Кориолисовы расходомеры

Замечание

Замечание

Существуют различные способы измерения очень малого значения разности времен, например фазовый, при котором измеряется разность фазовых сдвигов акустических колебаний, направляемых по потоку и против него (фазовые расходомеры), или частотный, при котором измеряется разность частот повторения коротких импульсов (или пакетов) акустических колебаний, направляемых по потоку и против него (частотные расходомеры).

Ультразвуковые расходомеры обычно измеряют среднюю по диаметру, а не среднюю по сечению трубопровода скорость потока (в силу чего предъявляются высокие требования к длинам прямых участков перед расходомерами).

Как правило, ультразвуковые расходомеры измеряют объемный расход.

Достоинства: ультразвуковые расходомеры не создают препятствий для потока, и, как следствие этого, падения давления в трубопроводе малы (минимальные потери давления); не имеют движущихся частей; обладают возможностью достижения высокой точности измерений и высоким быстродействием. Важное преимущество преобразователей с внешними пьезоэлементами — это отсутствие контакта с измеряемым веществом и сохранение целостности трубопровода.

Недостатки: методические ограничения (влияние пузырьков, механических частиц, приводящих к возможности засора излучателя и приемника, находящихся внутри трубопровода). Для преобразователей с внешними пьезоэлементами трубопровод создает повышенный уровень паразитных сигналов и помех, вызванных прохождением акустических колебаний по стенке трубопровода, что снижает чувствительность преобразователей.

Основные источники погрешностей: неправильный учет влияния профиля скорости; изменение скорости ультразвука в измеряемой среде; паразитные акустические сигналы; асимметрия электронно-акустических каналов.

Основные погрешности, %: 1...5.

Применение: для больших диапазонов измерения расхода незагрязненного газа.

В процессе эксплуатации ультразвуковых расходомеров необходимо систематически проверять электрическое сопротивление изоляции цепи питания преобразователя и соотношение «сигнал/шум» входного сигнала. Снижение этого сигнала свидетельствует либо об ухудшении характеристик расходомера, либо о загрязнении отверстий излучателя и приемника.

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.

Рис. 95. Силы, действующие на первичный преобразователь кориолисова расходомера: — силы воздействия;— перемещение;— угол закручивания

Кориолисовы массовые расходомеры непосредственно измеряют массовый расход жидкостей, газов и взвесей без предварительного определения плотности и объема. Схема первичного преобразователя изображена на рис. 95. Труба, имеющая U-образную форму, после приведения ее с помощью электромагнитной катушки в колебательное движение, колеблется с собственной частотой (амплитуда менее 1 мм, частота — десятки герц). При движении трубы вверх газ, втекающий в трубу, давит на трубу вниз. На выходе из нее тот же газ дополнительно способствует движению трубы вверх, что, собственно, приводит к закручиванию U-образной трубы. Во время второго периода колебаний, когда U-образная труба движется вниз, она закручивается в противоположную сторону. Это закручивание называют эффектом Кориолиса. И что очень важно знать: угол закручивания трубы прямо пропорционален расходу газа. Электромагнитные датчики, расположенные с каждой стороны трубы, измеряют скорость колебания трубы. Массовый расход газа определяют, измеряя разницу во времени поступления двух сигналов по скорости, эта разница прямо пропорциональна массовому расходу газа.

Дата добавления: 2014-01-06