2.4. Приборы для измерения и контроля расхода

В зависимости от принципа действия расходомеры жидкостей, газа и пара могут классифицированы следующим образом.

1. Расходомеры переменного перепада давления, принцип действия которых основан на зависимости перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе от расхода вещества. Например, перепад в сужающем устройстве типа сопла Вентури или диафрагмы.

2. Расходомеры обтекания, у которых перемещение тела, размещенного в потоке и воспринимающего динамическое давление обтекающего потока, зависит от расхода вещества. К ним относятся ротаметры: поплавковые, пружинные, с поворотной лопастью.

3. Тахометрические, принцип действия которых основан на зависимости скорости движения тела, установленного в трубопроводе от расхода вещества. Это - камерные, с одним или несколькими подвижными элементами, отмеряющими при своем движении определенные объемы жидкости (шестеренчатые, лопастные, поршневые, роторные, турбинные..)

4. Электромагнитные основанные на эффекте Холла для проводящих жидкостей.

5. Акустические.

Существует масса приборов основанных на других эффектах, например, меточные. Их принцип действия основан на измерении времени прохода меткой определенного участка пути. Метки могут быть тепловыми, магнитными, оптическими, химическими, ионизационными...

Рассмотрим некоторые устройства более подробно.

Расходомеры переменного перепада давления со стандартными сужающими устройствами получили широкое распространение. В устройстве индивидуально изготавливается только преобразователь расхода - сужающее устройство. К ним относятся стандартные диафрагмы, сопла, сопла и трубы Вентури. Основы измерения расхода газов и жидкостей стандартными суживающими устройствами и общие технические требования к расходомерным устройствам регламентируются Правилами РД 50-213-80. В правилах приведены основные уравнения расхода, формулы для вычисления расхода, коэффициенты расхода сужающих устройств, требования к монтажу и исполнению, способы отбора перепада давления и конструкции сужающих устройств. Сужающие устройства работают с измерительными преобразователями перепада давления, которые формируют сигнал о расходе жидкости, газа по перепаду давления. Достоинства метода: универсальность применения для всех сред, удобство массового производства, т.к. индивидуально изготавливается только преобразователь расхода - сужающее устройство; градуировочная характеристика может быть определена расчетным путем. Недостатки: квадратичная зависимость между расходом и перепадом, ограниченная точность.

Для измерения перепада давления могут быть использованы измерительные преобразователи с компенсацией магнитных потоков. ДСЭ и ДМЭ-М, которые состоят из измерительного блока, магнитомодуляционного преобразователя и усилителя. Основным элементом ДСЭ является сильфон, с донышком которого связан магнитный плунжер. Чувствительным элементом ДМЭ-М является мембранный блок, в котором содержится мембрана, связаная с магнитный плунжером. В зависимости от модификации верхние пределы перепада давления меняются от 1КПа до 1.6МПа. Выходной сигнал постоянного тока по ГСП.

Укажем также на другие приборы для измерения перепада:

• измерительные преобразователи перепада давления фирмы JUMO;

• ДМ - манометры дифференциальные мембранные, имеющие мембрану связанную с дифференциальным трансформатором;

• ДТ-2- дифференциальный тягомер аналогичной конструкции с пределами 0-500Па и 0-1000Па.

Ш ирокое распространение получили расходомеры обтекания с постоянным перепадом давления, у которых перепад давления на чувствительном элементе во всем диапазоне измерений с некоторым приближением можно считать постоянным. Например, ротаметр для измерения малых расходов жидкости и газа. Основным элементом является расширяющаяся кверху конусная трубка и поплавок, находящийся в потоке вещества внутри трубки. По мере повышения расхода через ротаметр поплавок перемещается вверх, увеличивая кольцевое сечение для прохода вещества. Равновесное состояние однозначно характеризует расход. Так в расходомере РЭ электрическая часть состоит из индукционной катушки с сердечником жестко связанным с поплавком. Катушка включена в дифтрансформаторную схему вторичного прибора. Перемещение поплавка приводит к разбалансу дифтрансформатора связанного с поплавком. Расходомер имеет верхние пределы измерения от 0.025 до 16м³/ч и унифицированный выходной сигнал.

В шариковых расходомерах чувствительным элементом является шарик непрерывно движущийся в одной плоскости по внутренней поверхности трубы под воздействием предварительно закрученного потока. Шариковые расходомеры ШРТ и "Сатурн" имеют верхние пределы измерения от 0.025 до 400м³/ч и выходной унифицированный сигнал 0 - 5ма.

Поршневые расходомеры предназначены для неагрессивных вязких жидкостей (мазут) и представляют поршнеклапанную систему. Расходомер СМ2 имеет верхние пределы от 50дм³/ч до 4000м³/ч и унифицированный токовый выходной сигнал.

Винтовые расходомеры мазута ТМ2 имеют верхние пределы от0.24 до 16м³/час и выходной сигнал 0-5 и 4-20ма.

Турбинные преобразователи для газа ПРГ при выходном сигнале 0-5ма имеют верхние пределы от 100 до 1600м³/ч.

Электромагнитные расходомеры можно использовать для агрессивных, абразивных, вяжущих жидкостей и для пульп. Среда должна быть проводящей. В расходомере используется переменное магнитное поле частотой 50ГЦ, чтобы избежать поляризации электродов. Характеристики расходомеров приведены в таблице.

Таблица 2.8 Характеристики расходомеров

Прибор	Верхние пределы измерений	Выходной сигнал	Примечание
ИР-61	0.3 -160 м^3/час	токовый ГСП
4РИМ	8 - 400 м^3/час	нет
Индукция-51	500 - 5000 м^3/час	0-50ма	записывающий
ЭРИС	400 - 12500 м^3/час	токовый ГСП	Скорость 0-5м/сек