16. Датчики для контроля расхода.

Счетчики количества вещества

По принципу действия приборы с подвижными элементами в потоке подразделяют на скоростные и объемные счетчики.

Скоростные счетчики

Скоростные счетчики изготавливают с вертушкой на горизонтальной или вертикальной оси, установленной в камере счетчика. Вертушка соединяется со счетным механизмом который суммирует число ее оборотов, косвенно показывающее количество прошедших через прибор жидкости или газа.

Объемные счетчики

Объемные счетчики для жидкостей выпускаются поршневые, с овальнымишермстнями, дисковые и др.; для газов — ротационные, клапанные, барабанные и др.

Расходомеры

Для измерения расхода жидких и газообразных сред применяют следующие расходомеры: переменного перепада давления, постоянного перепада давления, скоростного напора, переменного уровня, электромагнитные (индукционные), ультразвуковые, калориметрические.

Расходомеры перепада давления

Принцип действия расходомеров этого типа заключается в том, что в трубопроводе устанавливают устройство для сужения потока и измеряют перепад давления до и после сужающего устройства, величина которого функционально связана с расходом.

Расходомеры постоянного перепада давления

В расходомерах этого типа в зависимости от величины измеряемого расхода изменяется площадь отверстия истечения, а перепад давления до и после отверстия истечения остается постоянным.

Наибольшее промышленное распространение получили расходомеры постоянного перепада давления двух типов: ротаметры и поршневые расходомеры.

Расходомеры переменного уровня

Принцип действия расходомеров переменного уровня основан на зависимости высоты уровня жидкости в сосуде от расхода непрерывно поступающей и вытекающей из сосуда жидкости. Вытекание жидкости из сосуда происходит через отверстие в дне или боковой стенке.

Электромагнитные расходомеры

В основу принципа действия электромагнитные (индукционных) расходомеров положен закон электромагнитной индукции, согласно которому в движущемся проводнике индуктируется ЭДС, если он пересекает силовые линии магнитного поля.

Ультразвуковые расходомеры

Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на явлении смещения ультразвуковых колебаний (частота более 20 кГц) движущейся жидкой средой.

Калориметрические расходомеры

Принцип действия этих расходомеров основан на измерении тепловой энергии, переносимой потоком жидкости или газа от нагревателя к измерителю и пропорциональной скорости потока. Применяют калориметрические расходомеры преимущественно для измерения расхода газа. В корпус расходомер вмонтированы два термометра сопротивления 1 и 2 и нагреватель 3.

17. Классификация математических моделей

Под математическим моделированием принимают процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта, называемого математической моделью и исследование этой модели, позволяющее получать характеристики рассматриваемого реального объекта. Математическое моделирование для исследования характеристик процесса функционирования систем можно разделить на аналитическое, имитационное и комбинированное.

В математическом моделировании используется различный математический аппарат в зависимости от характера моделируемого процесса или объекта.

Линейные или нелинейные модели; Сосредоточенные или распределённые системы Детерминированные или стохастические; Статические или динамические; Дискретные или непрерывные и так далее. Естественно, что возможны и смешанные типы: в одном отношении сосредоточенные (по части параметров), в другом — распределённые модели и т. д.

Наряду с формальной классификацией, модели различаются по способу представления объекта:

Структурные или функциональные модели

Структурные модели представляют объект как систему со своим устройством и механизмом функционирования. Функциональные модели не используют таких представлений и отражают только внешне воспринимаемое поведение (функционирование) объекта. В их предельном выражении они называются также моделями «чёрного ящика». Возможны также комбинированные типы моделей, которые иногда называют моделями «серого ящика».

Для описания процессов, протекающих в технологических агрегатах, используют математические выражения, которые составляют математическую модель процесса или объекта управления. В зависимости от того, какие математические формулы используют для описания процессов, математические модели подразделяют на линейные и нелинейные модели.

Линейной моделью называется такая математическая модель описания объекта или процесса, для построения которой используют линейные дифференциальные или другие уравнения, т.е. уравнения, в которых связь между входными и выходные параметрами является линейной (пропорциональной).

Нелинейной моделью называется такая математическая модель описания объекта или процесса, для построения которой используют нелинейные уравнения, т.е. уравнения, в которых связь между входными и выходными параметрами является нелинейной.

Дискретные и непрерывные модели

При построении моделей сложных систем большое значение имеет идея прерывности, на основе которой сложные явления поддаются описанию, как закономерно составленные из простых частей. Подчеркивая преобладающую роль принципа прерывности, нельзя игнорировать непрерывность модели, где отражение одного из важнейших свойств системности, заключающегося в том, что система не есть простая сумма составляющих ее элементов.