Сравнительный анализ автоматических мостов и автоматических потенциометров
| КСП | Общие элементы | КСМ |
| 1. первичный измерительный преобразователь- термопара; 2. термопара диф-но включается в измерительную диагональ мостовой схемы; 3. на вход электр. усилителя подается разность +-(Ett0-UСД); 4. направление вращения РД определяется знаком +-(Ett0-UСД); 5. в момент отсчета мостовая схема не уравновешена | 1. основой измерительной части является – мостовая схема; 2. основные конструкционные элементы: электрон. усилитель, реверсивный двигатель, передаточный механизм, шкала отсчета, самопишущий блок | 1. первичный измерительный преобразователь- термометр сопротивления; 2. терм-тр сопротивления включается в плечо мостовой схемы; 3. на вход электр. усилителя подается величина +- UСД; 4. направление вращения РД определяется знаком +- UСД; 5. в момент отсчета мост. Схема уравновешена |
2.4 Измерение расхода.
Расход- количество жидкости, проходящее ч/з сечение канала в ед. времени (расходомер). Количество- интегрированный расход (счетчик). Классификация расходомеров:
1) Расходомеры переменного перепада давления: принцип действия(п.д.) основан на принудительном течении ж. ч/з диафрагму:
Рисунок 11
При протекании ж. ч/з диафрагму происходит сужение потока; при этом в пристеночном слое перед диафрагмой возникает турбулентное движение и повышается давление. Т.к. выпрямление струи за диафрагмой мгновенно не происходит, то в пристеночном слое возникает зона разряжения, тогда давление Р1>Р2.
Расход ж. ч/з диафрагму определяется:
,
где α- коэффициент расхода диафрагмы; S0- площадь выходного сечения. Т.к. каждому значению расхода соответствует свой перепад давлений Р1-Р2, данный расходомер относится к расходомерам переменного перепада давлений.
2) Расходомеры переменного уровня: п.д. основан на свободном истечении ж. ч/з диафрагму. Конструктивно данный расходомер представляет собой емкость, в плоском днище которой расположена диафрагма:
Расход ж. ч/з диафрагму определяется:
;
;
;
.
Т.к. в конечной формуле единственной переменной величиной является величина уровня, то расходомеры данного типа относятся к расходомерам переменного уровня. Для обеспечения постоянного расхода необходимо стабилизировать величину уровня в данной емкости.
Рисунок 12
ДК- диафрагма камерная; ДБ- д. бескамерная.
3) Расходомеры постоянного перепада давлений.
Рассмотрим расходомеры данного типа на примере стеклянного ротаметра: конструктивно стеклянный ротаметр представляет собой цилиндр с внутренним коническим каналом, расширяющимся к верху:
Рисунок 13
Внутри канала свободно перемещается металлический поплавок, имеющий в верхней части косые прорези. Под воздействием потока жидкости поплавок поднимается вверх, раскручивается и самоцентрируется в потоке жидкости. При этом между внутренними стенками канала и поплавком образуется кольцевой канал, по которому протекает поток жидкости. Рассмотрим силы, действующие на поплавок в потоке движущейся жидкости:
а) ↓ Vпρпg и P2S- Сила со стороны потока на верх. торц. поверхность поплавка;
б) ↑ P1S- сила со стороны потока на нижнюю торцевую поверхность поплавка и KVKSбок.- сила со стороны потока на боковую поверхность поплавка, где К=f(Re), VK- скорость ж. в кольцевом канале. Условие равновесия поплавка в потоке жидкости имеет вид: Vпρпg+ P2S= P1S+ KVKSбок. , P1- P2= Vпρпg - KVKSбок. /S. При изменении положения поплавка площадь кольцевого канала изменяется, а скорость потока в кольцевом канале остается неизменной для всех значений расхода. Поэтому расходомеры данного типа относятся к расходомерам постоянного перепада давлений: Р1-Р2=const.
4) Расходомеры скоростного напора: п.д. основан на определении скоростного или динамического напора в потоке движущейся жидкости. Чувствительным элементом данного расходомера является трубка Пито-Прандтля, которая состоит из 2-х частей: торцевой срез 1-й части расположен перпендикулярно потоку, а 2-й срез параллельно.
Рисунок 14
При подключении к обеим частям трубки дифференциального манометра определяется скоростной напор, характеризующий среднюю скорость движения потока. По величине скорости определяется значение расхода.
5) Электрические расходометры: п.д. основан на законе Фарадея: если проводник движется в магнитном поле , то на концах проводника возникает разность потенциалов. Данные расходомеры применяются только для электропроводящих жидкостях и на неэлектромагнитных участках трубопровода.
Рисунок 15
Конструктивно данный расходомер представляет собой 2 электрода диаметрально расположенных на немагнитном участке трубопровода:
При протекании потока жидкости под воздействием магнитного поля на электродах оседают противоположно заряженные частицы. E= - Bdνср , B- магнитная индукция.