Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Pi Рг Pi P2 Pi.

-ill- -ilr-


6) 61

Puc. 4.86

НЫЙ коэффициент a - коэффициент расхода. Коэффициент расхода а зависит от отношения диаметров трубы и сужающего устройства, параметров среды, режима течения (числа Рейнольдса) и характеристик сужающего устройства. Расход определяется по формуле

Q = aS y/2(pi ~Р2)р,

(4.233)

где So - площадь сечения сужающего отверстия.

В качестве сужающего устройства обычно используют так называемые нормальные сужающие устройства: нормальные диафрагмы (рис. 4.86,с), нормальные сопла (рис. 4.86,6), трубы Вентури (рис. 4.86,о).

Достоинства расходомеров с сужающими устройствами заключаются в их универсальности. Этими расходомерами можно измерять расход любых однофазных:, а в ряде случаев двухфазньгх сред. Они пригодны для измерения расхода в трубах практически любого диаметра и при любом давлении. Расходомер состоит из сужающего устройства, соединительных трубок и серийно вьтускаемого дифференциального манометра, конструкция которого не зависит от измеряемой среды и расхода. Сужающее устройство рассчитывается по стандартной методике. Исходным! данными являются условия измерения и входные данные дифференциального манометра. Сужающие устройства изготавливаются потребителем.

Основными недостатками расходомеров с сужающими устройствами являются нелинейная функция преобразования, малое отноше-™ Qmax/Qmin, обычно не превышающее 3, и затруднения при измерении пульсирующих и переменных расходов. Основная приведенная погрешность расходомеров этого типа не превышает 1-3 %.

Расход жидкости в трубах с большей точностью может быть измерен с помощью турбинных расходомеров. Устройство датчика приведено на рис. 4.87. Датчик представляет собой турбинку 1, ось которой укреплена в подшипниках 2. На оси запрессован стальной стержень 3. Турбинка установлена в трубе 4, изготовленной из немагнитного материала. Снаружи трубы смонтирован импульсный индукционный преобразователь 5.




I>

fuc. 4.87

При поступательном движении жидкости no трубе турбинка вращается. Если трение в подшипниках пренебрежимо мало, то частота вр щения такова, что жидкость проходит между лопастями турбинки поступательно, без вращения вокруг оси турбинки. Частота вращения турбинки пропорциональна скорости движения ясидкости. Вращение стального стержня в поле постоянного магнита индукционного преобразователя генерирует в катушке импульсы напряжения. Их частота / пропорциональна частоте вращения турбинки и, следовательно, расходу жццкости. Вторичным преобразователем является частотомер, про-градуированный в единицах расхода.

Турбинные расходомеры применяются для измерения расхода чистых жидкостей. Твердые примеси ухудшают качество подшипников, увеличивают трение и погрешность расходомера. Расходомер требует индиввдуальной градуировки, поскольку его градуировка справедлива, лишь для одного распределения скоростей жидкости по сечению трубы. При постановке турбинки в трубу другого диаметра распределение скоростей будет иным и градуировка изменится. Погрешность турбинных расходомеров обычно имеет порядок 0,3-1,5 %, хотя имеются приборы с погрешностью 0,1 %. Расходомеры этого типа могут иметь постоянную времени (до 1-50 мс). Их можно применять для измерения расхода переменных и пульсирующих потоков.

Аналогичные преобразователи служат для измерения скорости потока жидкости в различных точках сечения канала или русла реки. Они могут также использоваться для измерения скорости судна относительно воды.

Для измерения расхода воды и других электропроводных жидкостей могут использоваться ивдукционные расходомеры, устройство которых показано на рис. 4.88. Жидкость, расход которой измеря-




Рис. 4.88

етсяГрттекает по трубе /, изготовленной из изоляционного материа-лЗуЖруба находится между полюсами магнитной системы 2. Магнит-НШ поток возбзокдается переменным током промышленной частоты в обмотке 3. Через трубу проходят два диаметрально расположенные jneicTpofla 4, касающиеся жидкости. При ее протекании между электродами появляется ЭДС.

Можно считать, что в течение некоторого малого интервала времени Д Г магнитная индукция В в жидкости между полюсами остается постоянной. Электроды, жидкость между ними и измерительная цепь образуют замкнутый контур, причем один его проводник (жидкость) перемещается в магнитном поле. При его перемещении со скоростью V в контуре, имеющем один виток (w = 1), согласно закону электромагнитной индукции индуцируется ЭДС

е = Bvd,

(4.234)

где d - длина "проводника", движушегося в магнитном поле, равная внутреннему диаметру трубы d.

Поскольку индукция изменяется гармонически с частотой питающего напряжения, то индуцированная ЭДС изменяется таким же образом. Ее действующее значение

Е = Bvd, (4.235)

где 5 - действующее значение индукции.

ЭДС Пропорциональна скорости протекания жидкости и, следовательно, ее расходу. ЭДС преобразователя усиливается усилителем переменного тока и подается на указатель. Значение ЭДС может также измеряться и регистрироваться автоматическим потенциометром переменного тока.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [76] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0536