Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки





Рис. 4.89

Генерируемая ЭДС имеет порядок нескольких милливольт и соизмерима с ЭДС, трансформируемой в измерительный контур непосредственно с обмотки возбуждения. Для компенсации последней служит дополнительная обмотка 5 и переменный резистор R. В обмотке трансформируется ЭДС, и часть ее подается в измерительный контур в противофазе с паразитной ЭДС. С помощью резистора R величина компенсирующей ЭДС подбирается равной паразитной ЭДС и компенсирует ее.

Индукционные расходомеры пригодны для измерения расхода вязких, агрессивных и сильно загрязненных (пульп) жидкостей, удельное сопротивление которых не должно превыщать 10 - 10 Ом-м. Расходомеры безьшерционны и могут служить для измерения расхода быстропеременных и пульсирующих потоков. Индукционные расходомеры типа ИР-Ш имеют диаметр условного проходного отверстия от 10 до 80 мм. Верхние пределы измерения - от 0,32 до 160 м/ч. Основная погрешность 1-1,6%.

Для измерения жвдкости в открьттых руслах и не полностью заполненных трубопроводах может применяться щелевой расходомер. Он имеет (рис. 4.89, с) резервуар 7, в который из трубы 2 наливается жидкость. Перегородки 3 служат для ее успокоения. В стенке резервуара есть щель 4, из которой жвдкость свободно вытекает. Щель треугольной формы показана на рис. 4.89,6. Уровень жидкости в резервуаре h зависит от измеряемого расхода. С помощью поплавкового уровнемера уровень жвдкости преобразуется в показания прибора.

Для определения функции преобразования резервуара со щелью вьщелим на высоте у слой жидкости толщиной dy. Внутри резервуара жидкость неподвижна, ее скорость Vp = 0; слой находится под давлением

Рр = PgQi - у).

(4.236)

где р - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения. 236



в щели жидкость движется со скоростью истечения Vщ, гидростатическое давление не уравновешивается стенкой и равно нулю (рщ = = 0). Уравнение Бернулли (4.228) для щели и внутренней части слоя имеет вид

V y2g = p/pg =-- й - у, (4.237)

откуда скорость истечения составляет

= y/2g(h - у). (4.238)

Расхед из вьщеленного сечения

dQ = axdyv = cocyJlgQi - ydy, (4.239)

где a - коэффициент расхода, учитьюающий потери энергии и зависящий от свойств жидкости; х - ширина щели на уровне>>.

Если ширина щели х = b постоянна, то, интегрируя (4.239), получаем

h 2

Q = аЪуЩ J ф - ydy = - abyjlghl. (4.240)

Уровень жидкости перед щелью постоянной итирины нелинейно зависит от расхода.

Изменяя профиль щели х = /(у), как показано на рис. 489,5, можно приблизить эту зависимость к линейной. Щелевые датчики расхода типа IIIP-1875 имеют пределы измерения от 63 до 250 м/ч. Их основная погрешность не превышает ± Ъ5 %.

4.3.4. Измерение концентрации

В автоматизированном производстве для измерения концентрации наибольшее применение нашли методы, основанные на зависимости физических свойств многокомпонентной системы от содержания ее компонентов. Наиболее просто концентрация определяется в бинарной системе, состоящей из двух компонентов. В этом случае достаточно определить относительное содержание х одного вещества, так как относительное содержание другого равно 1 -х. Для определения концентрации х используется зависимость физических свойств, таких, как плотность, вязкость, электропроводность, теплопроводность и др., от состава данной бинарной сжтемы. При однозначной зависимости прибор, измеряющий это свойство, может быть програ-дуирован в единицах концентрации.



tnuB

Налив

Слаб

воздух

Напив

Рис. 4.90

К сожалению, любое физическое свойство а зависит не только от концентрации х, но и от внешних условий и, в частности, от температуры 0 анализируемой смеси:

а = <р(х, 0).

(4.241)

Вследствие этого результат измерения концентрации также зависит от температуры:

X = Па. 0).

(4.242)

Для исключения температурной зависимости нужно либо стабилизировать температуру, либо вводить поправку на температурную погрешность, применять специальные схемы и методы измерения.

Если температура изменяется незначительно, то для определения концентрации раствора путем измерения его плотности р может быть использована установка, схема которой приведена на рис. 4.90,с. Анализируемая жидкость наливается в бак 1 до постоянного уровня. Постоянство уровня обеспечивается сливом излишка жидкости. В баке на глубине h с помощью дифференциального манометра 2 измеряется избыточное гидростатическое давление. Разность давлений в жидкости р и атмосферного Ро пропорциональна плотности жидкости:

Р - Ро = gph.

. (4.243)

где g - ускорение свободного падения.

Недостаток установки заключается в том, что если в жидкости имеются твердые взвешенные частицы, то с течением времени они могут засорить трубку, соединяющую бак с манометром. Большую надеж-



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


0.0107