Измерение расхода по переменному перепаду давления в осредняющей напорной трубке

Расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами находят широкое распространение в промышленности. Однако из-за существующих ограничений на применение стандартные сужающие устройства не позволяют получить требуемые технические характеристики. В настоящее время выпускаются расходомеры, позволяющие частично преодолеть недостатки расходомеров переменного перепада давления.

Например, современные микропроцессорные датчики могут компенсировать влияние на погрешность температуры, давления, линеаризовать характеристики.

Один из подобных расходомеров – «Метран-350», принцип действия, которого представлен на рис. 9.3.

Основной элемент расходомера – осредняющая трубка Annubar Diamond II+, на которой возникает перепад давлений, пропорциональный расходу.

Рис. 9.3. Схема обтекания сенсора

Сенсор имеет в поперечном сечении форму ромба с острыми боковыми гранями и закругленными передней и задней кромками (см. рис. 9.3), что обеспечивает фиксированную точку отрыва потока измеряемой среды. Это позволяет уменьшить флуктуации статического давления за сенсором.

Принцип действия расходомера основан на измерении расхода среды методом переменного перепада давлений.

На обеих кромках расположены отверстия, число которых зависит от диаметра трубопровода (типоразмера сенсора). Через отверстия измеряемая среда поступает в соответствующую осредняющую камеру. Сенсор устанавливается перпендикулярно направлению потока, пересекая поток по всему сечению. Отверстия, направленные против течения среды, и соответствующая осредняющая камера воспринимают давление скоростного напора среды, т.е. повышенное давление. Отверстия, направленные по течению среды, и соответствующая осредняющая камера воспринимают давление разрежения, т.е. пониженное давление. Перепад давлений пропорционален расходу.

При загрязненности измеряемой среды частицы, присутствующие в потоке, проходят вокруг сенсора вследствие зоны высокого давления и аэродинамической формы трубки, поэтому засорения отверстий не происходит.

На этом принципе построен расходомер «Метран-350-Р», который состоит из сенсора, монтажного и соединительного оборудования и датчика перепада давлений 3051 CD, который обеспечивает:

- измерение создаваемого на сенсоре перепада давлений, пропорционального объемному расходу при реальных значениях давления и температуры измеряемой среды;

- преобразование значения объемного расхода в выходной сигнал 4÷20 мА и/или цифровой код по протоколу HART, а также в показания текущих значений расхода на встроенном жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ).

Расходомер «Метран-350-М» состоит из сенсора, монтажного и соединительного оборудования и датчика 3095 MV, который обеспечивает:

- измерение статического давления (избыточного или абсолютного);

- измерение возникающего на сенсоре перепада давлений;

- измерение температуры среды при помощи термопреобразователя сопротивления, размещенного в сенсоре;

- вычисление массового расхода и суммарной массы при реальных значениях давления и температуры измеряемой среды;

- вычисление объемного расхода и суммарного объема газа, приведенного к нормальным условиям;

- преобразование значения массового расхода в выходной сигнал 4÷20 мА и/или цифровой код по цифровому протоколу HART, а также в показания текущего значения объемного, массового расхода, суммарной массы или объема измеряемой среды, перепада давлений, статического давления, температуры на ЖКИ.

Расходомеры снабжены системой самодиагностики.

В зависимости от модели расходомера, диаметра трубопровода, параметров измеряемой среды объемный (массовый) расход находится в диапазоне от нескольких м³/ч (кг/ч) до миллионов м³/ч (т/ч) и рассчитывается производителем по данным опросного листа для конкретного применения. Динамический диапазон 8:1. Перечень измеряемых сред – до 150 взрывоопасных и горючих веществ.

Выходные сигналы:

- унифицированный токовый 4–20 мА, для расходомеров «Метран-350-Р» токовый сигнал пропорционален объемному расходу, для расходомеров «Метран-350-М» токовый сигнал пропорционален массовому расходу и объемному расходу, приведенному к нормальным условиям;

- цифровой протокол HART.

Динамический диапазон 8:1. Пределы основной допускаемой относительной погрешности при измерении массового и объемного расхода ±1,5 %. Демпфирование токового выхода от 0,2 до 29 с.

Термометр сопротивления (Pt100) встроенный или внешний (в зависимости от модели). Однострочный ЖКИ. Питание от источника постоянного тока напряжением 11…55 В.

Взрывозащищенное исполнение двух типов: «взрывонепроницаемая оболочка» или «искробезопасная электрическая цепь».

Расходомер устойчив к воздействию следующих условий окружающей среды:

- температура окружающего воздуха:

o 40…85 °С – без ЖКИ,

o 20…80 °С – с ЖКИ;

- относительная влажность до 100 % при t < 35 °С;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа;

- вибрация с ускорением 9,8 м/с² в диапазоне частот 15…2000 Гц;

- внешнее переменное магнитное поле напряженностью до 400 А/м, 50 Гц;

- внешнее постоянное магнитное поле напряженностью до 400 А/м

Степень защиты от воздействия пыли и воды IP 65.

Дата добавления: 2014-01-03