Объемный метод измерения расхода

1.7 Объемный метод измерения расхода

Принцип действия объемных счетчиков основан на отмеривании определенного объема проходящего через прибор вещества и суммирования результатов этих измерений. К числу таких устройств относятся мерные баки, счетчики жидкости с овальными шестернями и ротационные счетчики газа.

Мерные баки состоят из двух спаренных мерных баков и расходного бака. Измеряемая жидкость, поступающая по трубопроводу, направляется поочередно в каждый из мерных баков при помощи перекидного желоба. Счетчики с овальными шестернями применяются в широком диапазоне вязкости. Действие их основано на отмеривании (вытеснении) определенных объемов жидкости, заключенных между стенками измерительной камеры и овальными шестернями, при вращении последних под влиянием разности давлений измеряемой жидкости до и после счетчика. Для измерения количества горючих газов применяются ротационные счетчики типа РГ, принцип действия которых тот же, что и счетчиков жидкости с овальными шестернями.

1.8 Ультразвуковой метод измерения расхода

Ультразвуковые приборы можно применять не только в качестве преобразователя в расходомерах с генерированием естественных колебаний вещества, но и непосредственно для измерения расхода. Например, измеряют время, затрачиваемое на прохождение ультразвуковым импульсом через вещество, или прибегают к эффекту Доплера, при котором частота колебаний на входе приёмника ультразвукового излучения изменяется в зависимости от скорости жидкости или газа.

Одним из важнейших параметров преобразователя является линейность его характеристики, которая может влиять на точность измерения. Рекомендуется использовать преобразователи с линейной характеристикой (рис. 1.1, а), поскольку соединённые с преобразователем схемы формирования сигнала также являются линейными, следовательно, весьма дешёвыми при проектировании и изготовлении. При нелинейном преобразователе можно применить линеаризирующую схему формирования сигнала (рис. 1.1, б). Однако эта схема будет очень дорого стоить.

На основании этого принимаем решение, в качестве первичного преобразующего элемента использовать метод пропеллера, вращающегося при протекании воздуха, частота вращения которого пропорциональна расходу воздуха

Рис. 1.1 Линейные и нелинейные характеристики преобразователей:

а – линейный преобразователь; б - нелинейный преобразователь. (1 – реальная характеристика нелинейного преобразователя; 2 – линейная область выходного сигнала; 3 – линейная характеристика, которая ппроксимирует действительную реакцию преобразователя за счёт использования ограниченной части диапазона).

2 Техническое задание

2.1 Наименование объекта проектирования и область применения (ОП)

Объектом проектирования является цифровой измеритель расхода воздуха, предназначенный для контроля расхода воздуха в вентиляционной трубе САЭС.

2.2 Цель создания ОП

Создание непрерывной системы измерения расхода воздуха, лишенной недостатков других систем, простой по конструкции и имеющей первичный преобразователь с линейной зависимостью.

2.3 Назначение ОП

Измеритель расхода воздуха предназначен для дистанционного измерения текущего и среднесуточного значений расхода воздуха через вентиляционную трубу САЭС.

2.4 Характеристики ОП

Диапазоны измерений:

текущего значения расхода, м³/ч от 0,23·10⁶ до 5·10⁶;

среднесуточного значения расхода, м³/ч от 23·10⁶ до 5·10⁶;

-   Основная погрешность не более:

 при измерении текущего расхода, м³/ч ± (0,114·10⁶+0,05Q),

 где Q-измеряемое значение расхода;

-   Питание осуществляется:

от сети переменного тока напряжением, В 220

частотой, Гц 50±1;

от источника постоянного тока напряжением (12)В;

Потребляемая мощность, не более:

от сети переменного тока 75 ВА;

от источника постоянного тока 10 Вт;

Габаритные размеры, мм, не более:

датчики скорости 720x400x695;

 пульта 330x380x170;

Масса, кг, не более:

датчика скорости  6,2;

пульта 8;

Условия эксплуатации:

датчик скорости эксплуатируется:

в диапазоне температур от –50 +50єС,

относительной влажности до 98%;

Порог чувствительности датчика, м³/ч не более  0,183·10;

Момент трения датчика, Н м на оси вертушки 0,0015 (15 Г См);

Амплитуда напряжения выходных импульсов при сопротивлении нагрузки, кОм 3.

2.5 Требования к ОП

2.5.1 Требования к структуре ОП

Цифровой измеритель расхода воздуха должен полностью удовлетворять требованиям непрерывного измерения расхода воздуха через вентиляционную трубу САЭС.

2.5.2 Требования к функциям ОП

-   Измерение средней по сечению трубы скорости воздуха;

-   Преобразование скорости воздуха в частоту следования импульсов;

-   Преобразование частоты импульсов в десятичный цифровой код расхода;