Расходомер переменного уровня

Принцип действия основан на зависимости уровня от расхода жидкости, поступающей в сосуд с калиброванным отверстием.

Из гидравлики известно, что если жидкость свободно вытекает через отверстие в дне бака, то ее расход и уровень в баке связаны между собой. В качестве первичного преобразователя используется любой преобразователь уровня.

L = f (Q) – зависимость линейная.

Достоинства:

- служат для изменения пульсирующих потоков и двухфазных сред;

- измерение агрессивных и загрязненных сред.

Электромагнитный расходомер

Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции (закон Фарадея), согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле будет наводится э.д.с., пропорциональная скорости движения проводника.

Проводником является электропроводная жидкость, протекающая в трубопроводе из немагнитного материала и пересекающая поле электромагнита.

1 – электромагнит;

2 – измерительные электроды;

3 – трубопровод.

Результирующее напряжение пропорциональное расходу вещества в трубопроводе можно рассчитать следующем образом:

,

где В – магнитная индукция;

D_y – внутренний диаметр трубопровода (от 3 мм до 1 м);

V_CP – средняя скорость потока;

Q – объемный расход жидкости.

Трубопровод с перемещающимся в нем потоком жидкости располагается между полюсами постоянного магнита перпендикулярно силовым линиям. В стенках трубопровода диаметрально противоположно заподлицо заделаны измерительные электроды. Под действием магнитного поля ионы, находящиеся в жидкости перемещаются к электродам и отдают свой заряд. Созданная э.д.с. пропорциональна скорости потока, т.е. расходу жидкости.

Участок трубопровода по обе стороны от электродов покрывают электроизоляцией, чтобы исключить шунтирование наводимой э.д.с.

Измерительная схема для этих расходомеров, как правило, выполнена в виде отдельного блока, преобразующего наводимую э.д.с. в унифицированный сигнал.

Ограничением в использовании этого расходомера является электропроводность жидкости, которая должна быть не менее 10^-5-10^-3 См/м. Диапазон измеряемых расходов: 1 - 2500 м³/ч. Класс точности 1,0 – 2,5.

Расстояние от датчика до вторичного преобразователя зависит от электропроводности жидкости:

5*10-2 См/м	расстояние до 100 м
10-3 См/м	расстояние до 10 м

Достоинства:

- использование для измерения расходов жидких металлов;

- измерение расходов пульсирующих потоков, потоков агрессивных сред (условие допустимости использования – стойкость изоляции электродов и материала трубопровода);

- отсутствие дополнительных потерь давления на участке измерения, т.к. нет частей, выступающих внутрь трубопровода;

- безинерционность.

Тепловой расходомер

Принцип действия основан на измерении зависимого от расхода эффекта теплового воздействия на поток или тело, контактирующее с потоком.

Зависимость перепада температур до и после участка нагрева связана с расходом следующей закономерностью:

DT = f(G), где DT = Т₂ – Т₁

где N – мощность нагревателя;

С_Р – теплоемкость вещества при ;

К – поправочный множитель на неравномерность распределения температур.

При постоянной мощности нагревателя (U_ПИТ = const) количество тепла, забираемое потоком постоянно: G­ Þ T₂(нагрев потока)¯ Þ DT ¯.

Для измерения больших расходов нагревают не весь поток, только часть, которую пропускают по байпасной трубке.

Недостатки:

- тепловое воздействие на измеряемый поток.

Ультразвуковой расходомер

Принцип действия основан на сложении скорости распространения ультразвука в жидкости и скорости самого потока.

1 – излучатель;

2 – приемник;

3 – электронный блок.

Излучатель и приемник располагаются на торцах измерительного участка трубопровода.

Электронный блок содержит генератор импульсов и измеритель времени прохождения импульсом этого расстояния (между 1 и 2).

Источник и приемник – пьезоэлектрические элементы. При движении потока его скорость будет складываться со скоростью ультразвука, что приведет к уменьшению времени пробега импульса.

Достоинства:

- диапазон измерения практически на ограничен;

- отсутствие влияния на свойства измеряемой среды.