Расходомеры переменного перепада давления

Метод измерения расхода по перепаду давления является наиболее универсальным, так как он позволяет измерять расход жидкостей, газов и пара, протекающих в трубопроводах, при любых давлениях и температурах.

Для измерения расхода в трубопроводе создают сужение сечения посредством установки дроссельного органа (диафрагмы).

Поток жидкости, протекающей через сужение, имеет вид, представленный на рисунке. Струя жидкости, протекающей по трубопроводу, подходя к дроссельному органу, сжимается, достигая наименьшего сечения на некотором расстоянии после диафрагмы, дальше она постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. На следующем рисунке приведена диаграмма распределения давлений в трубопроводе до и после сужающего устройства. Как видно из диаграммы, с приближением к сужению давление падает, достигая наименьшей величины в месте наибольшего сужения струи, и дальше вновь возрастает, причем полностью не восстанавливается. Величина является потерей давления, обусловленной потерей энергии при протекании потока через диафрагму. Разность давлений до и после сужения называется перепадом давления. Изменение давления при протекании потока через сужение является следствием изменения потенциальной энергии потока. Величина перепада давления поэтому является мерой скорости его, а, следовательно, и мерой расхода. Таким образом, измеряя перепад давления при помощи специальных приборов можно измерить расход. В комплект установки для измерения расхода по переменному перепаду давления входят: сужающее устройство, соединительные линии (импульсные трубки), дополнительные устройства (разделительные сосуды, отстойники, конденсационные сосуды) и измерительный прибор.

Сужающие устройства изготавливаются из материалов, устойчивых против длительного воздействия измеряемой среды, и должны иметь следующие обозначения: типоразмер и заводской номер; значение диаметра отверстия при температуре 20 ⁰С - ; стрелку указывающую направление потока; марку материала; знаки «+» и «-» соответственно на переднем (по направлению потока) корпусах камеры.

Диафрагмы могут быть двух исполнений - дисковые (бескамерные) и камерные. Камерные диафрагмы применяют для трубопроводов диаметром 50-500 мм. Дисковые диафрагмы применяют для трубопроводов диаметром 300 – 3000 мм. Это объясняется сложностью и неэкономичностью изготовления камер большого размера. В диапазоне от 300 – 500 мм возможно применение обоих типов.

Дисковая диафрагма бескамерная представляет собой диск толщиной 4-8 мм. Отборы давления у дисковых диафрагм введены непосредственно в трубопровод. Поскольку скорости в потоке среды распределяются по сечению трубопровода неравномерно, отборы давления у дисковых диафрагм регистрируют скорость, характерную для данного места отбора. Это и обуславливает недостаточную точность измерений.

Камерными диафрагмы называют из-за наличия у них двух кольцевых камер, которые усредняют значения измеряемых давлений, обеспечивая большую точность. Промышленностью выпускаются камерные диафрагмы с выводами из коротких трубок длиной до 150 мм, которые служат для соединения диафрагмы с импульсными линиями.

Условные обозначения диафрагм:

· ДБС – Д- диафрагма, Б- бескамерная, С- стандартная;

· (ДКС) - Д- диафрагма, К- бескамерная, С- стандартная;

 

Приборы измерения уровня

Для измерения уровня в настоящее время существует большое количество приборов, различающихся по принципу действия и конструктивному исполнению.

По назначению приборы можно разделить на три большие группы:

· сигнализаторы, контролирующие предельные значения уровня;

· уровнемеры, непрерывно измеряющие значение уровня;

· измерители раздела сред.

По способу действия приборы делятся на:

· дискретного действия, измеряющие число участков, на которое изменился уровень;

· Непрерывного действия показывающие значения непрерывно меняющего или статического состояния уровня в каждый данный момент.

По принципу действия приборы можно разделить на механические, пьезометрические и электрические. Принцип действия приборов в значительной степени определяются свойствами измеряемой среды, поэтому приборы в указанных группах, в свою очередь, подразделяются по устройству:

Механические:

- поплавковые, с чувствительным элементом, находящимся на поверхности измеряемой жидкости и передающим значение уровня указателю с помощью мерной ленты или троса;

- буйковые (поплавки с отрицательной плавучестью), имеющие в качестве чувствительного элемента буек, связанный с компенсационным устройством, реагирующим на изменение веса буйка при изменении уровня погружения его в жидкость.

Пьезометрические:

- манометрические, определяющие уровень по давлению пьезометрического столба жидкости, воспринимаемого манометром.

Электрические:

- электроконтактные, основанные на изменении электропроводности измеряемых сред. Применяются в основном для контроля раздела сред;

- емкостные, использующие различие диэлектрических свойств воздуха и измеряемой жидкости;

- радиоинтерфереционные, использующие изменения частоты радиоволн в зависимости от глубины погружения антенны колебательного контура в измеряемую жидкость;

- ультразвуковые, измеряющие уровень по времени распространения ультразвуковых волн в измеряемой среде;

 

ДУЖ-1М Стационарные поплавковые датчики-реле уровня жидкости ДУЖ, далее реле, предназначены для оперативного контроля и сигнализации о предельно допустимых значениях уровня в технологических емкостях, а также в качестве сигнализатора в системах управления и автоматической защиты насосных агрегатов, оперативного контроля за уровнем в различных технологических резервуарах, емкостях.

Принцип работы

Принцип работы ДУЖ основан на следящем действии поплавка плавающего на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с ее уровнем. При достижении места установки геркона (устанавливается внутри трубы), под воздействием магнита встроенного в поплавок, происходит замыкание его контакта в свою очередь включенного в цепи автоматики управления и защиты

Уровнемер «ГАММА ДУУ», далее уровнемер, предназначен для непрерывного контроля, индикации и регулирования уровня, уровня раздела фаз, измерения температуры и давления жидких продуктов в емкостях технологических и товарных парков.

Принцип работы

Измерение уровня продукта выполняет датчик уровня ДУУ2, далее датчик. Оно основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пъезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того возникает импульс упругой деформации, отраженный от опорного магнита устанавливаемого на нижнем конце датчика. В датчике измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пъезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до места положения поплавка, определяемого положением уровня жидкости, при известной скорости звука.

Электрические сигналы с датчиков уровня ДУУ2 поступают на вход контроллера ГАММА 6М, который обеспечивает индикацию и управление вышеуказанными параметрами в соответствии с алгоритмом записанным в его программной памяти.

Сигнализатор уровня СУР-3, далее сигнализатор, предназначен для контроля положения уровня различных жидких продуктов в двух точках технологических емкостей и управление производственными агрегатами и установками. Индикацию предельного уровня по двум каналам при помощи светодиодов и выдачу управляющих сигналов.

Принцип работы

Измерение уровня продукта основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пъезоэлементом, закрепленным на ней. В датчике измеряется время от момента формирования импульса тока, до момента приема сигнала от пъезодатчика. Это позволяет определить расстояние до местаположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости и сравнить его с двумя программируемыми уставками.