Приборы для измерения расхода жидкостей

Манометры дифференциального давления

Рисунок 9 – Манометр дифференциального давления

Приборы дифференциального давления применяются для измерений разницы между двумя отдельными давлениями. Базовым давлением является то, которое присутствует на стороне, взятой за эталонную. В качестве чувствительных элементов используются пружины тех же форм, что и в манометрах относительного давления. Как правило, чувствительные элементы подвергаются воздействию давления с обеих сторон. Установленная таким образом разность давлений передается с помощью стрелочного механизма непосредственно на шкалу. Если измеряемые давления одинаковы, измеряемый элемент остается неподвижным и показания прибора отсутствуют. Измерение низких разностных давлений возможно даже при высоком статическом давлении. Защита от высоких перегрузок обеспечивается с помощью пластинчатых чувствительных элементов. При выборе манометра следует учитывать допустимое статическое (рабочее) давление, а также максимально допустимую перегрузку. Для преобразования деформации чувствительного элемента в показания стрелки используются принципы, аналогичные принципам действия манометров избыточного давления.

Для измерения расходов жидкостей и газов используют в основном два вида расходомеров – расходомеры переменного перепада и постоянного.

Расходомер переменного перепада. В основу принципа действия положено измерение перепада давления на сопротивлении, введенном в поток жидкости или газа.

Любая движущаяся система характеризуется соотношением ее кинетической и потенциальной энергий. Для жидкостей или газов, протекающих в трубопроводе, кинетическая энергия будет определяться скоростью движения среды через поперечное сечение трубопровода, а потенциальная – давлением в трубопроводе. При увеличении скорости протекания среды давление падает, и наоборот, т. е. происходит превращение одного вида энергии в другой.

Рисунок 10 – Расходомер переменного перепада

В трубопровод, в котором необходимо измерить расход, вводят сопротивление, уменьшающее площадь поперечного сечения трубы.

В месте установки сопротивления скорость жидкости резко возрастает. Если измерять давление до сопротивления и непосредственно за ним, то разность давлений (перепад) будет зависеть от скорости потока, а следовательно, и от расхода. Такие сопротивления, устанавливаемые в трубопроводах, называются сужающими устройствами. В качестве сужающихустройств в системах контроля расхода применяют нормальные диафрагмы.

Рисунок 11 – Чувствительный элемент расходомера постоянного перепада

Комплект диафрагмы состоит из диска 5 (рисунок 10) с отверстием, кромка которого с плоскостью диска составляет угол 45^о. Диск 5 помещается между корпусами кольцевых камер 6 и 7. Между фланцами 10 и камерами 6 и 7 установлены уплотняющие прокладки 8. Отборы давления 9 до и после диафрагмы берут из кольцевых камер.

Применение сужающих устройств ограничено диаметрами трубопроводов (d > 50 мм) и, следовательно, величиной измеряемого расхода (не ниже 25 м³/ч).

Расходомеры постоянного перепада применяют для измерения расходов до 20 м³/ч. Преобразователь постоянного перепада устроен следующим образом. Внутри расширяющегося патрубка или трубы с диафрагмой 2 (рисунок 11) помещают поплавок 3 конической формы, свободно перемещающийся в трубе. При восходящем потоке жидкости или газа на диафрагме 2 создается перепад давлений, который уравновешивается массой поплавка 3. При увеличении расхода перепад увеличивается и поплавок 3 перемещается вверх до тех пор, пока площадь кольцевого зазора между поплавком 3 и диафрагмой 2 не увеличится до значения, при котором сила, вызванная увеличением перепада давления на поплавке, снова не уравновесится его массой. Перемещение поплавка 3 передается на стрелку показывающего прибора через шток 1, магнит 4 и магнитную муфту 5.

Дата добавления: 2015-04-29