Измерение давления

Жидкостные приборы: U-образные и чашечные.

Принцип действия: зависимость уровня жидкости от давления

Деформационные манометры – приборы давления с упругими чувствительными элементами (мембраны, мембранные коробки, сильфоны, трубчатые пружины)

Принцип действия: зависимость перемещения определенной точки от давления

Мембраны: плоские, выпуклые, гофрированные

Сильфоны – трубка с поперечной гофрировкой

Трубчатая пружина – чувствительный элемент в форме согнутой по кругу на 270⁰ трубки не круглого сечения

Грузопоршневые манометры (образцовый прибор)

Принцип действия: уравновешивание давления измеряемой среды на свободно перемещающийся поршень силой, создаваемой колиброванным грузом

Недостатки: трение поршня в цилиндре, что приводит к снижению чувствительности

Тензометрические (тензорезистивные) манометры

Принцип действия: тензорезистивный эффект: изменение электрического сопротивления упругого тела при его деформации

Достоинства: простота устройства, высокая точность, надежность и быстродействие, незначительные габариты и масса, большая виброустойчивость.

Емкостные приборы давления

Сенсор: 2 разделительные мембраны, через которые и через специальную жидкость давление передается сенсорной мембране

Измерение уровня жидкости

Волноводный уровнемер

Принцип действия: технология рефлектометрии: микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, который погружается в воду; когда радиоимпульс достигает раздела сред происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении.

Достоинства: радиоимпульсы почти не восприимчивы к составу среды, t⁰ и давлению среды, удобны для применения в узких баках

Недостатки: нижняя и верхняя зоны нечувствительности

Радарные уровнемеры

Принцип действия: принцип бесконтактного радиолокационного измерения на основе метода линейного частотно-моделированного излучения.

Буйковые уровнемеры

Преобразуют изменение выталкивающей силы во вращательное движение

Емкостные уровнемеры

Принцип действия: различие диэлектрической проницаемости водных растворов солей, щелочей, кислот от диэлектрической проницаемости воздуха

2 типа: для проводящих и для непроводящих сред

Акустические и ультразвуковые уровнемеры

В реализуется метод, основанный на использовании эффекта отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела 2 сред

Принцип действия акустических уровнемеров: метод локации уровня жидкости через газовую среду => плотность жидкости не влияет на распространение волн

Принцип действия ультразвуковых уровнемеров: метод, основанный на отражения ультразвуковых колебаний со стороны жидкости

Гидростатические уровнемеры

Измерение уровня в барабане котла (3 вида)

Измерение расхода

Расходомер – прибор, измеряющий расход, т.е. количество вещества, проходящее через данное сечение трубы за единицу времени.

Счетчик количества – прибор, измеряющий количество вещества, проходящее через данное сечение трубы за некоторый промежуток времени

Методы измерения расхода:

1. Метод переменного перепада давления сужающего устройства

На местном сужение создается перепад давлений Δp, который зависит от расхода среды. Δp – мера расхода среды, измеряется в деформационных манометрах.

2. Метод измерения расхода опорной трубкой (расходомеры типа АННЮБАР)

Достоинства: низкая стоимость, простота установки, меньше потери давления

Недостатки: при Re<20000 имеет место понижение точности, не применяется для жидкостей с высокой вязкостью

3. Метод измерения электропроводных сред, основанный на законе электромагнитной индукции (электромагнитные расходомеры)

- электромагнитные расходомеры с постоянным магнитным полем

Достоинства: собственный источник питания, почти нет потерь давления, высокое быстродействие, помехозащищенность

Недостатки: эффект поляризации электродов (ЭДС поляризации направлено против основной ЭДС)

- электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем

В данном случае поляризация электродов много меньше

4. Метод преобразования поступательного движения среды в вихревую дорожку (вихревые G-меры)

Принцип действия: преобразование поступательного движения среды в вихревую дорожку с помощью установленного поперек потока тела обтекания и дальнейшего измерения частоты срыва вихрей

Достоинства: простота установки, надежность, стабильность метрологических характеристик, линейность характеристики, минимальное влияние параметров потока на погрешность

Недостатки: при Re<20000 снижается точность измерения, не применим для вязких жидкостей

5. Метод, основанный на определении времени прохождения случайными неоднородностями некоторого расстояния (корреляционные расходомеры)

Случайные неоднородности – обычно турбулентные неоднородности (по средствам ультразвука)

6. Метод на основе доплеровского метода измерения средней скорости (ультразвуковые расходомеры)

Принцип действия: явление смещения звукового колебания движущейся средой

Основные методы определения Δτ: А) Фазовый метод, основанный на измерении фазовых сдвигов двух ультразвуковых колебаний, направленных по потоку и против потока

Б) Частотно-импульсный метод, основанный на измерении разности частот импульсов по и против потока

В) Времяимпульсный метод, который непосредственно измеряет Δτ. Он основан на измерении разности времени прохождения коротких импульсов по направлению скорости потока и против него

Достоинства ультразвуковых расходомеров: любые среды (жидкости предпочтительно), возможность измерять близкие к 0 расходы, простота установки, почти нет потерь давления и отсутствует контакт со средой

7. Метод, основанный на кориолисовом ускорении (кориолисовые расходомеры)

Основные элементы: сенсорные трубки, катушка возбуждения, 2 тензодатчика с электромагнитными катушками

Эффект Кориолиса: поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения => кориолисовой силе, которая направлена против движения трубки, которое задает катушка. После изгиба трубки направление силы меняется на противоположное. Во входной части трубки сила препятствует смещению трубки, а в выходной – способствует. Это приводит к изгибу трубки.

Поиск по сайту: