Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Широколучевые Ультразвуковые Расходомеры





Технология «широколучевого» измерения реализуется, как правило, с помощью ультразвуковых волн Лэмба. Волной Лэмба называется волна, распространяющаяся между поверхностями стенки трубы вдоль поверхности трубопровода. При каждом отражении от границы труба-среда в среде возбуждается волна, направленная внутрь измеряемого потока. В результате создаётся пучок когерентных измерительных лучей, который и называют широким лучом (слайд).

«Широкий луч» обеспечивает нечувствительность расходомера к примесям в среде. Если один из параллельных лучей широкого пучка перекрывается инородной частицей примеси, то измерение обеспечивают другие лучи.

При использовании накладных расходомеров возможны изменения характеристик материала трубы. Это приводит к изменению времени прохождения ультразвукового луча и в конечном итоге к ошибке измерения величины расхода. Использование волны Лэмба, проходящей по стенке трубы как дополнительного (опорного) сигнала, позволяет рассчитать скорость распространения ультразвука в металле.

Указанные преимущества открыли путь к созданию накладных расходомеров, не уступающих по характеристикам ни традиционным расходомерам, ни врезным ультразвуковым расходомерам. Широкий измерительный луч отлично зарекомендовал себя при измерении потоков нефти: пьезоэлектрические датчики на откалиброванной трубе сертифицируются как измерительные средства с точностью 0,15 % объёмного расхода.

 

6.6 Электромагнитные (Индукционные) расходомеры.

Основой измерений с помощью электромагнитного расходомера является закон индукции Фарадея, в соответствии с которым при перемещении проводника через магнитное поле в нем наводится напряжение. Этот принцип измерений применяется к текущей по трубе проводящей жидкости, поперек направления которой создается магнитное поле. Наводимое в жидкости напряжение измеряется двумя расположенными друг напротив друга электродами. Напряжение сигнала Uе пропорционально магнитной индукции В, расстоянию между электродами D и средней скорости потока жидкости v. Так как магнитная индукция В и расстояние между электродами являются постоянными величинами, напряжение сигнала Uе пропорционально средней скорости потока v. Уравнение определения объемного расхода показывает, что напряжение сигнала изменяется линейно и пропорционально объемному расходу.

Наводимое напряжение сигнала преобразуется выходной сигнал преобразователя:

Ue=B*D*v

Qv=(D2p/4) *v; Ue=(4B/ Dp)*qv

Ue – напряжение сигнала; В – магнитная индукция; D- расстояние между электродами; v – средняя скорость потока; qv – объемный расход

Величина ЭДС составляет единицы и десятки мВ. Электромагнитный расходомер позволяет измерять расход в трубопроводах с диаметром от 1мм до 2 м. При этом выходной сигнал не зависит от эпюры скоростей по сечению трубопровода.



Вихревые расходомеры

Принцип действия вихревых расходомеров с телом обтекания (слайд) заключается в фиксации вихрей, возникающих за телом обтекания , помещённого в поток. Частота образования вихрей (так называемая «дорожка Кармана»), пропорциональна объемному расходу

 

¦=v/d *Sh

Где ¦ - частота образования вихрей; v – скорость потока; в – диаметр тела обтекания; Sh – число Струхаля.

Число Струхаля показывает, в каком состоянии находится поток (в турбулентном или в ламинарном).

Вихревые расходомеры используются в чистых жидкостях.

Частоту вихреобразования измеряют различными методами

- с помощью датчиков давления

-С помощью датчиков температуры

- С помощью ультразвуковых датчиков

 

Вихревой Расходомер С Ультразвуковым Детектированием Вихрей

Принцип работы вихревого расходомера с ультразвуковым датчиком (рис. 5.15) заключается в следующем. В проточной части расходомера 1 устанавливается дельтаобразное тело обтекания 2. За телом обтекания на диаметрально противоположных частях трубопровода располагаются ультразвуковой излучатель и приёмник 3- На излучатель подаётся переменное напряжение ( 1 -2 МГц), которое преобразуется в ультразвуковые колебания жидкости. Пройдя через поток жидкости, колебания взаимодействуют с вихрями и модулируются по амплитуде и фазе. Приёмник преобразует ультразвуковые колебания в электрический сигнал. Сигналы с излучателя и приёмника подаются на схему обработки, которая вырабатывает сигнал, частота которого равна частоте вихреобразования.

 

Вихревой расходомер с пьезоэлектрическими датчиками

Фиксация вихрей может осуществляться разными методами. В газовом вихревом расходомере измеряется разность давления Dp = p1-p2 в двух точках – в точке 1 и в точке 2 (слайд). Частота изменения разностного давления равна частоте вихреобразования.

 

Кориолисовы расходомеры

Кориолисовы расходомеры позволяют измерять массовый расход жидкостей или газов с большой точностью. Измерение расхода производится за счёт эффекта возникновения силы Кориолиса, возникающей при криволинейном движении жидкости или газа.

Рассмотрим течение жидкости в горизонтальной трубе (рис. 5.17). Если горизонтально расположенную трубу, через которую протекает жидкость, жёстко закрепить с одного конца, а другой конец заставить вибрировать с постоянной круговой скоростью со, относительно неподвижной точки 0, то на стенку трубы будет действовать сила Кориолиса, которая будет зависеть от массового расхода жидкости.

Частица жидкости массой т, находящаяся на расстоянии r от точки 0, движется с линейной скоростью v и с угловой скоростью w. Ускорение а частицы жидкости складывается из двухсоставляющих: Центростремительного ац направленного к точке О, и кориолисова, ак направленного перпендикулярно к стенке трубопровода:

Qvk/(2wx)

Измеряя значение силы Кориолиса жидкости в вибрирующей трубе, можно определить массовый расход. Кориолисовы расходомеры могут измерять массовый расход, как в прямом, так и в обратном направлении течения жидкости.

В большинстве конструкций вибрирующий участок трубы закреплён в двух точках и ей сообщается колебательное движение между этими двумя точками.

Частоту колебаний выбирают равной частоте резонанса, так как при этом тратится минимум энергии для возбуждения колебаний трубы.

Трубка может быть изогнутой или прямой (рис. 5.18). Когда расходомер состоит из двух параллельных трубок, поток разделяется на два потока на входе и соединяется в один на выходе. При использовании одной трубки (или соединённых последовательно двух трубок) поток в расходомере не разделяется. Трубки заставляет вибрировать электромагнитный привод, который состоит из катушки, соединенной с одной трубкой, и магнита, соединенного с другой трубкой. На катушку подаётся переменный ток который заставляет магнит периодически притягивать или отталкивать вторую трубку.

Электромагнитные датчики определяют положение, скорость или ускорение трубок. Когда поток отсутствует (св расходомере с двумя трубками), различия в показаниях двух датчиков в точках B1 и В2 отсутствуют. Если есть поток жидкости и привод создает вибрацию трубок, то силы Кориолиса изгибают трубки, что проявляется в небольшой разнице фаз движений трубок Это обнаруживается датчиками в точках В1 и В2.

При одновременной регистрации сигналов точках В1 и В2 происходит смещение сигналов по фазена величину, которая пряма пропорциональна массовому расходу.Резонансная частота двухтрубной конструкции зависит от массы всей конструкции (массы трубок и массы жидкости внутри трубок).

Плотность жидкости. Определяют, измеряя резонансную частоту колебаний трубок.

Расходомер позволяет определить:

· Массовый расход

· Плотность

· Объемный расход

· Температуру

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.