Автоматизация технологических процессов книга

Рис. 5.16. Устройство вихревого расходоме­ ра газа с пьезоэлек­ трическими датчика­ ми давления:

1 - корпус расходоме­ ра; 2 - тело обтека­ ния; 3 - пьезоэлек­ трические датчики давления; 4 - фланцы расходомера; 5 - тру­ бопровод

5.6. КОРИОЛИСОВЫ РАСХОДОМЕРЫ

Кориолисовы расходомеры позволяют измерять массовый расход жидкостей или газов с большой точностью. Измерение расхода производится за счёт эффекта возникновения силы Кориолиса, возникающей при криволинейном движении жидкости или газа.

Рассмотрим течение жидкости в горизонтальной трубе (рис. 5.17). Если горизонтально расположенную трубу, через ко­ торую протекает жидкость, жёстко закрепить с одного конца, а другой конец заставить вибрировать с постоянной круговой ско­ ростью со, относительно неподвижной точки 0, то на стенку тру­ бы будет действовать сила Кориолиса, которая будет зависеть от массового расхода жидкости.

Частица жидкости массой т, находящаяся на расстоянии г от точки 0, движется с линейной скоростью v и с угловой скоро­ стью со. Ускорение а частицы жидкости складывается из двух

Рис. 5.17. Принцип работы кориолисова расходомера

составляющих: центростремительного а„, направленного к точке О, и кориолисова, направленного перпендикулярно к стенке тру­ бопровода:

Измеряя значение силы Кориолиса жидкости в вибрирующей трубе, можно определить массовый расход. Кориолисовы расхо­ домеры могут измерять массовый расход, как в прямом, так и в обратном направлении течения жидкости.

В большинстве конструкций вибрирующий участок трубы закреплён в двух точках и ей сообщается колебательное движе­ ние между этими двумя точками.

Частоту колебаний выбирают равной частоте резонанса, так как при этом тратится минимум энергии для возбуждения коле­ баний трубы.

Трубка может быть изогнутой или прямой (рис. 5.18). Когда расходомер состоит из двух параллельных трубок, поток разделя­ ется на два потока на входе и соединяется в один на выходе. При использовании одной трубки (или соединённых последова­ тельно двух трубок) поток в расходомере не разделяется.

Трубки заставляет вибрировать электромагнитный привод, который состоит из катушки, соединенной с одной трубкой, и магнита, соединенного с другой трубкой. На катушку подаётся

92

Рис. 5.19. Временные диаграммы работы кориолисова расходомера с U-образ- ным вибратором

94

Глава 6

М Е Т О Д Ы И П Р И Б О Р Ы Д Л Я И З М Е Р Е Н И Я У Р О В Н Я

6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ УРОВНЕМЕРОВ

Под уровнем понимают расстояние от поверхности раздела двух сред до любой произвольно выбранной отметки выше или ниже этой поверхности.

Различают уровнемеры:

•Уровнемеры абсолютного значения уровня.

•Сигнализаторы уровня (дают информацию о превышении или понижении уровня относительно заданной отметки).

Рис. 6.1. Промышленные уровнемеры

95

• Измерители раздела сред.

По принципу действия различают уровнемеры:

•Механические.

•Буйковые.

•Гидростатические.

•Акустические.

•Емкостные.

•Радарные.

Некоторые разновидности промышленных уровнемеров пока­ заны на рис. 6.1.

6.2. МЕХАНИЧЕСКИЙ ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР

Чувствительным	элементом	поплавкового	уровнемера
(рис. 6.2) является	поплавок,	находящийся на	поверхности

жидкости. Поплавок 1 связан с помощью гибкого троса 2 с гру­ зом 3. Уровень жидкости определяется положением груза отно-

Рис. 6.2. Поплавковый уровне­ мер

сительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответ­ ствии с принятыми значениями верхнего ВУ и нижнего НУ уровней.

6.3. БУЙКОВЫЙ УРОВНЕМЕР

Принцип действия буйкового уровнемера (рис. 6.3) основан на определении уровня по выталкивающей силе, действующей на

96

97

4—1786

6.4.ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Вгидростатическом уровнемере (рис. 6.4) уровень налива жидкости определяют по изменению гидростатического давле­ ния:

65. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

Вультразвуковом уровнемере (рис. 6.5) измеряется время прохождения акустического ультразвукового сигнала от излуча­ теля до границы раздела двух сред и обратно:

Рис. 6.5. Ультразвуковой уровнемер

4*

6.6. РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР

Принцип действия радарного уровнемера (рис. 6.6) основан на определении времени прохождения электромагнитного сигна­ ла от излучателя до границы раздела двух сред и обратно.

Электромагнитные волны распространяются со скоростью света. Прибор посылает электромагнитные сигналы от крышки резервуара к поверхности измеряемого вещества и измеряет вре­ мя прохождения до возвращения сигнала к прибору. Для излу­ чения электромагнитных волн используется специальная антенна в виде рупора. Рупорные антенны обладают очень хорошим на­ правленным действием и могут использоваться на штуцерах ре­ зервуаров с диаметром от 80 мм.

Рис. 6.6. Радарный уровнемер

100