Физические основы первичных преобразователей расхода

В зависимости от выходной величины первичные преобразователи разделяются на следующие виды:

1 - преобразователи расхода в переменный перепад давления: это сужающие устройства (диафрагмы, сопла), которые преобразуют расход в перепад давления, который воспринимается преобразователем разности давления (дифманометром). Рис.YI-1, стр. 217 [3].

Рис. VI-1.стр.217[3]. Схема (а) и диаграмма давления (б) сужающего устройства: 1- труба; 2 – сужающее устройство; 3 – трубки отбора давлений; 4 – дифманометр.

Для несжимаемой жидкости - объёмный расход, М³/С,

, массовый расход, кг/с, r - плотность среды, кг/м куб., a - коэффициент расхода, Dr - перепад давления, Па.

Для сжимаемой среды

, M³/C

, кг/м куб.,

где ε - коэффициент расширения.

Выбор и расчет стандартных сужающих устройств регламентирован «Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами». РД 50-213.80.—М. Изд. Стандартов 82г., 23с.

Ротаметры. Так называютрасходомеры, рабочим элементом которых является преобразователь обтекания. Расход жидкости или газа преобразуется в перемещение поплавка (поршня, диска). Рис.YI-4, стр.224[3].

Рис.VI-4, стр.224[3]. Упрощённые схемы преобразователей обтекания:

а- со свободным поплавком; б – с центрированным поплавком; в – с

электрическим дифференциальным трансформатором.

Преобразователи этого типа принято подвергать индивидуальной градуировке. Градуировку осуществляют, как правило, на воде или воздухе.

Тахометрические преобразователи. Рис.VI-5, стр.227 [3].

Преобразователи объёмного расхода (скорости потока) в частоту вращения ротора, которая в свою очередь, преобразуется в частоту следования электрических импульсов.

По видам вращающегося элемента подразделяются на крыльчатые и шариковые.

Концы крыльчатки выполняют из ферромагнитных материалов, а корпус из немагнитных (нержав. сталь или цветной металл).

Рис.VI-5, стр.227 [3]. Схема крыльчатого (турбинного) преобразователя расхода: 1 – корпус; 2 – направляющая; 3 – крыльчатка; 4 – катушка датчика; 5 – постоянный магнит; 6 – сердечник;7 - показывающий прибор.

При движении жидкости (или газа) крыльчатка вращается, в результате чего периодически m раз за оборот (m крыльев) в поле датчика оказывается стальное крыло, В катушке индуктируется m импульсов за 1 оборот. При n оборотах за минуту крыльчатки индуктируются импульсы с частотой

f = m ´ n; f = mV/(FH).

Объём протекающего продукта V = fFH/m(1-s),

где s - коэффициент скольжения s = (f _и -f)/f_и,

F - площадь сечения потока в зоне крыльчатки;

H - шаг винта крыльчатки.

Погрешность крыльчатых преобразователей порядка 0,5-1,0 %.

Недостатком считается также их невысокий ресурс, порядка 500 час.- реже больше.

Шариковые преобразователи. Рис.YI-7, стр. 229 [3].

Частота вращения шарика в определённом диапазоне скоростей потока пропорциональна расходу.

Теория этих преобразователей разработана недостаточно. Ресурс достаточно велик--~ 2000часов. Погрешность ±1,5%.

Дата добавления: 2015-04-30