ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ И ПАРОВ

Наиболее широко применяющиеся приборы для измерения расходов веществ, протекающие по трубопроводам, можно разделить на следующие группы:

• - расходомеры переменного перепада давления;
• - расходомеры постоянного перепада давления;
• - электромагнитные расходомеры;
• - счетчики;
• - другие.

Расходомеры переменного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого устройством, которое установлено в трубопроводе, или же самим элементом последнего.

В состав расходомера входят: преобразователь расхода, создающий перепад давления; дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад и соединительные (импульсные) трубки между преобразователем и дифманометром. При необходимости передать показания расходомера на значительное расстояние к указанным трем элементам добавляются еще вторичный преобразователь, преобразующий перемещение подвижного элемента дифманометра в электрический и пневматический сигнал, который по линии связи передается к вторичному измерительному прибору. Если первичный дифма- нометр (или вторичный измерительный прибор) имеет интегратор, то такой прибор измеряет не только расход, но и количество прошедшего вещества.

В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп:

• - расходомеры с сужающими устройствами;
• - расходомеры с гидравлическим сопротивлением;
• - центробежные расходомеры;
• - расходомеры с напорным устройством;

• - расходомеры с напорным усилителем;
• - расходомеры ударно-струйные.

Рассмотрим подробнее расходомеры с сужающим устройством, так как они получили наибольшее распространение в качестве основных промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара, в том числе на нашем предприятии. Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством, в результате которого происходит преобразование части потенциальной энергии потока в кинетическую.

Имеется много разновидностей сужающих устройств. Так на рис.2.14, а и б показаны стандартные диафрагмы, на рис.2.14, в - стандартное сопло, на рис.2.14, г, д, е - диафрагмы для измерения загрязненных веществ - сегментная, эксцентричная и кольцевая. На следующих семи позициях рис.2.14 показаны сужающие устройства, применяемые при малых числах Рейнольдса (для веществ с большой вязкостью); так, на рис.2.14, ж, з, и изображены диафрагмы - двойная, с входным конусом, с двойным конусом, а на рис.2.14, к, л, м, н - сопла-полукруга, четверть круга, комбинированное и цилиндрическое. На рис.2.14, о изображена диафрагма с переменной площадью отверстия, автоматически компенсирующая влияние изменения давления и температуры вещества. На

Рис.2.14. Разновидности сужающих устройств рис.2.14, н, р, с, т приведены расходомерные трубы - труба Вентури, сопло Вентури, труба Далла и сопло Вентури с двойным сужением. Для них характерна очень маленькая потеря давления.

Разность давлений до и после сужающего устройства измеряется дифманометром. В качестве примера рассмотрим принцип действия прибора 13ДД11.

Принцип действия преобразователей разности давлений 13ДД основан на пневматической силовой компенсации. Схема прибора представлена на рис. 2.15. В плюсовую 2 и минусовую 6 полости преобразователя, образованные фланцами 1,7 и мембранами 3,5, подводится давление. Измеряемый перепад давления воздействует на мембраны, приваренные к основанию 4. Внутренняя полость между мембранами запол-

Рис.2.15. Схема прибора 13ДД йена кремнийорганической жидкостью. Под воздействием давления мембраны поворачивают рычаг 8 на небольшой угол относительно опоры - упругой мембраны вывода 9. Заслонка 11 перемещается относительно сопла 12, питаемого сжатым воздухом. При этом сигнал в линии сопла управляет давлением в усилителе 13 и в сильфоне отрицательной обратной связи 14. Последний создает момент на рычаге 8, компенсирующий момент, возникающий от перепада давления. Сигнал, поступающий в сильфон 14,пропорциональный измеряемому перепаду давления, одновременно направляется в выходную линию преобразователя. Пружина корректора нуля 10 позволяет устанавливать начальное значение выходного сигнала, равное 0.02 МПа. Настройка преобразователя на заданный предел измерения осуществляется перемещением сильфона 14 вдоль рычага 8. Измерительные пневматические преобразователи других модификаций выполнены аналогично.