Расходомеры на основе избыточного давления

Методы Измерения параметров жидкостей и газов

Широкое распространение систем регулирования параметров жидкостей и газов в настоящее время обусловлено использованием жидкостей и газов в качестве носителей энергии и для других технологических целей. К механическим свойствам жидкостей и газов, которые необходимо контролировать при разработке различного класса систем автоматического регулирования следует отнести:

1. 
   расход;
2. 
   давление;
3. 
   температура;
4. 
   уровень заполнения (для жидкостей);
5. 
   влажность (удельное содержание воды).

Измерение расхода

Расход — это количество реагента (жидкости или газа), проходящее через мерное сечение в единицу времени. Расходомеры— это преобразователи, которые используются для измерения потока. Они реагируют на скорость и расход жидкого или газообразного вещества за заданный период времени.

Массовый расходпредставляет собой массу вещества, протекающую в единицу времени, и измеряется в кг×с ^–1.

Объемный расход, м ³×с ^–1, равен объему вещества, протекающего в единицу времени.

Расход оценивают в массовых единицах или в объемных единицах при известной плотности реагента. При фиксированном сечении трубопровода измерение расхода может быть сведено к измерению скорости потока реагента.

Основными методами измерения расхода являются:

1. 
   применение механических расходомеров;
2. 
   применение расходомеров на основе избыточного давления;
3. 
   применение термоанемометрических принципов;
4. 
   применение ультразвуковых методов измерения;
5. 
   вихревые расходомеры.

Механические расходомеры

Простейшими и наиболее распространенными являются методы определения расхода с использованием чувствительных механических элементов, в которых поток перемещает или вращает чувствительный орган.

Рис. 12.1

На рис.1.1 показаны основные механические методы измерения расхода.

а) Применение подвижной заслонки— конструктивно наиболее простой способ создания датчика расхода. Измеряемой величиной является угол отклонения заслонки. Зависимость угла отклонения от величины расхода нелинейна, что является существенным недостатком расходомеров такого типа.

б) Расходомеры на основе подвижного штуцерапреобразуют величину расхода в перемещение штуцера. Выбор определенного профиля чувствительного элемента позволяет линеаризовать характеристику зависимости его перемещения от величины расхода. Динамический диапазон чувствительного элемента может составлять 60 – 80 дБ. Преобразование механического перемещения в электрический сигнал осуществляется емкостным или электромагнитным датчиками. Недостаток — сильная зависимость показаний чувствительного элемента от свойств измеряемого реагента (вязкость, плотность). На точность влияет изменение жесткости, зависящей от температуры.

в) Расходомеры на основе крыльчаткипреобразуют расход в угловую скорость вращения. Такие расходомеры являются наиболее точными, однако создают значительное сопротивление протекающему потоку реагента.

Расходомеры на основе избыточного давления

Если жидкость или газ нагнетаются через некоторое препятствие в трубопроводе, то изменение их скорости вызывает перепад давления, пропорциональный расходу. Для измерения разности давлений используются дифференциальные манометры. Они могут преобразовывать информацию о избыточном давлении как в показания шкалы, так и в электрический сигнал.

Рис. 12.2

Расходомеры на основе избыточного давления строятся по двум основным принципам: