3.9.1. Устройство и принцип действия промышленного поплавкового расходомера типа рэ

На (рис.10) приведена принципиальная схема ротаметра с электрической дифференциально-трансформаторной передачей показаний на расстояние [1]. Измерительная часть ротаметра выполнена из цилиндрического металлического корпуса 1 (сталь Х18Н9Т) с диафрагмой 2.

Внутри диафрагмы переме-щается конусный поплавок 3, жестко насаженный на шток 4.

Н

Рис. 10. Схема ротаметра с дифференциально-трансформаторным преобразователем:

1–корпус; 2–диафрагма; 3–поплавок; 4–шток; 5–сердечник; 6–разделительная трубка

а верхнем конце штока укреплен сердечник 5 дифферен-циально-трансформаторного преобра-зователя. Сердечник перемещается внутри разделительной трубки 6, снаружи которой находится катушка преобразователя.

В другой модели рота-метра поплавок перемещается внутри конической трубки. Бес-шкальные ротаметры работают в комплекте с показывающим или регистрирующим вторичным дифференциально-трансформатор-

ным прибором.

Ротаметры рассчитаны на рабочее давление до 6,27 МН/м² (62 кгс/см²). Пределы измерения (в расчете на воду) от 0,7*10^-5 до 0,44*10^-2 м³/с. Минимальные расходы, измеряемые ротаметром, составляют (15-20)% верхнего предела измерения. Основная погрешность комплекта (преобразователя и вторичного прибора) (2,5-3)% верхнего предела измерения.

Для измерения расхода во взрывоопасных и пожароопасных условиях применяются ротаметры с пневматической дистанционной передачей.

3.10. Кориолисовы (массовые) расходомеры

Кориолисовы расходомеры, как правило, используют U-образную трубку малого сопротивления в качестве сенсора (датчики расхода) и их работа основана на втором законе Ньютона [9]. Внутри корпуса сенсора находится сенсорная трубка, которая приводится в движение управляющей электромагнитной катушкой, расположенной в центре изгиба трубки, и вибрирует подобно камертону (без каких-либо искривлений в случае отсутствия расхода).

При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса, воздействующая со стороны жидкости на трубку (рис.11).

Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой. То есть когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, втекающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а во входной – способствует. Это является причиной того, что сенсорная трубка изгибается. Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движетсявниз, направление изгиба меняется на противоположное.

Рис.11. Силы действующие на первичный преобразователь кориолисова расходомера.

Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости. Электромагнитные детекторы измеряют фазовый сдвиг при движении противоположных сторон сенсорной трубки.

Когда расхода измеряемой среды нет, то не возникает и изгиб трубки, в результате чего отсутствует временная разница между двумя сигналами детекторов.

Наряду с наиболее распространенной U-образной формой конструкция сенсора может быть также прямотрубной, в форме двойной петли и т.д.

Кориолисовы расходомеры массы (рис.12) вполне подходят для одновременного дозирования и для точных измерений в широком диапазоне расхода.

Электро-магнитный датчик В

Электро-магнитный датчик А

Устройство вывода сигнала

Рис. 12. Схема кориолисова расходомера.