Принцип действия данного типа расходомера основан на измерении зависящего от расхода усилия, которое движущийся поток оказывает на закругленный участок трубопровода.
Это усилие может измеряться двумя способами:
- по значению компенсационной силы, удерживающей закругленный участок трубопровода от перемещения;
- по длине перемещения этого участка, имеющего гибкую связь с трубопроводом.
Участок, имеющий гибкую связь с трубопроводом, делают в двух конструктивных исполнениях: в виде двойного S-образного колена или же в виде горизонтально направленной петли U-образной формы. Такая петля с помощью сильфонов связана с трубопроводом и перемещается в горизонтальном направлении, при возникновении расхода.
Двойное S-образное колено при возникновении расхода поворачивается вокруг центральной точки. Гибкий участок трубы связан с подвижным элементом преобразователя линейного перемещения (например, дифференциально-трансформаторного) или преобразователя угла поворота (например, сельсина).
Выходной сигнал этих преобразователей чаще всего служит для непосредственного измерения по нему расхода потока. В этом случае гибкие элементы, которые связывают подвижной участок с остальным трубопроводом, должны иметь высокие упругие свойства, потому что их силы упругости должны уравновешивать давление потока на закругленный участок трубок.
Однако выходной сигнал может использоваться и для управления компенсационной схемой, которая с помощью дополнительного источника энергии создает силу, компенсирующую силовое воздействие потока на закругленный участок трубы. Тут уравновешивание достигается с помощью компенсирующей силы. Такие расходомеры более предпочтительны. В одном из них при повороте S-образного двойного колена включается механизм, который закручивает противодействующую спиральную пружину, пока S-образное колено не возвратится практически в исходное положение. В комплект входит радиоизотопный плотномер, благодаря чему прибор показывает массовый расход от 0,3 до 33 кг/мин. Приведенная погрешность ±0,75 %. Этот прибор вполне подходит для измерения расхода многофазных агрессивных и радиоактивных веществ.
Но в большинстве случаев погрешность измерения у расходомеров с подвижным участком трубы оказывается больше.
Изобретены расходомеры с подвижным участком трубопровода, которые состоят из двух последовательных U-образных петель. Первая по ходу потока, расположенная в вертикальной плоскости, воздействует на мембранно-гидравлический преобразователь. Вторая — дополнительная, находящаяся в горизонтальной плоскости, передает свой вес на расположенный под ней динамометрический преобразователь массы измеряемого вещества. Исследования показывали, что погрешность измерения расхода около 5 %.
Так же существуют расходомеры, в которых измеряется усилие, возникающее не на закругленном участке трубы, а при переходе с большего диаметра на меньший. Соответствующий участок трубы выполняют подвижным.
Расходомеры с осциллирующим крылом.
Это расходомеры переменного перепада давления, принцип действия которых основан на зависимости перепада давления, возникающего на крыле, установленном в трубопроводе, которое обтекается потоком, от расхода жидкости (газа). Чаще всего они применяются в трубопроводах больших размеров.
Преобразователь расхода состоит из двух одинаковых крыльев (Рисунок 1) поверхности которых расположены вдоль направления движения измеряемого вещества. Крылья сдвинуты немного (расстояние е) относительно друг друга, и между ними оставлено небольшое расстояние b для прохода воздуха. Нижнее крыло неподвижно, верхнее может поворачиваться вокруг оси О. Установлено, что при правильно выбранных значениях отрицательного угла атаки а неподвижного крыла верхнее крыло начинает колебаться вокруг точки О при скоростях воздуха, не меньших некоторого значения, зависящего от массы крыла. Между частотой колебаний крыла и скоростью воздуха наблюдается достаточно хорошая пропорциональность. Основная причина этих колебаний — периодический срыв вихрей с криволинейной поверхности крыла. Поэтому данный расходомер можно рассматривать как частный случай вихревого.
Рисунок 1- Схема преобразователя с осциллирующим крылом.
Чем легче крыло, тем меньше значение скорости потока измеряемого, начиная с которого крыло начинает колебаться. Однако стоит отметить, чем меньше жесткость крыла, тем раньше наступает вибрация крыла, а, следовательно, тем меньше значение наибольшей измеряемой скорости воздуха. [1]
Ультразвуковые расходомеры по доступной цене. Определится с выбором поможет наш сайт.
Используемая литература:
- Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 2 / Под общ. ред. Е. А. Шорникова. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Политехника, 2004. — 412 с
