Ультразвуковые расходомеры
3.4. Ультразвуковые расходомеры (счетчики)
Хотя ультразвуковые расходомеры были известны давно, они широко не применялись из-за своих недостатков: зависимости показаний от вязкости продукта, профиля скоростей и низкой точности. Фирма "Krohne Altometer" (Нидерланды) создала высокоточные ультразвуковые счетчики типа "Altosonic" которые используются при коммерческом учете продуктов на различных предприятиях. Для устранения влияния профиля скоростей используется пятиканальный измерительный преобразователь, снабженный коническими участками на входе (конфузором) и выходе (диффузором). Принцип работы счетчика основан на методе измерения разности времени прохождения ультразвука в жидкости по направлению ее движения и против него (см.рис.3.12) .
Рис. 3.12. Схема датчика ультразвукового расходомера
1,2 – датчики (пьезоэлементы);
VЖ – скорость жидкости;
V12, V21 – скорость ультразвука в направлении 1-2, 2-1
Счетчики работают при любом направлении потока. При направлении потока, указанном на рис. 3.12 t12 < t21, при обратном направлении t12 > t21, а их разность пропорциональна средней скорости потока.
Первичный преобразователь работает следующим образом. На один из датчиков поступает электрический импульс, который преобразуется в акустический импульс, распространяемый в измеряемой среде до второго датчика, воздействует на него, вызывая на его выходе импульсный электрический сигнал. Далее на второй датчик воздействует электрический импульс и процесс протекает аналогично. Интервал времени прохождения ультразвуковых импульсов в измеряемой среде от первого датчика ко второму t12 и от второго датчика к первому t21 точно измеряется. Средняя скорость потока, проходящего через поперечное сечение, определяется как средняя из скоростей в каждом из пяти акустических каналов.
Рекомендуемые материалы
Вторичный преобразователь формирует электрические импульсы и обрабатывает сигнал с датчиков, преобразовывает разность интервала времени прохождения ультразвуковых импульсов в значения скоростей, расхода, объема потока измеряемой среды, выраженные в виде импульсных и аналоговых сигналов.
Первичный и вторичный преобразователи соединены пятью кабелями, длиной до 10 м.
Компьютер счетчиков получает со вторичного преобразователя электрические импульсы, после обработки которых выдается информация на экран монитора о параметрах измеряемой среды.
На экран дисплея компьютера выводится следующая информация:
· значение объема и объемного расхода в прямом и обратном направлении потока;
· значение температуры и давления измеряемой среды, полученные с преобразователей, установленных на первичном преобразователе;
· значение массы и массового расхода ( при работе счетчиков с плотномером) ;
· объем, приведенный к нормальным условиям (Т=200 С,Р=0,1 МПа) , объем, приведенный к нормальным условиям европейских стандартов (Т=150 С, Р=0,1МПа);
· профиль измеряемого потока в графической форме;
Технические характеристики:
Условный диаметр, мм от 100 до 400
Рекомендация для Вас - 7 Россия в XVIII в. - первые попытки модернизации страны.
Наибольший расход, м3/ч от 280 до 4500
Предел допускаемой относительной погрешности, %
0,15 0,2 0,25
при кратности диапазона 2:1 10:1 20:1
Преимущества счетчиков: высокая точность измерений, измерения, не зависящие от вязкости, отсутствие подвижных деталей и износа, нет необходимости в техническом обслуживании, широкий динамический диапазон, очень малые потери давления, возможность измерения расхода в обоих направлениях потока.
Недостатком ультразвуковых расходомеров, который может препятствовать их применению при коммерческих операциях, является влияние твердых и газовых включений в жидкости и необходимость в связи с этим в тщательной фильтрации жидкости.
