Содержание
1. Общие сведения об измерении расхода и массы веществ
2. Основные виды расходомеров
2.1 Расходомеры переменного перепада давления
2.2 Расходомеры обтекания
2.2.1 Ротаметры
2.2.2 Поплавковые и поршневые расходомеры
2.3 Тахометрические расходомеры
2.3.1 Камерные расходомеры
2.3.2 Электромагнитные расходомеры
2.3.3 Расходомеры переменного уровня
2.4 Тепловые расходомеры
2.4.1 Вихревые расходомеры
2.5 Акустические расходомеры
2.6 Фазовые расходомеры
2.6.1Частотно-пакетные расходомеры
2.7 Напорные устройства
2.7.1 Кориолисовые расходомеры
3. Выбор средства контроля
3.1 Обоснование выбора типа расходомера
3.2 Обоснование выбора марки ультразвуковогорасходомера
3.3 Конструкция ультразвукового расходомера UFM 3030
3.4 Принцип работы выбранного расходомера
3.5 Технические характеристики ультразвуковогорасходомера UFM 3030
3.5.1 Ультразвуковой электронный конвертор UFC 030
3.5.2 Ультразвуковой первичный преобразователь UFS 3000
3.5.3 Ультразвуковой расходомер UFS 3030
3.6 Электрические схемы подключения расходомера
3.7 Монтажные схемы подключения расходомера
Вывод
Заключение
Список литературы
1. Основные сведения об измерениирасхода и массы веществ
Измерение расхода и массывеществ (жидких, газообразных, сыпучих, твердых, паров и т. п.) в химическихпроизводствах широко применяется как в товароучетных и отчетных операциях, таки при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами.
Расход вещества — этомасса или объем вещества, проходящего через данное сечение канала средстваизмерения расхода в единицу времени. В зависимости от того, в каких единицахизмеряется расход, различают объемный расход или массовый расход. Объемныйрасход измеряется в м3/с (м3/ч и т. д.), а массовый — в кг/с (кг/ч, т/ч и т.д.).
Расход вещества измеряетсяс помощью расходомеров, представляющих собой средства измерений илиизмерительные приборы расхода. Многие расходомеры предназначены не только дляизмерения расхода, но и для измерения массы или объема вещества, проходящегочерез средство измерения в течение любого, произвольно взятого промежуткавремени. В этом случае они называются расходомерами со счетчиками или простосчетчиками. Масса или объем вещества, прошедшего через счетчик, определяется поразности двух последовательных во времени показаний отсчетного устройства илиинтегратора. По принципу действия разделяются на следующие основные группы:переменного перепада давления; обтекания — постоянного перепада давления;тахометрические; электромагнитные; переменного уровня; тепловые; вихревые;акустические. Кроме того, известны расходомеры, основанные на других принципахдействия: резонансные, оптические, ионизационные, меточные и др. Однако многиеиз них находятся в стадии разработки и широкого применения пока не получили.
2. Основные видырасходомеров
2.1 Расходомерыпеременного перепада давления
Одним из наиболеераспространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров),протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного перепададавления, состоящие из стандартного сужающего устройства, дифманометра,приборов для измерения параметров среды и соединительных линий. В комплектрасходомерного устройства также входят прямые участки трубопроводов до и послесужающего устройства с местными сопротивлениями.
Сужающее устройстворасходомера является первичным измерительным преобразователем расхода, вкотором в результате сужения сечения потока измеряемой среды (жидкости, газа,пара) образуется перепад (разность) давления, зависящий от расхода. В качествестандартных (нормализованных) сужающих устройств применяются измерительные диафрагмы,сопла, сопла Вентури и трубы Вентури. Диафрагма- тонкий диск с отверстиемкруглого сечения, центр которого лежит на оси трубопровода (используются втрубах от 50 мм до 2 м). Сопло- выполнено в виде насадки с круглымконцентрическим отверстием, имеющим плавную сужающую часть на входе и развитуюцилиндрическую часть на выходе. Сопло Вентури- состоит из цилиндрическоговходного участка, плавно сужающейся части, переходящей в короткийцилиндрический участок, и расширяющейся конической части (диффузора).
Достоинствами диафрагмявляются: простота изготовления, дешевизна изготовления, простота проверкиконструкции. Недостатками являются: малый срок службы, большая остаточная потерядавления (/>).
К достоинствам соплотносятся: маленькая потеря давления, способность при одном и том же перепадедавлений измерять больший расход. Недостатками являются: сложность визготовлении и проверке.
В качестве измерительныхприборов применяются различные дифференциальные манометры, снабженныепоказывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и другимиустройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о расходе всоответствующей форме и виде.
Измерительная диафрагмапредставляет собой диск, установленный так, что центр его лежит на оситрубопровода (рис. VIII.1). При протекании потока жидкости или газа (пара) втрубопроводе с диафрагмой сужение его начинается до диафрагмы. На некоторомрасстоянии за ней под действием сил инерции поток сужается до минимальногосечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Переддиафрагмой и после нее образуются зоны завихрения. Давление струи около стенкивначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижаетсядо минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так каквследствие трения и завихрений происходит потеря давления рпот.
/>
Таким образом, частьпотенциальной энергии давления потока переходит в кинетическую. В результатесредняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление вэтом сечении становится меньше статического давления перед сужающимустройством. Разность этих давлений (перепад давления) служит мерой расходапротекающей через сужающее устройство жидкости, газа или пара.
Из рисунка VIII.1 видно,что давление по оси трубопровода, показанное штрихпунктирной линией, несколькоотличается от давления вдоль стенки трубопровода только в средней частиграфика. Через отверстия 1 и 2 производится измерение статических давлений до ипосле сужающего устройства. При этом расход для несжимаемых жидкостей находитсяпо формулам:
/>
или
/>,
где />плотность вещества (/>),/>площадьпоперечного сечения отверстия диафрагмы (сужающее устройство), />расход вещества,/>абсолютноедавление до сужающего устройства,/>абсолютное давление послесужающего устройства,
/>
коэффициент расходаучитывает неравномерное распределение скоростей по сечению потока,обусловленное вязкостью вещества и трением о стенки трубопровода. Этоткоэффициент для разных сужающих устройств определяется опытным путём. Здесь
/>
коэффициент сужения струи(/>площадьпоперечного сечения наиболее суженного участка струи), />поправочные коэффициенты нанеравномерность распределения скоростей в сечениях I и II,
/>/>
(/>средняя скорость вещества всечении I ,/>средняя скорость вещества в отверстии диафрагмы), />местное сопротивление потоку.
При измерении расходасжимаемых жидкостей и газов (паров) необходимо учитывать уменьшение плотности /> вследствиепонижения давления при прохождении вещества через сужающее устройство, врезультате чего массовый и объёмный расходы уменьшаются. Поэтому для расчётарасхода используют следующие формулы:
/>
или
/>,
где />коэффициент расширениеизмеряемой среды,/>плотность среды перед входомпотока в отверстие диафрагмы. Две последние формулы применимы только в томслучае, если скорость потока в сужающем устройстве меньше скорости звука(критическая скорость) в измеряемой среде.
Дифманометры выбирают изряда: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000,6300, 10000, 16000, 25000 Па и 0,04; 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63 МПа. Замаксимальный расход принимают наибольший из ряда: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4;5; 6,3; 8; 10 и т.д.
2.2 Расходомеры обтекания
Принцип действия расходомеровобтекания основан на зависимости перемещения тела, находящегося в потоке ивоспринимающего динамическое давление обтекающего его потока, от расходавещества. Широко распространенными расходомерами обтекания являются расходомерыпостоянного перепада давления — ротаметры, поплавковые и поршневые. Принципдействия расходомеров постоянного перепада давления основан на зависимости отрасхода вещества вертикального перемещения тела — поплавка, находящегося впотоке и изменяющего при этом площадь проходного отверстия прибора такимобразом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается постоянным.
В некоторых расходомерахобтекания, называемых расходомерами обтекания компенсационного типа,перемещение тела обтекания измеряется по величине давления, создающего усилие,приложенное к телу и уравновешивающее динамическое давление потока на него.
2.2.1 Ротаметры
Расходомеры постоянногоперепада давления – ротаметры — применяются для измерения расходов однородныхпотоков чистых и слабозагрязненных жидкостей и газов, протекающих потрубопроводам и не подверженных значительным колебаниям. Ротаметры имеютбольшой диапазон измерения
/>
/>
Ротаметр (рис. VIII.4)представляет собой длинную коническую трубку 1, располагаемую вертикально,вдоль которой под действием движущегося снизу вверх потока перемещаетсяпоплавок 2. Поплавок перемещается до тех пор, пока площадь кольцевого отверстиямежду поплавком и внутренней поверхностью конусной трубки не достигнет такогоразмера, при котором перепад давления по обе стороны поплавка не станет равнымрасчетному. При этом действующие на поплавок силы уравновешиваются, а поплавокустанавливается на высоте, соответствующей определенному значению расхода.
На поплавок сверху вниздействуют две силы: сила тяжести />и сила от давления потока наверхнюю плоскость поплавка. Сила тяжести
/>,
где />объём поплавка,/>плотностьматериала поплавка,/>ускорение свободного падения. Силаот давления потока на верхнюю плоскость поплавка равна />, где />среднее давление потока на единицуплощади верхней поверхности поплавка, />площадь наибольшего поперечногосечения поплавка.
Снизу вверх на поплавокдействуют сила от давления потока на нижнюю плоскость поплавка /> и сила трения потоков опоплавок />,где />коэффициентсопротивления, зависящий от числа Рейнольдса и степени шероховатостиповерхности, />средняя скорость потока вкольцевом канале, охватывающем боковую поверхность поплавка,/>площадь боковойповерхности поплавка, />показатель, зависящий от скорости.При равновесии поплавка справедливо равенство:
/>+/>= />+/>/>.
Формула для расчётарасхода несжимаемой жидкости имеет вид:
/>
где />плотность измеряемойсреды,
/>
-коэффициент расхода,определяется опытным путём. При расчёте расхода газа вводят поправочныйкоэффициент />.
Достоинства: относительнаяпростота в конструкции, широкий диапазон измерения расходов (/>;/>).
Недостатки: невысокиерабочие давления измеряемых сред для ротаметров со стеклянной трубкой (не более0,58 МПа), невозможность регистрации показаний для ротаметров с металлическойконусной трубкой, невозможность передачи показаний на расстояние, недостаточнаячёткость шкал, градуировка ротаметров производится по конкретным средам (вода ивоздух), низкая точность />
2.2.2 Поплавковые ипоршневые расходомеры
Поплавковый расходомерпостоянного перепада давления (рис. VIII.5) состоит из поплавка 1 и коническогоседла 2 расположенных в корпусе прибора. Коническое седло выполняет ту же роль,что и коническая трубка ротаметра. Различие заключается в том, что длина идиаметр седла примерно равны, а у ротаметров длина конической трубкизначительно больше ее диаметра.
В поршневом расходомере(рис. VIII.6) чувствительным элементом является поршень, перемещающийся внутривтулки 2.
Втулка имеет входноеотверстие 5 и выходное отверстие 4, которое является диафрагмой переменногосечения. Поршень с помощью штока соединен с сердечником передающегопреобразователя 3. Протекающая через расходомер жидкость поступает под поршеньи поднимает его. При этом открывается в большей или меньшей степени отверстиевыходной диафрагмы. Жидкость, протекающая через диафрагму, одновременно заполняеттакже пространство над поршнем, что создает противодействующее усилие.
/>
Достоинства: относительнаяпростота в конструкции.
Недостатки: относительноневысокие рабочие давления (до 6,27 МПа), относительно высокая погрешностьизмерения (/>от верхнего предела измерения).
2.3 Тахометрическиерасходомеры
Принцип их действияоснован на использовании зависимостей скорости движения тел — чувствительныхэлементов, помещаемых в поток, от расхода веществ, протекающих через этирасходомеры. Известно большое число разновидностей тахометрическихрасходомеров, однако в практике для измерения расхода самых разнообразныхжидкостей и газов широко распространены турбинные, шариковые и камерныерасходомеры.
2.3.1 Камерные расходомеры
Камерные тахометрическиерасходомеры представляют собой один или несколько подвижных элементов,отмеривающих или отсекающих при своем движении определенные объемы жидкости илигаза. Существует большое число конструкций, камерных расходомеров жидкостей игазов(поршневые счетчики, счетчики с овальными шестернями и дисковые счетчики).
/>
Овально-шестеренчатыйсчетчик жидкостей (рис. VIII.11) состоит из двух одинаковых овальных шестерен,вращающихся под действием перепада давления жидкости, протекающей через егокорпус. В положении 1 правая шестерня отсекает некоторый объем жидкости 1, таккак на эту шестерню действует крутящий момент, она поворачивается по часовойстрелке, вращая при этом левую шестерню против часовой стрелки. В положении 2левая шестерня заканчивает отсекание новой порции жидкости, а праваявыталкивает ранее отсеченный объем в выходной патрубок счетчика. В это времявращающий момент действует на обе шестерни. В положении 3 ведущей являетсялевая шестерня, отсекающая заданный объем. В положении 4 правая шестернязаканчивает отсекание объема, а левая выталкивает объем. В положении 5полностью отсекается заданный объем; обе шестерни сделали по пол-оборота, иведущей стала опять правая шестерня. Вторая половина оборота шестерен протекаетаналогично. Таким образом, за один полный оборот шестерен отсекается четыредозирующих объема. Учет жидкости основан на отсчете числа оборотов шестерен.
Достоинства: относительновысокая точность измерений (погрешность показаний />); возможность генерацииимпульсного выхода, который может быть передан в комнату управления (каждыйимпульс представляет дискретный объем жидкости); данные расходомеры хорошоподходят для автоматического дозирования и учета.
Недостатки: потеря напораот установки счётчика составляет примерно 0,02МПа; узкий диапазон измеренийвеличины расхода (от 0,8 до 36 м3/ч при рабочем давлении 1,57 МПа); небольшиедиаметры трубопроводов (диаметры условных проходов 15-50 мм); снижение точности связанное с просачиванием вещества через внутреннюю изолированнуюповерхность.
2.3.2 Электромагнитныерасходомеры
Электромагнитные(индукционные) расходомеры предназначены для измерения расхода различных жидкихсред, в том числе пульп с мелкодисперсными неферромагнитными частицами, сэлектрической проводимостью не ниже /> См/м, протекающих в закрытыхполностью заполненных трубопроводах.
Электромагнитныерасходомеры выполняются в виде двух отдельных блоков: измерительногопреобразователя расхода и измерительного блока — передающего преобразователя, вкотором осуществляется приведение сигнала, полученного от измерительногопреобразователя, к стандартизованному виду, удобному для дальнейшегоиспользования.
Измерительныйпреобразователь расхода электромагнитного расходомера (рис. VIII.15) состоит изнемагнитного участка трубопровода 3 с токосъемными электродами 4 и ярмаэлектромагнита 2 с обмоткой возбуждения 1, охватывающего трубопровод.
/>
При протеканииэлектропроводных жидкостей по немагнитному трубопроводу 3 через однородноемагнитное поле, создаваемое магнитом 2, в жидкости, которую можно представитькак движущийся проводник, возникает электродвижущая сила, снимаемая электродами4. Эта ЭДС Е прямо пропорциональна средней скорости потока:
E=Blvcp,
где В — электромагнитнаяиндукция в зазоре между полюсами магнита,[Тл], l- расстояние между электродами,[м];vcp -средняя скорость потока,[м/с].
Поскольку площадь сечениятрубы постоянна, ЭДС, снимаемая с электродов, может быть выражена черезобъемный расход жидкости:
/>,
где /> внутренний диаметртрубы, равный расстоянию между электродами l, [м]. Далее сигнал,пропорциональный расходу, подается на измерительный блок, где он приводится кстандартизованному виду, и затем передается к прибору или другомуизмерительному устройству. Электромагнитные расходомеры обеспечивают измерениерасхода в диапазоне от 0,32 до 2500 м3/ч при трубопроводах с внутренним диаметромот 3 мм до 1 м и более, линейной скорости движения от 0,6 до 10 м/с.Погрешность электромагнитных расходомеров />
Достоинства: линейностьхарактеристики, возможность использования в трубопроводах любого диаметра,показания не зависят от примесей в среде, от её плотности и вязкости, нетпотерь давления.
Недостатки: поляризацияэлектродов (нестабильность работы прибора), работа только с электропроводнойжидкостью, трудность усиления напряжения постоянного тока.
2.3.3 Расходомерыпеременного уровня
Эти расходомерыприменяются для измерения расхода загрязненных жидкостей. Принцип действияприборов основан на зависимости уровня жидкости в сосуде от расхода присвободном истечении ее через калиброванное отверстие (щель) в дне или боковой стенке.Профиль и диаметр отверстия рассчитываются таким образом, чтобы указаннаязависимость была линейной. Уравнение расхода через отверстие в дне или стенкесосуда в общем виде выражается следующей зависимостью:
/>
Используя уравнение(VIII.29), можно вывести зависимость между Q и Н для отверстия любой формы. Дляполучения равномерной шкалы прибора эта зависимость должна быть линейной:
Q = />,
где К- коэффициентпропорциональности
/>.
/>
Щелевой расходомер скалиброванным незатопленным отверстием (щелью) в стенке корпуса (рис. VIII. 16)представляет собой емкость – корпус 1, разделенный перегородкой 4 спрофилированной щелью. В левой части корпуса, куда подается измеряемая жидкостьчерез подводящий патрубок, производится измерение её уровня с помощьюпьезометрической уровнемерной трубки 2 и измерительного прибора — дифманометра3.
Для измерения уровняжидкости могут применяться и другие типы уровнемеров.
Жидкость, поступающая влевый отсек корпуса, заполняет его, переливается через профилированную щель ичерез слив уходит в приемник и далее — по назначению.
Другой тип расходомера сотверстием в дне сосуда (рис. VIII.17) состоит из приемника — сосуда переменногоуровня 1, корпуса 2, выходного отверстия с калиброванной диафрагмой или соплом3. Высота столба жидкости над калиброванным отверстием 3 измеряется с помощьюуровнемера — дифманометра 4.
Достоинства: щелевыерасходомеры хорошо зарекомендовали себя при измерении сильно загрязненных ибыстро кристаллизующихся жидкостей и растворов.
Недостатки: небольшой диапазонизмерения 0,1—50 м3/ч; относительно высокая основная погрешность устройства: вкомплекте со вторичным прибором ±3,5%.
2.4 Тепловые расходомеры
Тепловые расходомеры могутприменяться при измерении небольших расходов практически любых сред приразличных их параметрах. Кроме того, они весьма перспективны для измерениярасхода очень вязких материалов. Принцип действия их основан на использованиизависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массовогорасхода этого вещества.
/>
Тепловые расходомеры могутвыполняться по трем основным принципиальным схемам: калориметрические,основанные на нагреве или охлаждении потока посторонним источником энергии,создающим в потоке разность температур; теплового слоя, основанные на созданииразности температур с двух сторон пограничного слоя; термоанемометрические, вкоторых используется зависимость между количеством теплоты, теряемой непрерывнонагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества.
Выбор принципиальной схемыизмерения зависит от измеряемой среды, необходимой точности, типа используемыхтермочувствительных элементов и режима нагрева. Для упруго-вязких пластичныхвеществ, предпочтительным является измерение по схеме термоанемометра спостоянной температурой подогрева потока.
Чувствительными элементамитермоанемометрического являются резисторы R1 и R2, помещаемые (наматываемые) настенке трубопровода на некотором расстоянии друг от друга. Манганиновыерезисторы R3 и R4 служат для создания мостовой схемы, питаемой от источниканапряжения />.Сигнал разбаланса, пропорциональный изменению расхода, подается на электронныйусилитель ЭУ, где усиливается и после этого управляет вращением реверсивногоэлектродвигателя РД, который, производя перестановку движка компенсирующегопеременного резистора Rp, изменяет напряжение питания до тех пор, покаразбаланс в измерительной диагонали моста не станет равным заданному. Меройрасхода могут служить показания амперметра, ваттметра или положение движка Rp.
С помощью тепловых расходомеровможет быть обеспечена точность измерения расхода вязких продуктов ±2/>2,5%.
Для измерения расходагазов используют калориметрические расходомеры. В состав расходомера входят:1,2- термометры сопротивления, 3- электрический нагреватель. Если пренебречьтеплотой, отдаваемой потоком в окружающую среду, то уравнение теплового балансаимеет вид:
/>,
где
/>
кол-во теплоты, отдаваемоенагревателем жидкости или газу,/>поправочный коэффициент нанеравномерность распределения температур по сечению трубы,/>массовый расход вещества,/>уд. массоваятеплоёмкость при температуре
/>,
/>разность температур нагреваемойсреды до и после нагревателя.
/>
Существует два способаизмерений расхода: измерение по мощности, потребляемой нагревателем иобеспечивающей постоянную разность температур />; измерение по разности температур/> припостоянной мощности нагревателя (разность температур измеряется термометрамисопротивления, выполненных в виде сетки, что позволяет измерять среднюютемпературу по сечению трубопровода). Второй способ является более экономичным,т.к. контролируемая среда нагревается на 1-3 ºС, поэтому даже при большихрасходах потребляемая мощность невелика.
Достоинства: высокаяточность измерений (/>), большой диапазон измерений(10:1), измерение пульсирующих и малых расходов.
Недостатки: сложностьустройства для автоматического поддержания заданной разности температур ипостоянного расхода электроэнергии на нагрев потока.
2.4.3 Вихревые расходомеры
В настоящее времяразработаны и имеют весьма широкие перспективы применения вихревые расходомеры,принцип действия которых основан на зависимости от расхода частоты колебанийдавления среды, возникающих в потоке в процессе вихреобразования.
/>
Измерительныйпреобразователь вихревого расходомера (рис. VIII.19) представляет собойзавихритель 1, вмонтированный в трубопровод, с помощью которого поток,завихряется (закручивается) и поступает в патрубок 2. На выходе из патрубка врасширяющейся области 4 установлен пьезометрический преобразователь 3,воспринимающий и преобразующий вихревые колебания потока (для которых имеетсилу зависимость:
/>,
где />частота пульсаций напреобразователе,/>-константа Строухала,/>диаметрлицевой, относительно потока, части препятствия,/>скорость потока) в электрическийсигнал (переменное напряжение), который далее приводится к нормализованномувиду, отвечающему требованиям ГСП.
Завихрения потокаформируются таким образом, что внутренняя область вихря — ядро, поступая впатрубок 2, совершает только вращательное движение. На выходе же из патрубка врасширяющуюся область 4 ядро теряет устойчивость и начинает асимметричновращаться вокруг оси патрубка.
Достоинства: широкийдиапазон температур, возможность использования практически на любых средах.
Недостатки:чувствительность к влиянию внешних помех (вибрации), ненулевая шкала.
2.5 Акустическиерасходомеры
Для измерения расходовзагрязненных, агрессивных и быстро-кристаллизующихся жидкостей и пульп, а такжепотоков, в которых возможны большие изменения (пульсации) расходов и дажеизменения направления движения, когда не могут быть применены другие видырасходомеров, используются расходомеры акустические, чаще всего ультразвуковые(частота звуковых колебаний более 20 кГц).
В основном используют дваметода. Один метод основан на измерении разности фазовых сдвигов двухультразвуковых колебаний, направленных по потоку и против него (фазовыерасходомеры).
Другой метод основан наизмерении разности частот повторения коротких импульсов или пакетовультразвуковых колебаний, направленных одновременно по потоку и против него(частотные расходомеры).
2.6 Фазовые расходомеры
Если колебанияраспространяются в направлении скорости потока, то они проходят расстояние L завремя
/>
где а — скорость звука вданной среде; V — скорость потока. При распространении колебаний противскорости потока время
/>
Отношение /> весьма мало посравнению с единицей (для жидкостей скорость звука 1000...1500 м/с; V = 3...4м/с), поэтому с большой степенью точности можно принять
/> />
В фазовых расходомерахфиксируется разность времени
/>
/>
На поверхноститрубопровода расположены два пьезоэлектрических элемента 1 и 2. Пьезоэлемент 1механическим переключателем 3 подключен к генератору высокочастотныхсинусоидальных электрических колебаний. Пьезоэлемент преобразует электрическиеколебания в ультразвуковые, которые направляются в контролируемую среду черезстенки трубопровода. Пьезоэлемент 2 воспринимает ультразвуковые колебания,прошедшие в жидкости расстояние L, и преобразует их в выходные электрическиеколебания.
Наличие в схемемеханического переключателя ограничивает возможность измерения быстроменяющихся расходов вследствие небольшой частоты переключений (порядка 10 Гц).Это можно исключить, если в трубопроводе установить две пары пьезоэлементовтак, чтобы в одной паре излучатель непрерывно создавал колебания, направленные попотоку, а в другой — против потока. В таком расходомере на фазометр будутнепрерывно поступать два синусоидальных колебания, фазовый сдвиг между которымипропорционален скорости потока.
2.6.1 Частотно-пакетные расходомеры
Принцип действия этихрасходомеров основан на измерении частот импульсно-модулированныхультразвуковых колебаний, направляемых одновременно по потоку жидкости и противнего.
Генераторы Г создаютсинусоидальные колебания высокой частоты (10 МГц) и подают их через модуляторыМ на излучающие пьезоэлементы П1 и ПЗ. Пьезоэлемент П1 создает направленныеультразвуковые излучения (с частотой 10 МГц), которые воспринимаютсяпьезоэлементом П2.
/>
При неподвижной жидкостивремя распространения излучений при расстоянии L между пьезоэлементами
/>.
Если жидкость перемещаетсяпо трубе со скоростью V, то составляющая скорости в направлении движенияультразвуковых колебаний равна />, следовательно, время перемещенияколебаний между пьезоэлементами П1 и П2 по потоку жидкости
/>
Соответственно времяперемещения колебаний между пьезоэлементами ПЗ и П4 против направления потока
/>.
Модулятор совместно сдвумя пьезоэлементами и усилителем-преобразователем УП включены в схемупериодического модулирования. Как только первые колебания, поступающие наприемные пьезоэлементы П2 и П4, достигнут модуляторов, работающих в триггерномрежиме, произойдет отключение генераторов от пьезоэлементов П1 и ПЗ, иизлучение ультразвуковых колебаний прекращается. Оно возобновляется в темоменты, когда последние ультразвуковые колебания первых пакетов достигнутприемных пьезопреобразователей и генерация последних электрических колебанийпрекратится. В эти моменты модуляторы вновь пропускают электрические колебанияот генератора к приемным пьезоэлементам и процесс повторяется. Частотамодулирования сигналов зависит от скорости потока и направления ультразвуковыхколебаний (по потоку или против него).
Разность частот,определяемая пересчетной схемой ПС, пропорциональна скорости движения жидкости:
/>
Разность /> регистрируется приборомРП.
По значению /> определяют скоростьпотока и объёмный расход:
/>
/>,
где />коэффициент, учитывающийразличия в усреднении скорости по площади сечения трубопровода; />внутренний диаметртрубопровода.
Разность частот прямопропорциональна скорости и не зависит от скорости распространения звука всреде. Это является преимуществом частотного метода, так как исключаетсявоздействие физических параметров среды (плотность, температура) на показанияприбора.
Достоинства: относительно высокаяточность (/>);широкий диапазон рабочих температур ( от -200ºС до +600ºС);возможность измерять быстропеременные (пульсирующие) расходы; для замены иобслуживания не требуется разгерметизации оборудования (исполнение с накладнымидатчиками); бесконтактность измерений; отсутствие движущихся частей в потоке;отсутствие потерь давления в трубопроводах; нет влияния физических факторовсреды на показания прибора (плотность, температур и др.) при частотном методе;широкий диапазон диаметров трубопроводов (от 6 мм до 6500 мм); широчайший диапазон измерения величины расхода (0,001/>2985000 м³/ч).
Недостатки: зависимостьточности измерений от качества стенок трубопровода.
2.7 Напорные устройства
/>
Напорные устройства-устройства, создающие перепад давления, зависящий от динамического давленияпотока (скорости). Используются для измерения скорости потока, а также расходовжидкостей и газов (редко).
Принцип действия основанна помещении в трубопровод Г-образной трубки (трубка Пито), направленнойизгибом на поток. Трубка воспринимает полное давление в трубопроводе равногосумме динамического, зависимого от скорости потока, и статического давлениятрубопровода. Чтобы измерять скорость или расход, помимо трубки Пито необходимоустановить в трубопроводе ещё одну трубку для отбора статического давления, атак же ввести поправочныё коэффициент. Давление в трубке Пито выражается последующей формуле:
/>,
где />статическое давление втрубопроводе, />плотность жидкости (газа),/>скоростьпотока.
Для второй трубке формулаимеет вид:
/>
Зная перепад давлений иплотность вещества можно найти скорость и расход.
Чаще для измерения расходаиспользуют анюбар, который обеспечивает усреднение динамического давленияпотока по всему сечению трубопровода. Анюбар состоит из 2-х секций в одномкорпусе, расположенных под углом 90º друг к другу. Отверстия положительнойсекции ("+") расположены встречно потоку, а отрицательной("-") – перпе-ндикулярно.
Недостатком данного методаявляется то, что он применим только в трубопроводах большого диаметра.
Недостатки: сопротивлениепотоку (потеря давления), низкая точность (/>).
Достоинства: простотаконструкции.
2.7.1 Кориолисовыерасходомеры
Принцип действия основанна возникновении ускорения и силы Кориолиса в массе жидкости или протекании ихчерез вибрирующую U-образную трубку. Расходомер состоит сенсора ипреобразователя сигнала. Сенсор состоит из одной или двух U-образных трубок(нержавеющая сталь), электромагнитной катушки, расположенной в центре изгиба, 2-хиндуктивных датчиков и поверхностного термометра сопротивления.
/>
Среда, расход которойизмеряется, поступает на вход преобразователя и изменяет направление движенияпо U-образной трубке. Среда проходит по одному колену трубки в прямомнаправлении, а по другому- в обратном. В середине U-образной трубке на её концеустановлен электромагнит- вибровозбудитель, сообщающей трубке поперечноесинусоидальное колебание. При этих условиях среда протекающая по трубке имеетпоступательное и вращательное движение. Их совокупность вызывает появлениеускорения и силы Кориолиса. За счёт разной направленности поступательногодвижения среды по коленам трубки сила Кориолиса в зоне перехода прямых участковтрубки в дугообразные воздействует в противоположных направлениях и в зонеперехода на трубку действуют моменты сил, изгибающие трубку в вертикальнойплоскости. Во входной половине трубки сила Кориолиса, действующая на трубку состороны среды, расход которой измеряется, препятствует смещению трубки, а ввыходной способствует смещению. В зонах перехода дугообразного участка трубки впрямолинейные участки установлены электромагнитные преобразователирезультирующих колебаний трубки. Трубка колеблется в вертикальной плоскости самплитудой пропорциональной массе среды протекающей через U-образную трубку.Электромагнитные преобразователи измеряют величину амплитуды колебаний и сдвигфаз, который происходит за счёт отставания возникновения сил Кориолиса насопряженных участках. Расход определяется путём измерения временной задержкимежду сигналами электромагнитных преобразователей, а плотность- измерениемрезонансной частоты колебаний (резонансная частота является функцией массы, амасса пропорциональна плотности). Термометр сопротивления на поверхности трубкиучитывает изменение модуля упругости материала трубки.
Величина силы Кориолисанаходится по формуле:
/>,
где />масса протекающей черезтрубку среды,/>средняя скорость потока среды,/>циклическаячастота принудительных колебаний конца трубки.
Трубка может иметь другуюформу.
Данные расходомерыизготавливаются на диаметр /> мм и на расход: для жидкостей (от/>/> до 550/>), для газов(от 50/>/>до 71000/>). Статическоедавление эксплуатации прибора до 7 МПа.
Достоинства: высокаяточность измерений (до />), длительный срок службы, измерениебольших расходов, нет ограничений на способ установки, измерение одновременно3-х параметров (расхода, массы, плотности), измерение параметров любых сред, напоказания прибора не влияет изменение параметров среды, расход которойизмеряется.
Недостатки: относительнаясложность устройства вторичных преобразователей, ограниченное давлениеэксплуатации.
3. Выбор средства контроля
3.1 Обоснование выборатипа расходомера
По условию измеряетсярасход сжиженной пропан-бутановой фракции со следующими технологическимипараметрами: расход />; давление />аТ.
Рассмотренные контактные видырасходомеров (тахометрические, тепловые, ротаметры и др.) жидкостей, паров игазов обладают существенным недостатком: наличие контакта чувствительного элементас контролируемой средой и обусловленная этим потеря давления потока измеряемойсреды. Так как сжиженная пропан-бутановая фракция- легко испаряющаяся и легковоспламеняющаяся жидкость, то наличие контакта чувствительного элемента сизмеряемой средой также нежелательно. Электромагнитные расходомеры не применимыиз-за отсутствия электропроводности контролируемой среды (пропан-бутановаяфракция).
Применение разделительныхсосудов, продувка нейтральным газом, изготовление сужающих устройств изспециальных материалов и применение других специальных защитных устройствделает применение контактных расходомеров нецелесообразным из-за дороговизныматериалов и сложности обслуживания.
Наличие первичныхпреобразовательных устройств в контактных расходомерах влияет на общуюпогрешность (увеличивается), в связи с этим точность показаний уменьшается.
Лишены выше перечисленныхнедостатков акустические расходомеры, в частности ультразвуковые. Кдостоинствам ультразвуковых расходомеров можно отнести: бесконтактность измерений;высокую точность измерений; не нарушается герметичность трубопровода принеобходимости ремонта или диагностики расходомера; нет потерь давления потока;нет подвижных частей, что резко повышает срок службы прибора; искро- ивзрывобезопасное исполнение ультразвуковых расходомеров делает возможным ихприменение в химической промышленности; с экономической точки зренияультразвуковые расходомеры являются рентабельными для заказчика уже посленепродолжительной эксплуатации. На точность показаний этого типа расходомеров влияеттолько качество поверхности стенок трубопровода. Поэтому для контроля расходасжиженной пропан-бутановой фракции будем использовать ультразвуковойрасходомер.
3.2 Обоснование выбора маркиультразвукового расходомера
Я предлагаю к установкетрехлучевой ультразвуковой расходомер UFM3030 фирмы KROHNE.
Фирма KROHNE работает стехнологией измерения расхода при помощи ультразвука уже 28 лет (с 1980г.). С1980 года на объектах заказчиков установлено более 30 000 надежных и безотказноработающих ультразвуковых расходомеров KROHNE.
Ультразвуковые расходомерыKROHNE занимают лидирующие позиции на мировом рынке расходомеров. Трехлучевойрасходомер UFM 3030 фирмы KROHNE стал эталоном для самых различных применений.Там, где не справляются электромагнитные расходомеры, UFM 3030 демонстрируетнадежные и стабильные результаты благодаря более совершенной электроники,цифровой обработке сигнала и трехлучевой технологии измерения. UFM 3030обладает всеми преимуществами измерения расхода с помощью ультразвуковых волн:точность измерений не зависит от электропроводимости, вязкости, температуры,плотности и давления измеряемой среды. Первичный преобразователь не имеетвыступающих частей, он гладкий внутри и снаружи и не имеет подвижных частей,подвергающихся износу. Поэтому не происходит дополнительной потери давления,нет необходимости в перекалибровке прибора, а потребность в техническомобслуживании минимальна.
Все расходомеры UFM3030,диаметром от 25 до 3000 мм и расходом от 1 до 40 000 м3/ч, калибруются по воде.Калибровка приборов диаметром больше 150 мм, производится на самой точной и самой большой в мире проливной установке, имеющей погрешность менее 0,03% отизмеренного значения, тем самым гарантируя соответствие каждого поставленногоприбора спецификации. Кроме того, каждый вторичный преобразователь проходитиспытания под напряжением с симулируемым расходом с несколькими температурнымициклами от -20ºС до + 60ºС. Эти испытания контролируются идокументируются. Это повышает надежность работы прибора на месте установки игарантирует бесперебойную работу и точность измерений при монтаже вне помещениянезависимо от погоды и времени года.
UFM3030 являетсяуниверсальным прибором для непосредственного измерения жидкостей, как спростыми, так и со сложными свойствами. Особенно выделяются здесь среды с малойэлектропроводностью или неэлектропроводные среды, такие как деминерализованнаявода или углеводороды. Неорганические вещества от расплавленной серы до хлора иорганические соединения, такие как сжиженные газы, также не представляютсложности для UFM 3030.
3.3 Конструкция ультразвуковогорасходомера UFM 3030
Расходомер UFM 3030 вразнесенном или в компактном исполнении состоит из ультразвукового первичногопреобразователя UFS 3000 в комбинации с электронным конвертором UFC 030. Конверторимеет локальный дисплей с подсветкой и тремя кнопками. Все параметрыконфигурации можно вводить либо при помощи этих кнопок, либо используя ручнойстрежневой магнит и магнитные датчики Холла на передней панели, при этом корпусконвертора открывать не нужно. Также прибор можно отконфигурировать покоммуникационному протоколу HART® (протокол – встроенный по умолчанию).Конвертор компактного исполнения (UFC 030 K) устанавливается непосредственно напервичном преобразователе (датчике) расхода, а конвертор для разнесенногоисполнения (UFC 030 F) имеет специальную крепежную скобу для монтажа на стенкеили трубопроводе.
Компактное исполнение UFM3030 K:
/>
Конвертор UFC 030 Kустановлен непосредственно на корпусе ультразвукового первичногопреобразователя UFS 3000.
Применение: UFM 3030 K –EEx / FM / CSA (взрывоопасные зоны).
Разнесенное исполнение UFM3030 F:
/>
Конвертор UFC 030 F установлен отдельно (разнесен) от ультразвукового датчика UFS 3000.
Применение: UFM 3030 F – EEx / FM / CSA (взрывоопасные зоны).
Структура первичногопреобразователя UFS 3000.
/>
/>
3.4 Принцип работывыбранного расходомера
Принцип действия UFM 3030и всех других ультразвуковых расходомеров фирмы KROHNE основан на разницевремени прохождения сигнала. При помощи трех пар запатентованных ультразвуковыхдатчиков измеряется время прохождения акустических сигналов, которые движутсяпо направлению потока и против него. Разница во времени прохожденияпропорциональна средней скорости потока и преобразуется в выходной сигналобъемного и суммарного расхода. Измерительные лучи расходомера UFM 3030образуют трехмерный профиль распределения скоростей движения среды или профильпотока среды, которая проходит по измерительной трубе, благодаря третьемуизмерительному лучу. Эти линии измерения располагаются таким образом, чтобымаксимально снизить воздействие режима потока (ламинарного или турбулентного).В комбинации с использованием новейших технологий цифровой обработки сигналаэто дает стабильные и надежные измерения расхода.
/>
Третий измерительный лучпозволяет UFM 3030 учитывать условия измерения как в ламинарном, так и втурбулентном режиме потока.
3.5 Техническиехарактеристики ультразвукового расходомера UFM 3030
3.5.1 Ультразвуковой электронныйконвертор UFC 030Функция Значение Токовый выход Значение токового сигнала
для Q = 0%; 0 />16 мА;
для Q=100%; 4 />20 мА;
программируется с шагом 1мА (ограничено 20 />22 мА). Электрические соединения
Активный режим: используется встроенный источник питания 24 В DC;
Источник тока, нагрузка ≤ 680 Ом;
Пассивный режим: внешнее напряжение ≤ 18. 24 В DC, нагрузка ≤ 680 Ом. Импульсный выход Параметры выходных сигналов Импульс на единицу измеряемой величины (макс. 2000 Гц) (например, 1000 импульсов/м3). Скважность импульса 25, 50, 100, 200 или 500 миллисекунд для частоты В активном режиме подключение к электронным счетчикам осуществляется через встроенный источник питания 24 В DC / I ≤ 50 мА;
В пассивном режиме подключение к электронным (EC) или электромагнитным счетчика (ЭМС) осуществляется через внешний источник питания ≤ 19 — 32 В DC / I ≤ 150 мА. Частотный выход Параметры выходных сигналов От 0 до 2 000 Гц (например, Q0% — 0 Гц, Q100% — 1000 Гц) при 100% от значения шкалы; Fмакс — 2 кГц Электрические соединения
В активном режиме подключение к электронным счетчикам осуществляется через встроенный источник питания 24 В DC / I ≤ 50 мА;
В пассивном режиме подключение к электронным (EC) или электромагнитным счетчика (ЭМС) осуществляется через внешний источник питания ≤ 19 — 32 В DC / I≤ 150 мА. Выход состояния Параметры выходных сигналов
Включен или выключен;
Низкий уровень: Uвых
Высокий уровень: Uвых > 15 В (включен);
Максимальное значение Uвых = 24 В DC. Электрические соединения
В активном режиме подключение к электронным счетчикам осуществляется через встроенный источник питания 24 В DC / I ≤ 50 мА;
В пассивном режиме подключение к электронным (EC) или электромагнитным счетчика (ЭМС) осуществляется через внешний источник питания ≤ 19 — 32 В DC / I ≤ 150 мА. Аналоговые входы Параметры входных сигналов Вход 1
Единица измерения: градусы Цельсия или Фаренгейта;
Температура для 4 мА: от -50°C до 150°C (от -58°F до 302°F);
Температура для 20 мА: от -50°C до 150°C (от -58°F до 302°F). Вход 2
Единица измерения: бар или psi;
Давление для 4 мА: от 0 до 100 бар (от 0 до 1450 psi);
Давление для 20 мА: от 0 до 100 бар (от 0 до 1450 psi). Электрические соединения Вход 1
4/>20 мА для температурного датчика;
Нагрузка 58 Ом;
Активный (если использовать источник питания UFC 030 24 В DC) или пассивный. Вход 2
4/>20 мА для давления;
Нагрузка 58 Ом;
Активный (если использовать источник питания UFC 030 24 В DC) или пассивный. Управляющие входы Значения сигналов Включено или выключено. Электрические соединения
Низкий уровень: Uвх
Высокий уровень: Uвх > 15 В (включено);
Максимальное значение Uвх: Uвх-макс = 32 В. Сигнальный кабель Стандартное исполнение Только для разнесенного исполнения, тип MR06, O.D. = 11 мм (0.43 дюйма) 5 м (15 футов). Опционально
10 м (30 фт), 15 м (45 фт), 20 м (65 фт), 25 м (80 фт), 30 м (100 фт).
> 30 м (> 100 футов) под заказ. Электрическое присоединение
/>
3.5.2 Ультразвуковойпервичный преобразователь UFS 3000Фланцевые соединения Диаметр Класс фланца / Номинальное давление Максимальное давление Для фланцев по DIN 2501
DN 25 — 80
DN 100 — 150
DN 200 — 2000
DN 1200 — 2000
DN 2200 — 3000
PN 40
PN 16
PN 10
PN 6
PN 2,5
40 бар
16 бар
10 бар
6 бар
2,5 бар Для фланцев по ANSI B 16,5
1" — 24"
26" — 40"
ANSI — Класс 150 фунтов / RF
MSS-SP44 — Класс 150 фунтов/ RF
19,7 бар при 20°C
19,7 бар при 20°C Для фланцев по AWWA 24" — 120" ANSI — Класс 150 фунтов / RF 6 бар при 20°C Применяемые материалы Измерительная труба (с полиуретановым покрытием)
DN 25 — 300 / 1" — 12" SS 316 L (по сравнению с нержавеющей сталью 1.4404 и 1.4435);
DN 350 — 3000 / 14" — 120" углеродистая сталь. Внешняя оболочка датчика
≤ DN 65 / 21/2” SS 316 L;
≥ DN 80 / 3” углеродистая сталь;
≥ DN 350 / 14” отдельный корпус для каждого датчика из нержавеющей стали SS 316 L. Сенсор / окна сенсора SS 316 L Фланцы (наружное полиуретановое покрытие)
> DN 80 / 3” углеродистая сталь. Клеммная коробка (полиуретановое покрытие) Литой алюминиевый корпус
3.5.3 Ультразвуковойрасходомер UFS 3030Функция (параметр) Значение Измеряемые параметры
Реальный объем с простой одностадийной функцией дозирования
Откорректированный расход или объемный расход, приведенный к нормальным условиям в соответствии с API 2540 или требованиями заказчика
Массовый расход в единицах измерения заказчика (необходимы дополнительные сведения) Рабочие условия Жидкости с максимальным содержанием твердых частиц HART®
PROFIBUS PA Диапазон измерения UFM 3030 измеряет в пределах широкого диапазона скоростей потока: V= от 0 до 20 м/сек Точность измерения (при нормальных условиях) Погрешность измерения (V- скорость потока)
При V = от 0,5 до 20 м/сек
При V Повторяемость измерения ± 0,2% от измеряемого значения. Влияние температуры ATEX IEC 529-EN 60 529, EEx de ib IIC Tb … Ts;
FM Класс I, Div. 1 и 2, Группы A, B, C и D;
Класс II, Div. 1, Группы E, F и G;
Div. 2, Группы F и G;
Класс III, Div. 1 и 2;
CSA Класс I, Div. 1 и 2, Группы A, B, C и D;
Класс II, Div. 1 и 2, Группы E, F и G;
Класс III, Div. 1 и 2. Предельные температуры Компактное исполнение Температура рабочей среды от 25°C до +140°C (от -13°F до +284°F). Температура окружающей среды от 40°C до +65°C (от -40°F до 149°F). Разнесенное исполнение Температура рабочей среды от -25°C до +180 °C (от -13°F до +356°F). Температура окружающей среды от -40°C до +65°C (от -40°F до 149°F). Опционально расширенный диапазон температур рабочей среды от 25°C до 220°C (от 13°F до +428°F) до размера DN150. Специальные исполнения Для рабочих сред с номинальными температурами в пределах от -170°C до + 500°C (от -274°F до +932°F) по запросу доступны высокотемпературное исполнение и исполнение для высокого давления. Категория защиты в соответствии с IEC 529 (EN 60 529) Стандартное (разнесенное или компактное исполнение) IP 67 (приравнивается к NEMA 6 и 6P). Опционально для разнесенного исполнения IP 65 (приравнивается к NEMA 4 и 4X) или IP 68 (приравнивается к EMA 6 и 6P). Диапазон измерения расхода от 1 до 40 000 м³/ч. Диапазон диаметров трубопровода от 25 до 3000 мм
3.6 Электрические схемыподключения расходомера
/>
3.7 Монтажные схемыподключения расходомера
Полное заполнение датчикарасхода продуктом.
Ультразвуковой датчикрасхода UFS 3000 устанавливается на таком участке трубопровода, где при любыхусловиях обеспечивается его полное заполнение продуктом, в том числе и принулевой скорости потока.
/>
Горизонтальноерасположение трубопроводов.
Ультразвуковой датчикрасхода устанавливается таким образом, чтобы акустические лучи располагались вгоризонтальной плоскости.
/>
Насосы и регулирующиеклапана.
UFM 3030 устанавливаетсяна выходе насосов и на входе регулирующих клапанов (для избежания возникновениякавитации и завихрений потока, вызванных работой клапана).
/>
Оптимальные условия.
Чтобы получить заявленнуюточность измерения расхода при любых условиях необходимо обеспечить прямойучасток на входе прибора, равный 10D, и прямой участок трубопровода на выходеприбора равный 5D, где D — диаметр датчика. Отклонение от этих величин в любуюсторону может отрицательно сказаться на точности измерений расхода, но невлияет на его повторяемость или работу в целом. На длинных горизонтальныхучастках трубопроводов, где возможно образование так называемых воздушныхкарманов в полости ультразвукового датчика, рекомендуется устанавливатьрасходомер на восходящем под небольшим углом участке трубопровода.
/>
Смешение реагентов
UFM 3030 необходимоустанавливать либо на входе смесителя химреагентов, либо на достаточно большомрасстоянии от его выхода, где уже получен гомогенный продукт – на расстоянии неменее 30D (где D – номинальный диаметр трубопровода), в противном случаеизмерение может быть неустойчивым.
Вывод
Выбранный мнойультразвуковой расходомер UFM 3030 имеет очень широкий диапазон применения. Данныйрасходомер снабжен тремя измерительными лучами, высокоточной электроникой иинновационными технологиями цифровой обработки сигнала, что обеспечиваетнадежные и стабильные результаты измерения даже в сложных рабочих условиях. Приборне требует специальной настройки, т.к. переходные процессы не влияют на егопоказания.
Расходомер UFM 3030является компактным прибором, который легко монтируется и прост в эксплуатации.Его можно устанавливать в труднодоступных местах, так как нет необходимости виспользовании фильтров, выпрямителей потока, опор, изоляции от вибраций.
Как и любой представительультразвуковых расходомеров, данный прибор не имеет подвижных и выступающихчастей, на нём нет дополнительных потерь давления, износа и завихрений.
Расходомер UFM 3030 неотносится к классу дешёвых приборов, но среди современных ультразвуковыхрасходомеров его стоимость сравнительно невысокая. При этом следует учитыватьто, что общие расходы, связанные с монтажом UFM 3030, значительно ниже посравнению с аналогичными затратами на монтаж массовых или вихревыхрасходомеров.
К тому же данныйрасходомер является универсальным с точки зрения выбора типа измеряемой среды(в частотности для нефтегазовой промышленности: всё от тяжелой сырой нефти досжиженных газов, и даже битум). Поэтому срок окупаемости прибора рекорднокороткий.
Учитывая всё вышесказанное, можно утверждать, что ультразвуковой расходомер UFM 3030 имеетотличные технические и метрологические показатели, высокую степень надёжности,и превосходное сочетание цена-качество, т.е. он хорошо подходит дляиспользования в нефтегазовой промышленности.
Заключение
Существует большое количествосредств для измерения расхода сжиженных газов при различных условиях. Они всёвремя модернизируются с целью повышения метрологических и техническиххарактеристик.
Но среди всех методовизмерения расхода особо выделяются акустические, в частности ультразвуковые.
К достоинствамультразвуковых расходомеров принято относить: высшую точность измерения вшироком интервале расходов; сверхвысокое быстродействие (десятки миллисекунд),и возможность измерения пульсирующих расходов; высокие показатели надежности (из-заотсутствия подвижных узлов); отсутствие депрессирующих элементов и вызванныхими потерь давления; принципиальную возможность измерения массового расхода исохранение работоспособности при изменении направления потока; возможностьизмерения большого класса сред от жидких металлов до криогенных жидкостей игазов.
Выделяют несколькоультразвуковых методов измерения расхода, которые по-разному реализуютдостоинства ультразвуковых расходомеров. Поэтому современные ультразвуковыерасходомеры совмещают в себе все преимущества каждого метода, и идеальноподходят под высокие требования современного производства.
Список литературы
1. Кулаков М.В. «Технологические измерения и приборы для химическихпроизводств», М.: Машиностроение.-1983.
2. Справочное пособие «Приборы измерения расхода, давления,уровня», АГТУ,1999.
3. Конспект лекций по дисциплине «Измерительные преобразователи»,доц. Лунеев Д.Е.
4. WWW.KROHNE.RU
5. WWW.TEK-KNOW.RU
6. WWW.PANATEST.RU
7. WWW.OILPAGES.RU
8. WWW.TECHOGRAD.COM