34. Объемные расходомеры и счётчики
Принцип действ. основан на отсчёте кол-ва определённых объемов, вытесняемых из измерительной камеры прибора под действием разности давлений на счётчике. По характеру движения: счетчики с возвратно-поступательным движением (поршневые) и счетчики с вращательным движением (с овальными шестернями, ротационные)
Счётчики с овальными шестернями (стр 26 рис 40А): поток измеряемой жидкости теряет часть напора в камере 1 на создание крутящего момента, приводящего овальные шестерни 2 и 3 во вращение. Измерение кол-ва жид-ти происходит за счёт периодического отсечения определённых её объемов 4. По числу оборотов счётчик определяет суммарный объеем прошедшей через прибор жид-ти. Средняя угловая скорость вращения пропорциональная расходу.
Ротационные счётчики: принцип действия основан на том, что гладкие роторы лемнискатной формы под давлением измеряемого газа приходят в движение и при этом отмеривают определённые объемы газа. В основном используют на газопроводах.
Скоростные счетчики (стр 26 рис 40 С, Д): принцип действ. основан на измерении скорости вращения потоком измерительной турбины. Число оборотов турбины n пропорционально объему протекающей жид-ти. n=KV(V – оббьем протекающей жид-ти). Аксиальные (Д): ось вращения совпадает с направлением потока. Тангенциальные (С): поток направлен по касательной к окружности, описываемой средним радиусом турбины.
35. Электромагнитные (индукционные) расходомеры (стр 26 рис 39 с)
Принцип работы основан на взаимодействии движущейся электропроводной жид-ти с магнитным полем. Согласно закону Фарадея, в движущемся проводнике (жидкости) перпендикулярно силовым линиям магнитного поля наводится ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника: E = BlV; E – эдс, l –длина проводника, V – скорость движения проводника, B – магнитная индукция. В случае измерении жид-ти запишем: E=BDVср; D – внутр. диаметр трубопровода (расстояние м/д электродами); Vср – средняя ск-ть протекания жид-ти в зоне наводимой ЭДС. Объемный расход жид-ти определяем: Fо=AVср; A – поперечное сечение трубопровода (м2). Из этого всего следует E=BDFо/A или Е=kFo, где k=BD/A.
Схема с постоянным магнитным полем: трубопровод 1 с перемещающейся в нем жидкостью помещают в магнитное поле. В стенки трубопровода диаметрально противоположно в одном поперечном сечении вводят электроды 2,3 из нержевейки. К электродам подключают высокочувтвит измерительный прибор 6 (например, потенциометр).
Недостаток: поляризация электродов, характеризуемая появлением двойного слоя зарядов на границе электрод-жидкость. По мере накопления этих зарядов возникает ЭДС, направленная против основной измеряемой ЭДС. Это нарушает стабильную работу измерительного блока. Поэтому заменяют на переменный.
Схема с переменным магнитным полем (в методе):
Выражение для магнитной индукции: В=Вmaxsinωτ, тогда Е=VсрD Вmaxsinωτ или Е=(4Fo/πD) Вmaxsinωτ.
Достоинства: не имеют движущихся частей, имеют минимальные потери давления, практически безынерционны, показания не зависят от свойств измеряемой жидкости (вязкости, плотности) и от характера потока (ламинар, турбул). Поскольку зависимость наводимой ЭДС линейна, шкала измерит прибора линейна.