Л а б о р а т о р н а р о б о т а № 19

Вивчення індукційного, ультразвукового

і тахометрического витратомірів

1. Мета роботи -вивчення конструкції, принципу дії й методики перевірки працездатності індукційного, ультразвукового, тахометричного (з імпульсним виходом) витратомірів.

2. При виконанні лабораторної роботи студент повинен:

Знати: мету і зміст майбутньої роботи, порядок її виконання й основні теоретичні положення даної теми.

Вміти: користуватися вимірювальними приладами лабораторного стенда.

3. Загальні положення

У сучасних системах керування технологічними процесами широко застосовуються різні витратоміри з імпульсними вихідними сигналами.

Індукційні витратоміри й лічильники кількості електропровідних рідин знайшли застосування в харчових виробництвах, оскільки не створюють гідравлічних опорів у трубопроводах і легко промиваються в умовах дискретного виробництва.

Лічильники рідини типу VA2304 призначені для вимірювання витрати й загального об’єму електропровідних рідин, розчинів і пульп з дрібнодисперсними неферомагнітними частинками.

Принцип дії заснований на законі електромагнітної індукції, згідно з яким наведена в провіднику е.р.с. пропорційна швидкості його руху в магнітному полі. Рол провідника, що рухається в магнітному полі, відіграє вимірювана електропровідна рідина.

Комплект VA2304 містить первинний вимірювальний перетворювач типу ЕК-25 і мікропроцесорний обчислювач МАР (рис.43).

Рис. 43 - Схема індукційного лічильника типу VA2304

Конструкція ПП типу ЕК-25 являє собою ділянку трубопроводу 1 з електромагнітною системою 2, вимірювальними електродами 3 і фторопластовою ізоляцією 4. Вторинний перетворювач МАР - щитового виконання (для втопленого монтажу), перетворює сигнали від ПП в індикацію миттєвого значення витрати й загальної кількості рідини в різних одиницях виміру, обираних синьою кнопкою на його передній панелі. При цьому МАР виробляє наступні вихідні сигнали: частотний з діапазоном 0…10 кГц; частотний із заданою ціною імпульсу (кількості імпульсів на літр); уніфікований постійного струму (0…5, 0…20 або 4…20) мА; стандартні сигнали інтерфейсу RS232.

Результати вимірювання залежать від однорідності, густини, температури, кислотності та інших параметрів рідини, що впливають на її електропровідність.

Ультразвукові витратоміри й лічильники кількості рідини не мають рухомих елементів, що означає відсутність зношування, необхідності очищення й збереження високих експлуатаційних якостей протягом усього терміну служби.

Витратомір ULTRAFLOW II (рис. 44) містить два ультразвукові перетво-

П´єзоелектричний сенсор

Мікроконтролер

проти потоку

Відбивач ультразвуку

Ультразвуковий сигнал:

Рис. 44 - Принцип дії й конструкція витратоміра ULTRAFLOW II

рювачі, які одночасно посилають через рідинне середовище сигнали уздовж і проти потоку, виконуючи функції посилання й приймання сигналів. Ультразвуковий сигнал, що поширюється уздовж потоку, досягає протилежного перетворювача першим. Вимірюваний при цьому проміжок часу t між двома сигналами дозволяє розрахувати витрати рідини як добуток часу t на об’єм вимірювальної труби.

Сильним фактором, що впливає на швидкість поширення ультразвука є температура рідини. Тому в конструкції ULTRAFLOW II передбачена температурна корекція результатів вимірювання, що досягається використанням вбудованого термометра опору. Мікропроцесор ULTRAFLOW II перетворює вимірювану витрату рідини в імпульси, причому величина перетворення (кількість рідини на імпульс) установлюється при програмуванні перетворювача перед монтажем.

У циклі вимірювання, який виконується ULTRAFLOW II щосекунди, передбачено 8 вимірів, у тому числі температури й витрати рідини, з використанням методу калібрування для зниження погрішності вимірювання цих параметрів.

Тахометричні витратоміри з імпульсним вихідним сигналом застосовуються у вимірювально-інформаційних системах для вимірювання витрати й загального об’єму однорідних рідин і газів. За кількістю струменів впливу вимірюваного потоку на чутливий елемент (крильчатку, турбінку, тощо) розрізняють одноструменеві й багатоструменеві ПП.

У корпусі 1 безшкального одноструменевого перетворювача (рис. 45) з

Рис.45 - Конструкція безшкального тахометричного

витратоміра з імпульсним вихідним сигналом

активним імульсним виходом фірми Kamstrap обертається крильчатка 2, швидкість якої пропорційна витраті рідини. Корпус крильчатки виготовлений з

немагнітних матеріалів і в неї вмонтовані сталеві голки або магніти 3. Голки застосовують в індукційних перетворювачах швидкості обертання крильчатки в імпульсний вихідний сигнал. Магніти з тою ж самою метою використовують у перетворювачах 4, які бувають двох видів: з герконовим контактним виходом (типу «сухого» контакту) і з датчиком Холу [2].

4. Контрольні питання

4.1 Конструкція і принцип дії індукційного витратоміра.

4.2 Які параметри впливають на показання витратоміра типу VA2304?

4.3 Конструкція і принцип дії ультразвукового витратоміра.

4.4 Які параметри впливають на показання ультразвукового витратоміра?

4.5 Суть методу зниження погрішності вимірювання, застосовуваного у витратомірі ULTRAFLOW II.

4.6 Конструкція і принцип дії тахометричних витратомірів з імпульсним вихідним сигналом.

4.7 Будова і принцип дії вихідних імпульсних перетворювачів тахометричних витратомірів.