Разделы сайта

Анализ существующих вычислителей тепла

Рисунок 5. Ультразвуковой уровнемер с излучением, перпендикулярным потоку

Пьезоэлемент 1, возбуждаемый генератором 2, создаёт УЗ колебания, направленные перпендикулярно оси трубы. По мере увеличения средней скорости потока vср УЗ луч всё более отклоняется по направлению скорости v. Угол отклонения луча Ө=arcsin(vср/c)≈vср/с.

С увеличением скорости количество энергии, поступающей на пьезоэлемент 3, уменьшается, а поступающей на пьезоэлемент 4, растёт и, таким образом, разностный сигнал, поступающий на вход усилителя 5, увеличивается. Из-за малого отклонения луча такие расходомеры получили небольшое распространение.

Расходомеры с колебаниями, направленными по и против потока.

В них измеряется скорость (время) прохождения УЗ импульсов в направлении потока и против него.

Рисунок 6. Схемы преобразователей ультразвуковых расходомеров с излучением по потоку: а,в- одноканальные, б,г- двухканальные

Время прохождения луча по потоку

Против потока

И, соответственно, разность

Так как в определении объёмного расхода используется скорость потока, усреднённая не по диаметру, а по ходу луча, то в таких расходомерах принимаются меры для повышения точности.

По методу определения ∆τ УЗ расходомеры подразделяются на время-импульсные, частотные и фазовые.

Вихревые расходомеры.

Принцип действия основан на зависимости от расхода частоты колебаний, возникающих в процессе вихреобразования или колебания струны.

При исследовании характеристик вихревых расходомеров наряду с числом Рейнольдса используют критерий Струхаля Sh, характеризующий периодические процессы, связанные с движением жидкости или газа:

Sh=fdv-1,

где

d - диаметр тела обтекания (струны).

Чтобы обеспечить пропорциональность между Qo и f, число Струхаля должно оставаться неизменным в возможно большей области значений Re. Путём подбора формы тела обтекания достигают диапазона чисел Рейнольдса от 103 до 105. Или диапазон расходов Qmax/Qmin=100.

В качестве чувствительного элемента, воспринимающего частоту следования вихрей, могут выступать:

электрод в магнитном поле, реагирующий на изменение эдс, наводимой вихрями,

УЗ пьезоэлемент.

Кориолисовы массовые расходомеры.

Дают возможность непосредственного измерения массового расхода жидкостей, газов и взвесей, без предварительного определения плотности и объёма. Они относятся сравнительно к новым средствам измерений: первая публикация, в которой говорилось о возможности использования эффекта Кориолиса для измерения расхода, относится к 1953 г., а первые серийные расходомеры были выпущены в 1977 г.

Датчики расходомеров имеют U или Ω-образную форму. Труба, после приведения её с помощью электромагнитной катушки в колебательное движение, колеблется с собственной частотой десятки герц и амплитудой менее 1 мм. Когда труба движется вверх, газ, втекающий в трубу, сопротивляется движению вверх, давя вниз. На выходе из неё газ дополнительно способствует движению трубы вверх. Это приводит к закручиванию трубы. Во время второго периода колебаний, когда труба движется вниз, она закручивается в противоположную сторону. Это закручивание называют эффектом Кориолиса. Угол закручивания трубы прямо пропорционален расходу газа. Электромагнитные датчики, расположенные с каждой стороны трубы, измеряют скорость колебаний трубы. Массовый расход определяют путём измерения разницы во времени поступления двух сигналов по скорости. Эта разница прямо пропорциональна массовому расходу. С целью предотвращения скапливания конденсата трубу первичного преобразователя располагают изгибом вверх.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Самое читаемое:

Анализ и исследование схем преобразователей напряжение-частота
В последнее время широкое распространение получили преобразователи напряжения в частоту на ОУ. Такие преобразователи характеризуются точностью, высокой линейностью, хорошей температурной стабильностью параметров и низкой стоимостью. Одно из главных применений преобразователей напряжения в частоту основано на способности этих преобра ...