Современное метрологическое обеспечение. Средства измерения в системах ГХ презентация

Содержание

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Раздел 1

Слайд 1Хан В.В. Современное метрологическое обеспечение. Средства измерения в системах ГХ
Измерение

давления, расхода, температуры, уровня

Слайд 2ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Раздел 1

Слайд 3Средства измерений
В структуре систем управления мы получаем информацию о функционировании объекта

управления и внешних воздействиях с помощью средств измерения - датчиков.
Средство измерения – техническое средство, используемое для измерений, сохраняющее требуемые метрологические характеристики в течение определенного периода, хранящее и/или воспроизводящее единицу измерения.

Слайд 4Основные характеристики средств измерений
Назначение СИ – измеряемые физические величины.
Принцип измерений

– физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений.
Диапазон измерений
Погрешность измерений – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Слайд 5Основные метрологические характеристики СИ
Точность – степень достоверности
Чувствительность – отношение изменения показания

СИ к изменению измеряемой величины
Быстродействие
Надежность
Межповерочный интервал

Слайд 6Основная классификация средств измерений по назначению
Измерительные приборы, применяемые в городских инженерных

системах, предназначены для измерения давления и разряжения, положения уровня жидкости, расхода жидкостей и газов, температуры, состава газа и жидкости, концентрации водородных ионов и электропроводности жидкостей, цветности и мутности и других параметров.

Слайд 7Измерительные преобразователи
Измерительные преобразователи — СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации

в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Это термопары, измерительные трансформаторы и усилители, преобразователи давления. По месту, занимаемому в измерительной цепи, они делятся на первичные, промежуточные и т. п

Слайд 8Классификация по характеру показаний
По своему устройству измерительные приборы могут быть показывающие,

самопишущие, суммирующие и сигнализирующие.

Слайд 9Показывающие и регистрирующие приборы
Показывающие приборы дают возможность визуально судить о том

или другом значении параметра по положению стрелки на шкале прибора. Самопишущими приборами ведется автоматическая непрерывная запись (регистрация) изменения той или другой величины.

Слайд 10Суммирующие приборы и сигнализаторы
Суммирующие приборы(счетчики) автоматически суммируют значения этой величины за

какой-либо промежуток времени.
Приборами с сигнализирующим устройством при достижении контролируемой величиной заданного значения подаются дежурному персоналу световые или звуковые сигналы.

Слайд 11Комбинированные СИ
Имеются приборы, которые выполняют одновременно несколько перечисленных функций.

Слайд 12Дополнительная классификация
Измерительные приборы могут быть с дистанционной передачей показаний и без

нее.
По формату выводимой и передаваемой информации СИ делятся на аналоговые и цифровые
 

Слайд 13Устройство средств измерений
Большинство СИ с дистанционной передачей информации содержит в

себе:
Первичный преобразователь (датчик), который является воспринимающей и передающей частью СИ, располагается непосредственно в месте измерения и подвергается непосредственному воздействию измеряемой величины

Слайд 14Вторичные преобразователи
Вторичные преобразователи, или измеряющая часть выдает показания измеряемой величины, преобразовывая

выходной сигнал от первичного преобразователя в требуемый формат вывода отсчетного устройства и , при необходимости, усиливая сигнал.

Слайд 15ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Раздел 2

Слайд 16Измерение температуры
Температура- степень нагретости вещества, характеризующая внутреннюю энергию вещества, а также

качественную и количественную сторону процессов теплообмена, теплопереноса.
Измерить температуру непосредственно невозможно. Можно определить ее значение только по каким-то другим физическим параметрам тела, которые изменяются однозначно в зависимости от температуры.

Слайд 17Методы измерения температуры
Переход тепла от одного тела к другому указывает на

зависимость температуры от количества внутренней энергии, носителями которой являются молекулы вещества. Поэтому определение температуры производят посредством наблюдения за изменением физических свойств рабочего вещества. Такой метод измерения дает не абсолютное значение температуры измеряемой среды, а разность относительно исходной температуры рабочего вещества, условно принятой за нуль.

Слайд 18Методы измерения температуры
Для измерения температуры используются такие физические явления, как объемное

расширение, изменение давления в замкнутом объеме, изменение электрического сопротивления, возникновение э.д.с., интенсивность излучения.

Слайд 19Классификация СИ по способам измерения температуры

Слайд 20Термометры расширения
Для измерения температуры используется свойство тел изменять объем при нагреве.


Различают жидкостные термометры и дилатометрические.

Слайд 21Жидкостные термометры
Жидкостные термометры являются местными, показывающими приборами.
Приращение в капилляре столбика жидкости

∆h(мм) при нагреве резервуара от t1 до t2 определяется по формуле:

Слайд 22Жидкостные термометры – достоинства и недостатки
Достоинства: точность, простота и дешевизна
Недостатки: невозможность

дистанционной передачи сигнала

Слайд 23Дилатометрические термометры
Стержневые и пластинчатые (биметаллические) термометры. Действие основано на относительном

удлинении твердых тел.
Зависимость длины твердого тела от температуры t определяется формулой:

Слайд 24Манометрические термометры
В этих термометрах использовано свойство жидкости, газа или пара изменять

свое давление в замкнутом сосуде при нагревании или при охлаждении.
Они бывают газонаполненные, паровые и жидкостные.

Слайд 25Манометрические термометры
Газовые термометры заполняют азотом, паровые - низкокипящей жидкостью, над которой

находятся ее насыщенные пары; жидкостные - ртутью, ксилолом или метиловым спиртом. Наполнитель термометра выбирают, исходя из измерительного интервала температур и требуемой чувствительности прибора.

Слайд 26Манометрические термометры
Состоят из термобаллона, капилляра, и манометрической пружины

Может возникать гидростатическая погрешность

Слайд 27Термоэлектрические термометры
Применение термоэлектрических термометров для измерения температуры основано на зависимости термоэлектродвижущей

силы термопары от температуры. Термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС) возникает в цепи, составленной из двух разнородных проводников при неравенстве температур в местах соединения этих проводников

Слайд 28Термоэлектрические термометры
Схема контура двух металлов – термоэлектрическая цепь.


Слайд 29Термоэлектрические термометры. Физика явления.
Вследствие различия уровней Ферми у различных металлов при

их соприкосновении возникает контактная разность потенциалов. С другой стороны, концентрация свободных электронов в металле зависит от температуры. При наличии разности температур в проводнике возникает диффузия электронов, приводящая к образованию электрического поля. Таким образом, термоэлектродвижущая сила слагается из суммы скачков потенциала в контактах (спаях) термопары и суммы изменений потенциала, вызванных диффузией электронов, и зависит от рода проводников и их температуры.

Слайд 30Термоэлектрические термометры. Принцип работы.
Если в цепи температуры мест соединения проводников а

и b будут одинаковы и равны, то и разности потенциалов будут равны по значению, но иметь разные знаки:

суммарная термо-ЭДС и ток в цепи, будут равны нулю:


Если t≠t0 то суммарная термо-ЭДС не равна нулю:
-







eab(t)=- eba(t)



Слайд 31Термоэлектрические термометры. Принцип работы.
Присоединение вторичного прибора к термоэлектрическому термометру.
о — к

свободному концу; б — к термоэлектроду.


Слайд 32Термоэлектрический термометр погружного типа:
1 - рабочий спай;
2 - фарфоровый наконечник;
3 -

защитная трубка;
4 - фарфоровые бусы;
5 - передвижной фланец для крепления
.термометра;
б - корпус головки;
7 - фарфоровая колодка;
крышка;- 10 – зажимы

Слайд 33Типы термоэлектрических термометров
Платинородий- платиновые термоэлектрические термометры. (тип S) могут длительно

работать в интервале температур от 0 до 1300 ° С .
Термо-эдс платинородий-платинородиевых термоэлектрических термометров в диапазоне 0 - 100 ° С практически равна нулю, и поэтому они могут применяться без компенсационных проводов.
Хромель-алюмелевые термоэлектрические термометры. Диаметр электродов от 0,7 до 3,2 мм.
Положительный электрод - хромель (сплав из 89 % никеля, 9,8 % хрома, 1% железа и 0,2 % марганца), отрицательный - алюмель (сплав из 94 % никеля, 2 % алюминия, 2,5 % марганца, 1 % кремния с примесью железа, кобальта и хрома).
Хромель-алюмелевые термоэлектрические термометры относятся к наиболее распространенным. Пределы измерения температур этими термометрами от - 50 до + 1000° С, а при кратковременных измерениях термоэлектрические термометры выдерживают температуру до 1300° С.

Слайд 34Типы термоэлектрических термометров
Хромель-копелевые термоэлектрические термометры. Диаметр электродов от 0,7 до 3,2

мм.
Хромель-копелевые термоэлектрические термометры создают термо- ЭДС, значительно превышающую термо-ЭДС других стандартных термоэлектрических термометров. Невысокая жаропрочность электрода из копеля (сплав 56% меди и 44% никеля) ограничивает верхний предел применения термоэлектрических термометров. Диапазон применения хромель-копелевых термоэлектрических термометров от - 50 до + 600° С.

Слайд 35Термометры сопротивления
Действие термометров сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводников в

зависимости от температуры.
Термометры сопротивления чаще всего изготовляют из тонкой платиновой проволоки диаметром 0,015...0,07 мм. Вместо, платиновой проволоки может быть применена медная эмалированная проволока диаметром 0,1 мм. Платиновые термометры позволяют измерять температуру от - 200 до + 650 ° С, медные - от - 50 до + 100... 150 ° С.

Слайд 36Термометры сопротивления
Термометрами сопротивления можно измерять температуру с передачей на значительное расстояние

от места измерений.

Слайд 37Термометры сопротивления
В комплект аппаратуры, применяемой для измерения термометром сопротивления, входят термометр

сопротивления как чувствительный элемент, измерительный прибор, источник тока и соединительные провода, переключатель (в случае присоединения нескольких' термометров к одному измерительному прибору).
Недостатком является необходимость источника тока

Слайд 38Термометры сопротивления
Металлы должны обладать устойчивостью при нагревании, стойкостью от коррозии, высоким

и по возможности постоянным коэффициентом электрического сопротивления, большим электрическим сопротивлением. Наиболее пригодными являются платина и медь.

Слайд 39Зависимость сопротивления металлов от температуры
Зависимость сопротивления платины от температуры выражается формулой:

 

Зависимость сопротивления меди от температуры выражается формулой:
 


Слайд 40Зависимость относительного сопротивления терморезисторов от температуры.
Терморезисторы типов КМТ (смесь окислов кобальта

и марганца) и ММТ (смесь окислов меди и марганца). Первый из них обладает более высокой температурной чувствительностью, характеризуемой температурным коэффициентом сопротивления. Изменение отношения Rt/R0 от темпе­ратуры для терморезисторов этих типов представлено на графике.
Для сравнения приведена характеристика медного термометра сопротивления типа ТСМ.


Слайд 41Терморезисторы

а) - цилиндрические типов КМТ-1 в ММТ-1;
б —цилиндрические защищенные

типов КМТ-4 и ММТ-4;
в — шайбовый типа ММТ-13;
1 — полупроводниковый элемент;
2 — контактный колпачок;
з — вывод.

Слайд 42Устройство термометра сопротивления
Термометры сопротивления имеют чувствительный элемент из тонкой спиральной проволоки,

помещенной в защитный чехол; спец. арматуру: электроизоляция, головка для присоединения внешних проводов
В качестве вторичных преобразователей применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и магнитоэлектрические логометры, или аналого-цифровые преобразователи.

Слайд 43Полупроводниковые термометры сопротивления
Полупроводниковые термометры сопротивление – терморезисторы изготавливают из порошкообразных смеси

окислов металлов: Cu2O3, : Mn2O3, CoO, : NiO, спрессованной и спеченной в печи. Терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент:

Слайд 44Вид термометра сопротивления
Чувствительный элемент термометра сопротивления выполняется в виде спирали

из проволоки 1, помещенной в четырехканальный керамический каркас 2. Для защиты от механических повреждений и вредного воздействия измеряемой или окружающей среды чувствительный элемент помещен в защитную оболочку 3, которая уплотнена керамической втулкой 4. выводы 5 проходят через изоляционную втулку 6. Все помещается в защитный чехол 7. 8- штуцер; 9 - соединительная головка. 10 – изоляционная колодка с винтами 11 для крепления выводов и подключения соединительных проводов.




Слайд 45Чувствительный элемент платинового термометра сопротивления
Чувствительный элемент платиновых термометров состоит из

двух или четырех платиновых спиралей 1, расположенных в капиллярных каналах керамического каркаса 2 Каналы каркаса заполняются керамическим порошком 3, который служит изолятором и создает подпружинивание спиралей. К концам спиралей припаяны выводы 4 из платиновой или иридиево-родиевой проволоки. Чувствительный элемент в керамическом каркасе герметизируется специальной глазурью 5.

Слайд 46Внешний вид термометра сопротивления и типоряд


Слайд 47Способы установки преобразователей температуры на трубопроводах систем теплоснабжения и отопления
В зависимости

от внутреннего диаметра трубопровода в месте установки ПТ и способа установки (перпендикулярно или наклонно) рекомендуется выбирать типоразмер ПТ (табл.1). Допускается осуществлять выбор типоразмера ПТ в соответствии с региональными требованиями или нормативами.


Слайд 48Таблица 1 – типоразмеры термометров сопротивления

Слайд 49Внешний вид термометров сопротивления разных типов

Слайд 50Магнитоэлектрический логометр
Магнитоэлектрический логометр – показывающий и регистроирующий прибор

Слайд 51Пирометры
Действие пирометров основано на зависимости теплового излучения нагретых тел от их

температуры и физико-химических свойств.
Пирометры применяются для измерений температуры тел от -50 С0 до +6000 С0
Пирометры используются для дистанционного измерения температуры

Слайд 52Интенсивность излучения
Интенсивность частичного излучения черного тела описывается уравнением:


Где С1 и С2

– постоянные ; λ – эффективная длина волны; Т – температура тела, К; е – основание логарифма.


Слайд 53Интенсивность суммарного излучения

Зависимость интенсивности излучения черного тела от длины волны и

термодинамической температуры.

Слайд 54Пример термограммы

Слайд 55ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
Раздел 2

Слайд 56Измерение давления
Давление характеризует нормально распределенную силу, действующую со стороны одного тела

на единицу площади другого тела. Если действующая среда газ или жидкость, то давление отражает внутреннюю энергию и является одним из основных параметров состояния.
Различают абсолютное, избыточное и вакууметрическое давление.

Слайд 57Давление
Измерение давления охватывает все три агрегатные формы, т.е. газ, жидкость и

твердое тело.
Для измерения давления и разрежения используют одинаковые единицы.
Для технических измерений была принята «физическая атмосфера», равная давлению, которое производит сила в 9,8Н (1кгс) на площадь в 1 см2. Техническая атмосфера меньше физической в 1,033 раза.

Слайд 58Классификация СИ по способам измерения давления

Слайд 59Классификация СИ по способам измерения давления

Слайд 60Жидкостные манометры
Для измерения давления служит видимая высота (уровень) столба уравновешивающей жидкости

в стеклянной измерительной трубке. Различают однотрубные (чашечные) и двухтрубные (U-образные) манометры.

Слайд 61Жидкостные манометры

Слайд 62Жидкостные манометры
Высота столба жидкости в трубке :

Давление определяется по формуле:

Слайд 63Жидкостные манометры
Достоинство – простота выполнения и дешевизна.
Недостаток: выходной сигнал визуальный. Затруднена

дистанционная передача информации.

Слайд 64Жидкостные термометры – достоинства и недостатки
Достоинства: точность, простота и дешевизна
Недостатки: невозможность

дистанционной передачи сигнала

Слайд 65Деформационные манометры
Принцип действия деформационных манометров основан на использовании деформации упругого элемента

под влиянием измеряемого давления.
Значение деформации передается отсчетному устройству, градуированному в единицах давления.

Слайд 66Трубчато- пружинные манометры
Чувствительный элемент (датчик) -согнутая по дуге трубка. Подвижный конец

трубки запаян. Другим (неподвижным)' концом трубка соединяется с пространством, в котором измеряется давление. Под влиянием избыточного давления трубка разгибается, и свободный конец ее в зависимости от давления с помощью передаточного механизма передвигает стрелку прибора

Слайд 67Трубчато- пружинные манометры
При возрастании давления малая ось b эллипса трубки увеличивается.

Угол закручивания трубки γ изменится на:


Рис 3-5 из 1
Рис 11-8 из 2

Слайд 68Трубчато- пружинные манометры
Достоинства – широкий диапазон измерений; возможность автоматической записи и

дистанционной передачи информации; простота, надежность.
Недостаток – упругое последействие – разность между перемещениями при прямом и обратном ходе (гистерезис), приводящее к непостоянству показаний

Слайд 69Установка и обслуживание манометров
Конечное значение шкалы прибора должно быть не

менее чем в 1,5 раза выше максимального давления в системе.
Температура воздуха, окружающего прибор, не должна быть выше 40 0С.
При установке манометра для измерения давления горячей воды, или пара используются кольцевые или U- образные сильфонные трубки.
Для установки манометров при рабочем давлении среды до 2,5 МПа используется трехходовой кран, при давлении выше 2,5 МПа – трехходовой вентиль.

Слайд 70Манометры с дистанционной передачей информации в виде аналогового электрического сигнала
Мембранные
С

магнитомодуляционными преобразователями
С ёмкостными преобразователями
С тензометрическими преобразователями

Слайд 71Манометры с тензометрическими преобразователями
Деформация чувствительного элемента (мембраны, пружины) преобразуется в изменение

электрического сопротивления закрепленного на нем тензорезистора,
измерительный прибор, источник тока и соединительные провода,

Слайд 72Манометры с пьезоэлектрическми преобразователями
Под действием давления на гранях кристалла создается электрический

заряд Q, равный:

И разность потенциалов


Здесь F – сила воздействия на пластину; Р – давление; S – площадь пластины; C – пьезоэлектрическая постоянная, Кл/Н.

Слайд 73ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ
Раздел 2

Слайд 74Измерение уровня
Уровнемеры с визуальным отсчетом (указательными стелами)
Гидростатические (дифманометрические и барботажные)


Буйковые и поплавковые
Акустические -Ультразвуковые
Емкостные и индукционные
Кондукционные
Оптические, Радиоизотопные,

Слайд 75Гидростатические уровнемеры
Измерение уровня сводится к измерению давления:


Гидростатический уровнемер, в котором давление

измеряется дифманометром, называется дифманометрическим.

Слайд 76Уровнемер с двухкамерным уравнительным сосудом
Перепад давлений, отражающий контролируемый уровень:

Рис 14-2 из

2
Рис 4-6 из 3

Слайд 77Поплавковые и буйковые уровнемеры
Принцип действия основан на измерении положении поплавка или

буйка.
Осадка (погружение) поплавка:


G- вес поплавка; Pc – сила сопротивления подвижных элементов уровнемера; Vж – объем погруженной части поплавка.

Слайд 78Поплавковые и буйковые уровнемеры
Достоинства: дешевизна и простота исполнения, высокая точность, высокий

диапазон измерений.
Недостатки: наличие поплавка в резервуаре; трудности измерения в сосудах под давлением; сложности организации дистанционной передачи информации.

Слайд 79Поплавковые и буйковые уровнемеры с электрическими преобразователями
Используются емкостные, индукционные преобразователи

Слайд 80Радиоволновые уровнемеры
Значение уровня определяется посредством измерения времени τ прохождения сигнала

от генератора до поверхности и до приемника:


Здесь: μ – магнитная, έ- диэлектрическая проницаемость среды; с- скорость света в вакууме

Слайд 81Акустические уровнемеры
Акустические уровнемеры делятся на локационные, поглощения и резонансные.
В локационных уровнемерах

значение уровня определяется посредством измерения времени τ прохождения сигнала от генератора до поверхности и до приемника

Слайд 82Локационный уровнемер


Здесь с – скорость звука в среде.



Слайд 83Термокондукционные уровнемеры
Чувтвительным элементом является резистор с большим температурным коэффициентом термосопротивления, которое

зависит от уровня жидкости

Слайд 84ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Раздел 5

Слайд 855.1. Измерение расхода. Общие положения и классификация
В технологических процессах водопроводно-канализационных

сооружений наиболее ответственными являются измерения количества и расхода жидкостей и газов.
Приборы, измеряющие количество и расход жидкостей и газов, называют расходомерами

Слайд 86Классы расходомеров
Расходомеры подразделяется на группы приборов, отличающихся как по принципу действия

и по конструктивному исполнению. Например, расходомеры, измеряющие расход по методу перепада давления, подразделяются на расходомеры с переменным перепадом давления и с постоянным перепадом давления.

Слайд 87Типы расходомеров
Расходомеры различаются в зависимости от типа и характера выходной

информации. Они могут показывать:
1) величину мгновенного расхода в каждый данный момент (м3/с, м3/ч и т.п.);
2) количество жидкости или газа как сумму мгновенных расходов за любой промежуток времени (м3, л и т.п.).
Имеются приборы, одновременно показывающие и записывающие (регистрирующие) обе указанные величины

Слайд 88Классификация по принципу действия и методам измерения
объемный метод;
скоростной

метод;
индукционный;
постоянного перепада;
переменного перепада.
ультразвуковой
кориолисовый

Слайд 895.2. Основные характеристики расходомеров
Измеряемые среды.
Диапазон измерения расхода. Динамический диапазон.
Точность
Габариты и масса.
Межповерочный

интервал
Требования к длине прямых участков
Затраты на монтаж - демонтаж

Слайд 90Объемный метод.
Конструктивная особенность приборов, работающих на этом методе, позволяет производить измерение

объемов нефтепродуктов, лаков, эмалей, краски, мазута и т.д. Измерительным органом этих приборов является калиброванная камера, снабженная одним или несколькими подвижными элементами, перемещающими мерные объемы жидкости или газа. Наиболее распространенные из этих приборов: поршневые, шестеренчатые, ротационные.

Слайд 915.3. Методы измерения расхода
Принципы измерения и устройство расходомеров

Слайд 925.3.1.Механические счетчики
Достоинства – относительная простота реализации, относительно низкая стоимость при удовлетворительной

точности пр малых расходах.
Недостатки – наличие гидравлических сопротивлений в потоке – рербуются фильтры. Невысокая надежность. Малый межповерочный интервал. Габариты, масса и затраты быстро растут с увеличением расхода и Ду.
Выгоден при измерениях относительно небольших расходов.

Слайд 935.3.2. Метод переменного перепада давления
Измерение расхода методом переменного перепада давления в

сужающих устройствах (диафрагмах, соплах, расходомерных трубах) для многих случаев является единственно приемлемым. Ввиду высокой точности и удобства этот способ получил большое распространение.

Слайд 94Принцип действия
На пути движения потока жидкости или газа в трубопроводе

ставится диафрагма, сопло или другое сужающее устройство.
В месте сужения потока часть потенциальной энергии переходит в кинетическую и статическое давление жидкости падает, а затем почти полностью восстанавливается в последующих сечениях при расширении потока

Слайд 95Определение расхода
Основное уравнение для расхода жидкости, протекающей через сужающее устройство, имеет

вид:



Слайд 96Обозначения
D- диаметр , мм; G – расход, м3/ч

;
p – давление, кгс/м2; ρ – кг/м3;
- Коэффициент расхода.
Для m = 0.64 ά = 0,76
m = 0, 5 --- ά = 0,69
m = 0,3 ά = 0,63
m = 0,05 ά = 0,6
-коэффициент расширения среды
S0 – Площадь сечений сужающего устройства
р - плотность измеряемой жидкости; а - коэффициент расхода;
pi, р2 - статические давления до и после сужающего устройства (рис. 3.3.1).



Слайд 97Нормативы
Для сужающих устройств соотношения размеров, исходные коэффициенты расхода, поправочные множители к

ним и правила установки нормируются «Методическими указаниями по измерению расхода стандартными сужающими устройствами РД-50-213-80».

Слайд 98Достоинство и недостатки метода
Достоинства – универсальность (пригоден для газообразных и жидких

сред), относительная простота реализации, точность.
Недостатки – наличие гидравлических сопротивлений в потоке, громоздкость диафрагмы, высокие затраты на монтаж и демонтаж, малый межповерочный интервал для диафрагмы, высокие требования к длине прямых участков, небольшой диапазон измерений для одной диафрагмы и набора датчиков давления.

Слайд 99Метод переменного перепада давления. Расходомер Mass ProBar

Слайд 100Расходомер Mass ProBar. Устройство и принцип действия
Сенсором потока изделия Mass

ProBar является усредняющая трубка Пито Annubar. Annubar является основным элементом дающим перепад давления (ПД). Он конструируется для измерения полного профиля потока − в отличие от традиционных устройств измерения перепада давления. Перепад пропорционален квадрату скорости потока в соответствии с теоремой Бернули и уравнением непрерывности

Слайд 101Датчик расхода Annubar

Слайд 102Сенсор алмазной формы
После обтекания среды вокруг основного элемента, вследствие алмазной

формы создается стабильная зона низкого давления ниже по потоку (нижняя трубка статического давления).

Слайд 103Annubar – работа датчика. Схема.

Слайд 105В расходомерах этого типа имеется подвижный элемент, который перемещается потоком среды

и открывает проходное сечение на большую или меньшую величину. Перепад давления до и после подвижного элемента остается при этом постоянным. Перемещение подвижного элемента, пропорциональное расходу, тем или иным способом передается на шкалу, градуированную в единицах расхода.

Слайд 106Дополнительные возможности
Т-образная форма Annubar 485 имеет камеру для встройки термопреобразователя

сопротивления Pt
100 (ТСП). Это позволяет получать показания температуры измеряемой среды с использованием датчика Annubar .

Слайд 107Достоинство и недостатки метода
Достоинства – сохраняются универсальность (пригоден для газообразных и

жидких сред), относительная простота реализации, более высокая точность. Возможность монтажа и демонтажа без отключения и слива теплоносителя.
Устранены недостатки диафрагмы - высокие затраты на монтаж и демонтаж, малый межповерочный интервал для диафрагмы, высокие требования к длине прямых участков, увеличивается диапазон измерений.
Недостатки – наличие гидравлических сопротивлений в потоке; высокая стоимость оборудования.

Слайд 1085.4. Метод постоянного перепада давления
Измерение расхода методом постоянного перепада давления основано

на том, что в качестве переменной величины, пропорциональной измерению расхода, принимается не перепад давлений, а переменная площадь отверстия сужающего органа. Расходомеры с по­стоянным перепадом давления, основанные на этом принципе, дают прямолинейную зависимость между расходом и переменной величиной - площадью отверстия прибора.

Слайд 109Ротаметры
в качестве расходомеров постоянного перепада обычно используют ротаметры.
Ротаметр представляет

собой вертикальную конусную стеклянную или металлическую трубку, внутри которой находится ротор (поплавок), свободно перемещающийся по всей длине трубки.

Слайд 110Электромагнитные (индукционные) расходомеры
Электромагнитные (индукционные) расходомеры. Действие этих расходомеров основано на изменении

пропорционально расходу электродвижущей силы, индуцированной в потоке электропроводной жидкости под действием магнитного поля.
(Рисунок 2) Трубопровод 1, по которому протекает проводящая ток жидкость, расположен между полюсами магнита 2 перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля. Под действием магнитного поля ионы, находящиеся в жидкости, определенным образом перемещаются и отдают свои заряды измерительным электродам 4, создавая на них ЭДС, пропорциональную скорости течения жидкости. ЭДС, усиленная усилителем 5, воздействует на измерительный прибор 6.

Слайд 1115.5. Электромагнитный метод измерения расхода

Слайд 112Устройство


Слайд 113Установка электромагнитных преобразователей расхода в трубопровод
1 – конфузор; 2 – прямолинейный

участок трубопровода;
3 – фланец крепления ППРЭ; 4 – ППРЭ или габаритный имитатор ППРЭ; 5 – диффузор; 6 – стяжная шпилька; 7 – втулка.


Слайд 114Схема соединения и подключения расходомера «ВЗЛЕТ ЭР».

Слайд 115Достоинство и недостатки метода
Достоинства –относительная простота реализации, точность, большой диапазон измерений,

относительно высокий межповерочный интервал. Отсутствие гидравлических сопротивлений в потоке. Можно измерять сточные воды. Относительно невысокие требования к длине прямых участков
Недостатки – габариты, стоимость и затраты на монтаж и демонтаж растут с увеличением Ду.

Слайд 1165.6. Ультразвуковые расходомеры
Принцип работы такого расходомера основан на изменении скорости распространения

ультразвука по направлению потока жидкости в трубе и против него. Основными преимуществами ультразвуковых расходомеров являются простота конструкции и возможность монтажа их на действующих трубопроводах.

Слайд 117Ультразвуковой метод измерения

Слайд 118Определение расхода
Время прохождения сигнала



Слайд 119Определение расхода
При известной скорости потока расход равен, м3/с:


Слайд 120Достоинство и недостатки метода
Достоинства –относительная простота реализации, точность, относительно неплохой диапазон

измерений, относительно высокий межповерочный интервал. Отсутствие гидравлических сопротивлений в потоке; Можно измерять сточные воды.
Стоимость и затраты на монтаж и демонтаж не так сильно растут с увеличением Ду. Выгодно использовать на трубоповодоах больших диаметров.
Недостатки – Относительно высокие требования к длине прямых участков. Теряется точность при малых расходах и диаметрах.

Слайд 1215.7. Вихреакустический метод
Принцип действия преобразователя основан на ультразвуковом детектировании вихрей, образующихся

в потоке жидкости при обтекании ею призмы, расположенной поперек потока.

Слайд 122Принцип съема сигнала - подсчет частоты пульсаций давления за телом обтекания.

Слайд 123Устройство вихреакустического расходомера
Преобразователь состоит из проточной части и электронного блока.

В корпусе проточной части расположены тело обтекания - призма трапецеидальной формы (1), пьезоизлучатели ПИ (2), пьезоприемники ПП (3) и термодатчик (7).
Электронный блок включает в себя генератор (4), фазовый детектор (5), микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов (6), собранные на двух печатных платах: приемника и цифровой обработки.

Слайд 124Вихреакустический преобразователь расхода

Слайд 125Вихреакустический преобразователь расхода Метран -331

Слайд 126Достоинство и недостатки метода
Достоинства –относительная простота реализации, точность, относительно неплохой диапазон

измерений, относительно высокий межповерочный интервал.
Недостатки – Наличие гидравлических сопротивлений в потоке. Необходимо устанавливать фильтры. Стоимость и затраты на монтаж и демонтаж растут с увеличением Ду. Выгодны на малых и средних диаметрах.

Слайд 1275.8. Основные характеристики и принципы подбора расходомеров
Измеряемые среды.
Диапазон измерения расхода. Динамический

диапазон.
Точность
Габариты и масса.
Межповерочный интервал
Требования к длине прямых участков
Затраты на оборудование, монтаж - демонтаж

Слайд 1285.8.1. Выбор типоразмера расходомеров
Для выбора типоразмера преоборазователя расхода (ПР) необходимо знать

диапазон расходов теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах. Диапазон расходов в трубопроводе, где будет устанавливаться ПР, должен соответствовать диапазону расходов данного типоразмера ПР. Если диапазон расходов для данной системы теплопотребления укладывается в диапазон расходов нескольких типоразмеров ПР, то для обеспечения более устойчивой работы следует выбирать ПР с меньшим значением Dу. Но при этом возрастают гидравлические потери.

Слайд 129Подбор расходомеров
Если значение Dу выбранного типоразмера ПР меньше значения Dу трубопровода,

куда предполагается устанавливать ПР, то для монтажа в трубопровод используются переходные конусы (конфузор и диффузор).

Слайд 130Типовая монтажная схема
1 - конфузор; 2 - полнопроходная шаровая задвижка; 3

- ПР; 4 – диффузор


Слайд 131Гидравлический расчет
При использовании преобразователей расхода следует учитывать потери напора в

измерительных участках (в самих преобразователях; в конфузорах, диффузорах и на прямых участках).

Слайд 1325.9.Кориолисовый расходомер
Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя (рис.

5.9.1). Сенсор напрямую измеряет расход, плотность и температуру. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартны выходные сигналы

Слайд 133Принцип действия кориолисового расходомера
Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные

половины, протекающие через каждую и сенсорных трубок. Движение задающей катушки (рис.5.9.2) приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз противоположном направлении друг к другу

Слайд 134Сенсор кориолисового расходомера

Слайд 135Принцип действия кориолисового расходомера
Разность в приложении сил является причиной того, что

сенсорная трубка изгибается. Подобный изгиб называется эффектом Кориолиса

Согласно II-му закону Ньютона, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональна массовому расходу жидкости, протекающей через трубку

Слайд 136Устройство
Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках (рис.3

Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное пот постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой

Слайд 137Устройство
При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как

эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы.
Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.

Слайд 138Устройство
Как результат изгиба сенсорных трубок генерируемые детекторами сигналы не совпадают по

фазе так как сигнал от входной стороны запаздывает по отношению к сигналу с выходной стороны.
Разница во времени между сигналами (ДТ измеряется в микросекундах и прямо пропорциональна массовому расходу. Чем больше ΔT, тем больше массовый расход.


Слайд 139Устройство

Слайд 140Достоинство и недостатки метода
Достоинства – универсальность, высокая точность и диапазон измерений,

относительно высокий межповерочный интервал.
Недостатки – Очень высокая стоимость. Затраты на оборудование, монтаж и демонтаж быстро растут с увеличением Ду. Выгодны при измерениях расходы сред с высокой стоимостью, при которых важное значение имеют точность и надежность и устойчивость метрологических характеристик (Нефть, газ, спирт... ). В сфере ЖКХ не применяется из-за высоких цен.

Слайд 141Справочник
Счетчики. Приборы учета электроэнергии, воды и газа: справочник. - М.: Электро

Трейдинг, 2005. - 374 с.

Похожие презентации

Векторы 9 класс 272
Система массового обслуживания (СМО) 674
matematicheskie rebusy 355
Индия. Счетное устройство инков. Математика в Греции. Развитие математики в Европе. Развитие нумерации на Руси 323
Прямоугольный треугольник 265
pismennoe vychitanie 277

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика