Средства измерения расхода и количества
Реферат: "Средства измерения расхода и количества"
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ РАСХОДА И МАССЫ ВЕЩЕСТВ
2. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
3. РАСХОДОМЕРЫ ОБТЕКАНИЯ
4. ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ
5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
6. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО УРОВНЯ
7. ТЕПЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
8. ВИХРЕВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
9. АКУСТИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ
10. СЧЕТЧИКИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
11. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ
И МАССЫ ВЕЩЕСТВ
ЛИТЕРАТУРА
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ РАСХОДА И МАССЫ ВЕЩЕСТВ
Измерение расхода и массы веществ (жидких., газообразных, сыпучих, твердых, паров и т. п.) широко применяется как в товароучетных и отчетных операциях, так и при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами. В пищевой промышленности [оптимальное управление многими технологическими процессами основывается на смешивании различных компонентов и ингредиентов, входящих в состав изготовляемого целевого продукта, в строго определенных соотношениях, изменение которых может привести к нарушению хода процессов и получению некачественного готового продукта.
Расход вещества —
это масса или объем вещества,
проходящего через данное
Расход вещества измеряется
с помощью расходомеров, представляющих
собой средства измерений или
измерительные приборы расхода.
Кроме того, известны
расходомеры, основанные на
В пищевой промышленности
большое распространение
(бутылок, коробок, ящиков) и т. п. Кроме того, очень широко используются различные автоматические весы и весовые дозаторы.
2. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ
Одним из наиболее
распространенных средств
Сужающее устройство
расходомера является
Вентури и трубы- Вентури. В качестве измерительных приборов применяются различные дифференциальные манометры, рассмотренные в главе VII, снабженные показывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о расходе в соответствующей форме и виде.
Измерительная диафрагма
представляет собой диск, установленный
так, что центр его лежит
на оси трубопровода (рис. VIII.1). При
протекании потока жидкости
[pic] зоны завихрения. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижается до минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так как вследствие трения и завихрений происходит потеря давления рпот.
Таким образом, часть
потенциальной энергии
(перепад давления) служит
мерой расхода протекающей
Из рис. VIII.1 видно, что давление по оси трубопровода, показанное штрихпунктирной линией, несколько отличается от давления вдоль стенки трубопровода только в средней части графика. Через отверстия 1 и 2 производится измерение статических давлений до и после сужающего устройства.
3. РАСХОДОМЕРЫ ОБТЕКАНИЯ
Принцип действия
В некоторых расходомерах
обтекания, называемых
Ротаметры
Расходомеры постоянного
перепада давления — ротаметры
— применяются для измерения
расходов однородных потоков
чистых и слабозагрязненных
Рассмотрим силы, действующие
на поплавок. Масса поплавка в
рабочем состоянии, т. е. при
полном погружении в
Поплавковые и поршневые расходомеры -
Поплавковый расходомер постоянного перепада давления (рис. VIII.5) состоит из поплавка 1 и конического седла 2, расположенных в корпусе прибора (отсчетное устройство на схеме не показано) . Коническое седло выполняет ту же роль, что и коническая трубка ротаметра. Различие заключается в том, что длина и диаметр седла примерно равны, а у ротаметров длина конической трубки значительно больше ее диаметра.
В поршневом расходомере (рис. VIII.6) чувствительным элементом является поршень /, перемещающийся внутри втулки 2.
Втулка имеет входное
отверстие 5 и выходное отверстие
4, которое является диафрагмой
переменного сечения. Поршень
с помощью штока соединен с
сердечником передающего
[pic] ~" степени отверстие выходной диафрагмы. Жидкость, протекающая через диафрагму, одновременно 'заполняет также пространство над поршнем, что создает противодействующее усилие.
4. ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ
Расходомеры этой группы
широко применяются
Камерное расходомеры
Камерные тахометрические
расходомеры представляют
'определенные объемы жидкости
[pic] или газа. Существует большое число конструкций, камерных расходомеров жидкостей и газов. Овально-шестеренчатый счетчик жидкостей (рис. VIII.11) состоит из двух одинаковых овальных шестерен, вращающихся под действием перепада давления жидкости, протекающей через его корпус. В положении / правая шестерня отсекает некоторый объем жидкости 1; так как на эту шестерню действует крутящий момент, она поворачивается по часовой стрелке, вращая при этом левую шестерню против часовой стрелки. В положении // левая шестерня заканчивает отсекание новой порции жидкости 2, а правая выталкивает ранее отсеченный объем 1 в выходной патрубок счетчика. В это время вращающий момент действует на обе шестерни. В положении /// ведущей является левая шестерня, отсекающая объем 2. В положении IV правая шестерня заканчивает отсекание объема 3, а левая выталкивает объем 2. В положении V полностью отсекается объем 3; обе шестерни сделали по пол-оборота, и ведущей стала опять правая шестерня. Вторая половина оборота шестерен протекает аналогично. Таким образом, за один полный оборот шестерен отсекается четыре дозирующих объема." Учет жидкости основан на отсчете числа оборотов шестерен. Выпускаются счетчики, обеспечивающие измерение в диапазоне от 0,8 до 36 м3/ч. Диаметры условных проходов 15— SO мм; класс точности 0,5; 1,0.
5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
Электромагнитные (индукционные)
расходомеры предназначены для
измерения расхода различных
жидких сред, в том числе пульп
с мелкодисперсными
[pic]
Электромагнитные расходомеры
выполняются в виде двух
Измерительный
(рис. VIII-.15) состоит из немагнитного" участка трубопровода 3 с токосъемными электродами 4 и ярма электромагнита 2 с обмоткой возбуждения
1, охватывающего трубопровод. При протекании электропроводных жидкостей по немагнитному трубопроводу 3 через однородное магнитное поле, создаваемое магнитом 2, в жидкости, которую можно представить как движущийся проводник, возникает электродвижущая сила, снимаемая электродами 4. Эта ЭДС Е прямо пропорциональна средней скорости потока:
E=Blvcp, (VIII. 27) где В — электромагнитная индукция в зазоре между полюсами магнита, Т;
I — расстояние между электродами, м; рср— средняя скорость потока, м/с.
Поскольку площадь сечения трубы постоянна, ЭДС, снимаемая
с электродов, может быть выражена через объемный расход жид
кости:
E^BQоlDy, (VIII.28) где Dу — внутренний (условный) диаметр трубы, равный расстоянию между электродами, м.
Далее сигнал, пропорциональный
расходу, подается на
Индукционные расходомеры
рассчитаны на условные
1.
6. РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО УРОВНЯ
Эти расходомеры применяются
для измерения расхода
•стенке. Профиль и
диаметр отверстия
Уравнение расхода через отверстие в дне или стенке сосуда в
•общем [pic] виде выражается следующей зависимостью:
Используя уравнение
(VIII.29), можно вывести зависимость
между Q и Н для отверстия
любой формы. Для получения
равномерной шкалы прибора эта
зависимость должна быть
Q = KH. (VIII.30) где К — коэффициент пропорциональности.
К = Qmах/Hmах- (VIII.31) ,
Щелевой расходомер
с калиброванным незатопленным
отверстием (щелью) в стенке корпуса
(рис. VIII. 16) представляет собой емкость
— корпус /, разделенный перегородкой
4 с профилированной щелью. В
левой части корпуса, куда
Для измерения уровня жидкости могут применяться и другие типы уровнемеров.
Жидкость, поступающая
в левый отсек корпуса,
Другой тип расходомера
с отверстием в дне сосуда (рис.
VIII.17) состоит из приемника —
сосуда переменного уровня 1, корпуса
2, выходного отверстия с
Щелевые расходомеры
хорошо зарекомендовали себя
при измерении сильно
7. ТЕПЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
Тепловые расходомеры
могут применяться при
(опары, теста, фруктовых начинок , паст и т. п.). Принцип действия их основан на использовании • зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массового расхода этого вещества.
Тепловые расходомеры могут выполняться по трем основным принципиальным схемам: калориметрические, основанные на нагреве или охлаждении потока посторонним источником энергии, создающим в потоке разность температур; теплового слоя, основанные на создании разности температур с двух сторон пограничного слоя; термоанемометрические, в которых используется зависимость между количеством теплоты, теряемой непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества.
Выбор принципиальной
схемы измерения зависит от
измеряемой среды, необходимой
точности, типа используемых
Чувствительными элементами термоанемометрического тепло-sore расходомера опары и теста (рис. VIII.18). являются резисторы R1 и R2, помещаемые (наматываемые) на стенке трубопровода на некотором расстоянии друг от друга. Манганиновые резисторы R3 н R4 служат для создания мостовой схемы, питаемой от источника напряжения Uпит. Сигнал разбаланса, пропорциональный изменению расхода, подается на электронный усилитель ЭУ, где усиливается и после этого управляет вращением реверсивного электродвигателя РД, который, производя перестановку .движка компенсирующего переменного резистора Rr, изменяет напряжение питания до тех пор, пока разбаланс в измерительной диагонали моста не станет равным заданному. Мерой расхода могут служить показания амперметра, ваттметра (на схеме не показан) или положение движка Rp.
С помощью тепловых
расходомеров может быть
[pic]
8. ВИХРЕВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ
В настоящее время
разработаны и имеют весьма
широкие перспективы
Завихрения потока
формируются таким образом,
9. АКУСТИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ
Для измерения расходов загрязненных, агрессивных и быстро- кристаллизующихся жидкостей и пульп, а также потоков, в которых возможны большие изменения (пульсации) расходов и даже изменения направления движения, когда не могут быть применены другие виды расходомеров, используются расходомеры акустические, чаще всего ультразвуковые.
Преимуществами акустических расходомеров также являются бесконтактность измерений, отсутствие движущихся частей в потоке, отсутствие потерь давления в трубопроводах и др.
Принцип действия
распространения звука в данной среде, но и скоростью движения самой среды.
Если звуковая волна направлена по движению потока, скорости их складываются, если против потока, — вычитаются. Разность времени прохождения звука по направлению потоками против него пропорциональна скорости потока, а следовательно, расходу протекающей жидкости.
Акустический расходомер,
VIII.20), состоит из ультразвукового
генератора УЗГ, являющегося
Импульсы ультразвука
посылаются под углом к оси
трубопровода так, что их
В последнее время
получают распространение
Измерительный преобразователь таких расходомеров представляет собой устройство, состоящее из двух пьезокристаллов, один из которых является генератором ультразвуковых колебаний, излучаемых под утлом к потоку измеряемой среды, а второй — приемником отраженных колебаний. Излучаемый и отраженный сигналы сравниваются с помощью специальных электронных устройств.
В настоящее время
акустические расходомеры
10. СЧЕТЧИКИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
В пищевой промышленности
широко применяются средства
измерений, предназначенные
[pic]
В качестве чувствительных
элементов контактных
На рис. VIII.21 приведена
структурная схема
7 наталкиваются на пальцы
звездочки и поворачивают ее
вместе с валом, тем самым
производя отсчет на единицу.
Для электрической передачи
Для измерения
Существует большое
число тахометров, основанных на
различных принципах действия: центробежные,
электрические,
Бесконтактные счетчики,
в которых отсутствует
По аналогичной схеме
работают радиоизотопные и
Радиоизотопный релейный
счетчик (рис. VIII.22)-предназначен
для учета различных по форме
и габаритам предметов 2, движущихся
по конвейеру или другому
11. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ
МАССЫ ВЕЩЕСТВ
В настоящее время
потребности пищевой
Имеется также большая
номенклатура приборов и
По принципу действия
специальные приборы

- Средства измерения расхода энергии
- Средства измерения температуры
- Средства измерения электростатического поля
- Средства изоляции от слюны. Профилактика инфекционных и ятрогенных заболеваний
- Средства и методы борьбы с вредными грызунами
- Средства и методы ведения военных действий
- Средства и методы воспитания гибкости
- Средства и виды общения
- Средства измерений
- Средства измерений, их классификация
- Средства измерений. Классификация. Поверка. Калибровка
- Средства измерений. Примеры средств измерений различных ФВ. Условия измерений. Основные параметры средств измерений
- Средства измерения для контроля качества выполнения строительно-монтажных работ
- Средства измерения, их классификация и краткая характеристика