кориолисовой силы. Эта сила направ­лена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т. е. когда трубка движется вверх во время половины ее соб­ственного цикла, то для жидкости, посту­пающей внутрь, сила Кориолиса направле­на вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а в вы­ходной способствует. Это приводит к изгибу трубки. Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движется вниз, направление изгиба меняется на противоположное.

Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости. Детекторы измеряют фазовый сдвиг при движении противопо­ложных сторон сенсорной трубки.

Как результат изгиба сенсорных трубок генерируемые детек­торами сигналы не совпадают по фазе, так как сигнал от входной стороны запаздывает по отношению к сигналу с выходной стороны. Разница во времени между сигналами (ΔT) измеряется в мик­росекундах и прямо пропорциональна массовому расходу. Чем больше массовый расход, тем больше ΔТ.

Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекто­рами, установлены на сенсорных трубках. Катушки смонтирова­ны на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка дви­жется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора име­ет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют со­бой движение одной трубки относительно другой.