Приборы для измерения расхода и количества вещества

Расходомерами -называют приборы, предназначенные для измерения расхода вещества. По принципу действия расходомеры, наиболее часто применяемые в химических производствах, можно разделить на расходомеры переменного и постоянного перепадов давления, скоростного напора, переменного уровня и индукционные, тахометрические, калометрические и т.д [1].

Счётчиками – называют приборы, измеряющие количество вещества. Счетчики измеряют протекающий через них объем вещества за любой промежуток времени: сутки, месяц и т. д. Количество вещества при этом определяется как разность показаний счетчика. Счетчики, как правило, являются приборами прямого измерения, и отсчет по их шкале дает значение измеряемой величины без дополнительных вычислений.

3.3. Основные принципы измерения расхода

Принципы измерения расхода основаны:

· На возникновении перепада давлений на установленном внутри трубопровода сужающем устройстве. Разность статических давлений до и после сужающего устройства (перепад давлений), измеряемая дифференциальным манометром, зависит от расхода протекающего вещества и служит мерой расхода. Этот принцип применяется в расходомерах переменного перепада давления.

· На перемещении чувствительного элемента (поплавка), установленного в вертикальной конической расширяющейся трубке; через нее снизу вверх подается вещество, расход которого измеряется. При изменении расхода жидкости, газа или пара поплавок перемещается вверх, изменяя проходное сечение между поплавком и внутренними стенками трубки. Высота подъема поплавка функционально связана с величиной расхода вещества. Перепад давления на поплавке при перемещении его вдоль оси трубки остается практически постоянным. Этот принцип применяется в расходомерах постоянного перепада давления (ротаметрах) [1].

· На зависимости между расходом протекающего по трубопроводу вещества и измеренным напорной трубкой динамическим (скоростным) напором. Если напорная трубка располагается по оси трубопровода, то расход Q (в м³/ч) определяется из уравнения. Этот принцип применяется в расходомерах скоростного напора.

· На изменении высоты уровня жидкости в сосуде при непрерывном поступлении и свободном истечении ее из сосуда через отверстие в случае изменения расхода жидкости. Расходомеры переменного уровня состоят из приемника — цилиндрического или прямоугольного сосуда с круглым отверстием (диафрагмой) в дне для истечения, либо с щелевым отверстием для истечения в боковой поверхности сосуда — и любого стандартного измерителя уровня. Этот принцип применяется в расходомерах переменного уровня.

· На изменении пропорциональной объемному расходу Э Д С, индуктированной в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля. Этот принцип применяется в индукционных (электромагнитных) расходомерах.

3.4. Классификация приборов для измерения расхода и количества

На основании ГОСТа 15228-70 приборы для измерения расхода и количества можно разделит на следующие группы:

· Переменного перепада давления: с сужающими устройствами; с гидравлическими сопротивлениями; центробежные; с напорными устройствами; струйные.

· Переменного уровня: с затопленным отверстием истечения; с отверстием истечения типа водосливо-щелевые; (с прямоугольным отверстием; с профилированным отверстием)

· Обтекания: постоянного перепада давления (ротаметры; поплавковые; поршневые); поплавковые-пружинные; с поворотной лопастью.

· Тахометрические: турбинные (с аксиальной турбинкой; с тангенсальной турбинкой); шариковые; камерные (поршневые; дисковые; с кольцевым поршнем; с овальными колесами; роторные; лопастные; ковшовые).

· Силовые: с внешним воздействием (кориолисовы; гироскопические; турбосиловые); с внутренним воздействием (кориолисовы; турбосиловые).

· Силовые перепадные.

· Тепловые: с электрическим нагревом (калориметрические с внешним нагревом; термоанемометрические); с индукционным нагревом; жидкостным теплоносителем.

· Вихревые.

· Электромагнитные.

· Ультразвуковые: с перемещением колебаний движущейся средой; допплеровские.

· Оптические: основанные на эффекте Физо-Френеля: основанные на эффекте Допплера.

· Ядерно-магнитные.

· Ионизационные.

· Меточные.

· Парциальные.

Кроме перечисленных, предложены еще и другие методы измерения расхода, например корреляционные и т.д., но не получившие широкого применения.

3.5. Градуировочная характеристика средств измерения

Градуировка приборов. В ряде случаев шкалы измерительных приборов строятся в безразмерных или относительных единицах либо просто неизвестны значения делений шкалы прибора в единицах измеряемой величины. Такой прибор необходимо отградуировать [3].

Градуировкой измерительного прибора называют операцию, посредством которой делениям шкалы прибора придают значения, выраженные в установленных единицах измерения. При градуировке экспериментально находят зависимость между значениями измеряемой величины и количеством делений по шкале прибора или некоторой косвенной величины. Обычно эту зависимость выражают в виде градуировочных характеристик - таблиц или графически в системе прямоугольных координат: по оси абсцисс откладывают деления по шкале прибора или косвенную величину, а по оси ординат - действительные значения измеряемой величины в соответствующих единицах. Для градуировки технических измерительных приборов применяют образцовые приборы.

Например,градуировочная характеристика ротаметра находится следующим образом. Измерения производят в 5—6 точках, расположенных равномерно по шкале вторичного прибора, и по полученным данным, которые вносят в таблицу, строят градуировочную кривую [3].

Результаты градуировки ротаметра

Показания по шкале прибора, % Объем V жидкости в мерном баке, л Время заполнения, с Действительное значение расхода, л/ч