1. Moddalar oqimi va massasini o'lchash haqida umumiy ma'lumot

Tarkib
1. Moddalar oqimi va massasini o'lchash haqida umumiy ma'lumot
2. Oqim o'lchagichlarning asosiy turlari
2.1 O'zgaruvchan bosim o'lchagichlar
2.2 Oqim o'lchagichlar
2.2.1 Rotametrlar
2.2.2 Float va piston hisoblagichlari
2.3 Taxometrlar
2.3.1 Kamerali oqim o'lchagichlar
2.3.2 Elektromagnit oqim o'lchagichlar
2.3.3 O'zgaruvchan darajadagi o'lchagichlar
2.4 Termal oqim o'lchagichlari
2.4.1 Vorteks hisoblagichlari
2.5 Akustik oqim o'lchagichlar
2.6 Fazali oqim o'lchagichlar
2.6.1 Chastotali oqim o'lchagichlar
2.7 Bosim qurilmalari
2.7.1 Koriolis metrlari
3. Boshqarish vositalarini tanlash
3.1 Oqim o'lchagich turini tanlashning asoslari
3.2 Ultrasonik oqim o'lchagich brendini tanlashning asoslari
3.3 UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagichni qurish
3.4 Tanlangan oqim o'lchagichning ishlash printsipi
3.5 UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagichning texnik ma'lumotlari
3.5.1 Ultrasonik signal konvertori UFC 030
3.5.2 Ultrasonik sensor UFS 3000
3.5.3 Ultrasonik oqim o'lchagich UFS 3030
3.6 Oqim o'lchagichni ulash sxemalari
3.7 Oqim o'lchagichni ulash sxemalari
Xulosa
Xulosa
Adabiyotlar ro'yxati
1. Moddalar oqimi va massasini o'lchash haqida asosiy ma'lumotlar
Kimyo sanoatida moddalarning (suyuq, gazsimon, quyma, qattiq, bug' va boshqalar) sarfini va massasini o'lchash tovar hisobi va hisobot operatsiyalarida ham, texnologik jarayonlarni nazorat qilish, tartibga solish va boshqarishda ham keng qo'llaniladi.
Moddaning oqim tezligi - vaqt birligida oqim o'lchash moslamasining kanalining ma'lum bir qismidan o'tadigan moddaning massasi yoki hajmi. Oqim o'lchanadigan birliklarga qarab, hajm oqimi va massa oqimi o'rtasida farq qilinadi. Oqim hajmi m3/s (m3/soat va h.k.) va massa oqimi kg/s (kg/soat, t/soat va h.k.) da o‘lchanadi.
Moddaning oqim tezligi o'lchov asboblari yoki oqim o'lchagichlari bo'lgan oqim o'lchagichlar yordamida o'lchanadi. Ko'pgina oqim o'lchagichlar nafaqat oqimni o'lchash uchun, balki har qanday o'zboshimchalik bilan olingan vaqt oralig'ida o'lchov vositasidan o'tadigan moddaning massasi yoki hajmini o'lchash uchun mo'ljallangan. Bunday holda, ular hisoblagichlar yoki oddiygina hisoblagichlar bilan oqim o'lchagichlar deb ataladi. Hisoblagichdan o'tgan moddaning massasi yoki hajmi o'qish moslamasi yoki integratorning ketma-ket ikki o'qishi orasidagi farq bilan aniqlanadi. Ishlash printsipiga ko'ra ular quyidagi asosiy guruhlarga bo'linadi: o'zgaruvchan bosimning pasayishi; oqim - doimiy bosimning pasayishi; takometrik; elektromagnit; o'zgaruvchan darajali; issiqlik; girdob; akustik. Bundan tashqari, boshqa ishlash tamoyillariga asoslangan oqim o'lchagichlari ma'lum: rezonans, optik, ionlash, markalash va boshqalar Biroq, ularning ko'pchiligi ishlab chiqilmoqda va hali keng qo'llanilmagan.
2. Oqim o'lchagichlarning asosiy turlari
2.1 O'zgaruvchan bosim o'lchagichlar
Quvurlar orqali oqib o'tadigan suyuqliklar va gazlar (bug'lar) oqimini o'lchashning eng keng tarqalgan vositalaridan biri o'zgaruvchan bosimli oqim o'lchagichlari bo'lib, ular standart teshik moslamasidan iborat, differentsial bosim o'lchagich , o'rta parametrlarni o'lchash asboblari va ulanish liniyalari. Oqim o'lchash moslamasining to'plami, shuningdek, mahalliy qarshiliklarga ega toraytiruvchi qurilmadan oldin va keyin quvur liniyalarining tekis qismlarini ham o'z ichiga oladi.
Oqim o'lchagichning toraytiruvchi moslamasi oqimni birlamchi o'lchash o'tkazgichi bo'lib, unda o'lchangan muhit (suyuqlik, gaz, bug ') oqimining kesimining torayishi natijasida bosimning pasayishi (farq) sodir bo'ladi. oqim tezligiga qarab hosil bo'ladi. O'lchov teshiklari, nozullar, Venturi nozullari va Venturi quvurlari standart (normallashtirilgan) cheklovchilar sifatida ishlatiladi . Diafragma - dumaloq teshikli yupqa disk, uning markazi quvur liniyasining o'qida joylashgan (50 mm dan 2 m gacha quvurlarda ishlatiladi). Ko'krak dumaloq konsentrik teshikka ega bo'lgan ko'krak shaklida qilingan, kirish qismida silliq toraygan qismga va chiqishda rivojlangan silindrsimon qismga ega. Venturi ko'krak - silindrsimon kirish qismidan, qisqa silindrsimon qismga aylanadigan silliq torayib ketgan qismdan va kengayuvchi konussimon qismdan (diffuzor) iborat.
Diafragmalarning afzalliklari quyidagilardan iborat: ishlab chiqarish qulayligi, ishlab chiqarishning arzonligi, dizaynni tekshirish qulayligi. Kamchiliklari quyidagilardir: qisqa xizmat muddati, katta qoldiq bosim yo'qolishi ( ).
Burunlarning afzalliklari quyidagilardan iborat: kichik bosim yo'qolishi, bir xil bosim pasayishida kattaroq oqim tezligini o'lchash qobiliyati. Kamchiliklari: ishlab chiqarish va sinovdan o'tkazishning murakkabligi.
O'lchov asboblari sifatida oqim tezligi to'g'risidagi o'lchov ma'lumotlarini tegishli shakl va shaklda chiqarishni ta'minlaydigan ko'rsatuvchi, qayd qiluvchi, birlashtiruvchi, signalizatsiya va boshqa qurilmalar bilan jihozlangan turli xil differentsial bosim o'lchagichlari qo'llaniladi.
O'lchov diafragmasi - bu o'rnatilgan disk, uning markazi quvur liniyasining o'qida yotadi (VIII.1-rasm). Diafragma bilan quvur liniyasida suyuqlik yoki gaz (bug ') oqimi oqganda, uning torayishi diafragmaga boshlanadi. Uning orqasida ma'lum masofada, inertsiya kuchlari ta'sirida, oqim minimal kesmagacha torayadi va keyin asta-sekin quvur liniyasining to'liq kesimiga qadar kengayadi. Swirl zonalari diafragma oldida va undan keyin hosil bo'ladi. Devor yaqinidagi jet bosimi dastlab diafragma oldidagi orqa suv tufayli ortadi. Diafragma orqasida u minimal darajaga tushadi, keyin yana ko'tariladi, lekin oldingi qiymatiga etib bormaydi, chunki bosimning yo'qolishi ppot ishqalanish va turbulentlik tufayli yuzaga keladi .

Shunday qilib, oqim bosimining potentsial energiyasining bir qismi kinetik energiyaga aylanadi. Natijada, toraygan uchastkada o'rtacha oqim tezligi oshadi va bu qismdagi statik bosim toraytiruvchi qurilma oldidagi statik bosimdan kamroq bo'ladi. Ushbu bosimlar orasidagi farq (bosimning pasayishi) siqilish moslamasidan oqib o'tadigan suyuqlik, gaz yoki bug'ning oqim tezligining o'lchovi bo'lib xizmat qiladi.
VIII.1-rasmda chiziqli chiziq bilan ko'rsatilgan quvur liniyasining o'qi bo'ylab bosim faqat grafikning o'rta qismida quvur liniyasi devori bo'ylab bosimdan bir oz farq qilishini ko'rsatadi. 1 va 2 teshiklar orqali statik bosimlar siqilish moslamasidan oldin va keyin o'lchanadi. Bunday holda, siqilmaydigan suyuqliklar uchun oqim tezligi formulalar bo'yicha topiladi:

yoki
,
qayerda  moddaning zichligi ( ), diafragma teshigining kesma maydoni (konstriksiya moslamasi), moddaning oqim tezligi, siqilish moslamasidan oldingi mutlaq bosim, siqilish moslamasidan keyingi mutlaq bosim,

koeffitsienti moddaning viskozitesi va quvur liniyasi devorlariga ishqalanish tufayli oqim qismidagi tezliklarning notekis taqsimlanishini hisobga oladi. Turli toraytiruvchi qurilmalar uchun bu koeffitsient empirik tarzda aniqlanadi. Bu yerda

reaktiv siqilish koeffitsienti (reaktivning eng toraygan qismining tasavvurlar maydoni), I va II bo'limlarda tezlikni notekis taqsimlash uchun tuzatish omillari,

( I bo'limdagi moddaning o'rtacha tezligi, diafragma teshigidagi moddaning o'rtacha tezligi), oqimga mahalliy qarshilik.
Siqiladigan suyuqliklar va gazlarning (bug'larning) oqim tezligini o'lchashda moddaning siqilish moslamasidan o'tganda bosimning pasayishi tufayli zichlikning pasayishini hisobga olish kerak, buning natijasida massa va hajm oqimi stavkalari kamayadi. Shuning uchun oqim tezligini hisoblash uchun quyidagi formulalar qo'llaniladi:

yoki
,
qayerda  o'lchangan muhitning kengayish koeffitsienti, oqim diafragma teshigiga kirgunga qadar muhitning zichligi. Oxirgi ikkita formula faqat teshikdagi oqim tezligi o'lchanayotgan muhitdagi tovush tezligidan (kritik tezlik) kamroq bo'lsa qo'llaniladi.
Differensial bosim o'lchagichlari diapazondan tanlanadi: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300, 10000, Pa. 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63 MPa. Maksimal oqim uchun seriyalarning eng kattasini oling: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3.2; 4; 5; 6.3; sakkiz; 10 va boshqalar.
2.2 Oqim o'lchagichlar
Oqim o'lchagichlarning ishlash printsipi oqimdagi jismning siljishi va uning atrofidagi oqimning dinamik bosimini sezish, moddaning oqim tezligiga bog'liqligiga asoslanadi. Oqim atrofida keng tarqalgan oqim o'lchagichlari doimiy differentsial bosimli oqim o'lchagichlari - rotametrlar, float va piston. Doimiy bosimning pasayishi debimetrlarining ishlash printsipi tananing vertikal harakatining oqim tezligiga bog'liqligiga asoslanadi - oqimda bo'lgan va qurilmaning maydonini teshik orqali o'zgartiradigan float. floatning har ikki tomonidagi bosimning pasayishi doimiy bo'lib qolishi.
Kompensatsion oqim o'lchagichlar deb ataladigan ba'zi to'ldiruvchi oqim o'lchagichlarda to'sar tanasining siljishi tanaga qo'llaniladigan kuchni yaratadigan va oqimning dinamik bosimini muvozanatlashtiradigan bosim miqdori bilan o'lchanadi.
2.2.1 Rotametrlar
Doimiy differentsial bosim o'lchagichlari - rotametrlar - quvurlar orqali oqadigan va sezilarli tebranishlarga duchor bo'lmagan toza va ozgina ifloslangan suyuqliklar va gazlarning bir hil oqimlarining oqim tezligini o'lchash uchun ishlatiladi. Rotametrlar katta o'lchash diapazoniga ega


Rotometr (VIII.4-rasm) uzun konussimon trubka 1 bo'lib, vertikal holda joylashgan bo'lib, uning bo'ylab pastdan yuqoriga harakatlanuvchi oqim ta'sirida float 2 harakat qiladi.Suzuvchi halqasimon teshik maydonigacha harakat qiladi. suzuvchi va konus trubasining ichki yuzasi shunday o'lchamga etadiki, bunda floatning har ikki tomonidagi bosim tushishi hisoblanganga teng bo'lmaydi. Bunday holda, floatga ta'sir qiluvchi kuchlar muvozanatlanadi va float ma'lum bir oqim tezligiga mos keladigan balandlikda o'rnatiladi.
Suzuvchida yuqoridan pastgacha ikkita kuch ta'sir qiladi: tortishish kuchi va suzuvchining yuqori tekisligidagi oqim bosimidan kuch. Gravitatsiya
,
qayerda floatning hajmi, float materialining zichligi va erkin tushish tezlashishi. Floatning yuqori tekisligidagi oqim bosimidan kelib chiqadigan kuch , bu erda floatning yuqori yuzasining birlik maydoniga o'rtacha oqim bosimi, floatning eng katta kesimining maydoni.
float suzuvchining pastki tekisligidagi oqim bosimidan va oqim tezligiga bog'liq bo'lgan indikatorda oqimlarning ishqalanish kuchidan ta'sirlanadi . Float muvozanat holatida bo'lganda, tenglik to'g'ri bo'ladi:
+ = + .
Siqilmaydigan suyuqlikning oqim tezligini hisoblash formulasi:

qayerda  o'lchangan o'rta zichlik,

- empirik tarzda aniqlanadigan iste'mol koeffitsienti. Gaz oqimi tezligini hisoblashda tuzatish koeffitsienti kiritiladi .
Afzalliklari: dizayndagi nisbatan soddaligi, oqim o'lchovlarining keng diapazoni ( ; ).
Kamchiliklari: shisha trubkali rotametrlar uchun o'lchangan muhitning past ish bosimi (0,58 MPa dan ko'p bo'lmagan), metall konus trubkasi bilan rotametrlar uchun ko'rsatkichlarni yozib olishning mumkin emasligi, ko'rsatkichlarni masofaga uzatishning mumkin emasligi, tarozilarning etarli darajada ravshanligi, kalibrlash. rotametrlar maxsus vositalar (suv va havo) bo'yicha amalga oshiriladi, past aniqlik
2.2.2 Float va piston hisoblagichlari
Float oqim o'lchagich doimiy differensial bosim (VIII.5-rasm) qurilma korpusida joylashgan float 1 va konusning o'tirgichidan 2 iborat. Konusli o'rindiq konusning rotametr trubkasi bilan bir xil rolni bajaradi. Farqi shundaki, egarning uzunligi va diametri taxminan teng, rotametrlarda esa konussimon trubaning uzunligi uning diametridan ancha katta.
Porshenli oqim o'lchagichda (VIII.6-rasm) sezgir element gilza 2 ichida harakatlanuvchi pistondir.
Yengda kirish 5 va chiqish joyi 4 mavjud bo'lib, u o'zgaruvchan kesma diafragma hisoblanadi. Porshen sterjen yordamida uzatuvchi transduserning yadrosiga ulanadi 3. Oqim o'lchagichdan oqib o'tadigan suyuqlik piston ostiga kiradi va uni ko'taradi. Bunday holda, chiqish diafragmasining ochilishi katta yoki kamroq darajada ochiladi. Diafragma orqali oqayotgan suyuqlik ham bir vaqtning o'zida piston ustidagi bo'shliqni to'ldiradi, bu esa qarshi kuch hosil qiladi.

Afzalliklari: dizayndagi nisbatan soddalik.
, nisbatan yuqori o'lchov xatosi ( o'lchovning yuqori chegarasidan).
2.3 Taxometrlar
Ularning ishlash printsipi jismlarning harakat tezligining - oqimga joylashtirilgan sezgir elementlarning, ushbu oqim o'lchagichlar orqali oqadigan moddalarning oqim tezligiga bog'liqliklaridan foydalanishga asoslangan. Takometrik oqim o'lchagichlarning ko'p navlari ma'lum, ammo amalda turbinali, sharli va kamerali oqim o'lchagichlar turli xil suyuqliklar va gazlar oqimini o'lchash uchun keng qo'llaniladi.
2.3.1 Kamerali oqim o'lchagichlar
Kamerali takometrik oqim o'lchagichlar bir yoki bir nechta harakatlanuvchi elementlar bo'lib, ular harakati davomida suyuqlik yoki gazning ma'lum hajmlarini o'lchaydilar yoki kesib tashlaydilar. Suyuqliklar va gazlar uchun kamerali oqim o'lchagichlarning ko'p sonli dizaynlari mavjud ( porshenli o'lchagichlar, oval vitesli hisoblagichlar va diskli hisoblagichlar).

Oval-tishli suyuqlik o'lchagich (VIII.11-rasm) uning korpusidan oqib o'tadigan suyuqlik bosimining pasayishi ta'sirida aylanadigan ikkita bir xil oval vitesdan iborat. 1-holatda o'ng vites ma'lum miqdordagi suyuqlikni 1 kesib tashlaydi, chunki bu vites momentga duchor bo'lganligi sababli, chap vitesni soat sohasi farqli ravishda aylantirganda, u soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi. 2-holatda chap vites suyuqlikning yangi qismini kesishni yakunlaydi va o'ng vites oldindan kesilgan hajmni hisoblagichning chiqish trubasiga itaradi. Bu vaqtda moment ikkala vitesga ham ta'sir qiladi. 3-pozitsiyada, chap vites ma'lum hajmni kesib, oldinga siljiydi. 4-pozitsiyada o'ng vites ovoz balandligini kesishni tugatadi, chap vites esa ovozni tashqariga chiqaradi. 5-pozitsiyada o'rnatilgan ovoz balandligi to'liq kesiladi; ikkala vites ham yarim burilish qildi va o'ng vites yana etakchi bo'ldi. Viteslar inqilobining ikkinchi yarmi ham xuddi shunday davom etadi. Shunday qilib, viteslarning to'liq aylanishida to'rtta dozalash hajmi kesiladi. Suyuqlikni hisobga olish viteslarning aylanishlar soniga asoslanadi.
Afzalliklari: nisbatan yuqori o'lchov aniqligi ( ko'rsatkich xatosi ) ; nazorat xonasiga uzatilishi mumkin bo'lgan impuls chiqishini yaratish qobiliyati (har bir zarba suyuqlikning diskret hajmini ifodalaydi); Ushbu oqim o'lchagichlar avtomatik dozalash va o'lchash ilovalari uchun juda mos keladi.
Kamchiliklari: hisoblagichni o'rnatishdan bosimning yo'qolishi taxminan 0,02 MPa ni tashkil qiladi; oqimni o'lchashning tor diapazoni (1,57 MPa ish bosimida 0,8 dan 36 m3 / soatgacha); quvur liniyalarining kichik diametrlari (nominal diametrlari 15-50 mm); ichki izolyatsiya qilingan sirt orqali moddaning oqishi bilan bog'liq aniqlikning pasayishi.
2.3.2 Elektromagnit oqim o'lchagichlar
yopiq, to'liq to'ldirilgan quvur liniyalarida oqadigan, elektr o'tkazuvchanligi Sm / m dan kam bo'lmagan nozik dispersli ferromagnit bo'lmagan zarralari bo'lgan shlamlarni o'z ichiga olgan turli xil suyuq muhitlarning oqim tezligini o'lchash uchun mo'ljallangan .
Elektromagnit oqim o'lchagichlar ikkita alohida blok shaklida ishlab chiqariladi: oqim o'lchash o'tkazgichi va o'lchov birligi - uzatuvchi transduser, unda o'lchov o'tkazgichdan olingan signal keyinchalik foydalanish uchun qulay standartlashtirilgan shaklga tushiriladi.
Elektromagnit oqim o'lchagichning oqim o'zgartirgichi (VIII.15-rasm) quvur liniyasini qoplaydigan oqim yig'uvchi elektrodlari 4 va qo'zg'atuvchi o'rash 1 bo'lgan elektromagnit sariq 2 bo'lgan quvur liniyasining magnit bo'lmagan qismidan 3 iborat.

Elektr o'tkazuvchan suyuqliklar magnit bo'lmagan quvur liniyasi 3 orqali magnit 2 tomonidan yaratilgan yagona magnit maydon orqali oqib o'tganda, suyuqlikda harakatlanuvchi o'tkazgich sifatida ifodalanishi mumkin bo'lgan elektromotor kuch paydo bo'ladi va elektrodlar tomonidan chiqariladi 4. Bu EMF E. o'rtacha oqim tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:
E = Blvcp ,
bu erda B - magnit qutblari orasidagi bo'shliqdagi elektromagnit induksiya, [T], l - elektrodlar orasidagi masofa, [m]; vcp - o'rtacha oqim tezligi, [m/s].
Quvurning tasavvurlar maydoni doimiy bo'lganligi sababli, elektrodlardan olingan EMF suyuqlikning hajmli oqim tezligi bilan ifodalanishi mumkin:
,
bu erda quvurning ichki diametri, elektrodlar orasidagi masofaga teng l, [m]. Keyinchalik, oqim tezligiga mutanosib signal o'lchov birligiga beriladi, u erda standartlashtirilgan shaklga keltiriladi va keyin asbobga yoki boshqa o'lchash moslamasiga uzatiladi. Elektromagnit oqim o'lchagichlari ichki diametri 3 mm dan 1 m gacha yoki undan ko'p bo'lgan quvur liniyalari uchun 0,32 dan 2500 m3 / soat oralig'ida oqim o'lchashni ta'minlaydi, chiziqli tezlik 0,6 dan 10 m / s gacha. Elektromagnit oqim o'lchagichlarning aniqligi
Afzalliklari: xarakteristikaning chiziqliligi, har qanday diametrli quvurlarda foydalanish imkoniyati, ko'rsatkichlar muhitdagi aralashmalarga, uning zichligi va yopishqoqligiga bog'liq emas, bosim yo'qolmaydi.
Kamchiliklari: elektrodlarning polarizatsiyasi (qurilmaning beqarorligi), faqat elektr o'tkazuvchan suyuqlik bilan ishlash, doimiy kuchlanishni kuchaytirish qiyinligi.
2.3.3 O'zgaruvchan darajadagi o'lchagichlar
Ushbu oqim o'lchagichlar ifloslangan suyuqliklar oqimini o'lchash uchun ishlatiladi. Qurilmalarning ishlash printsipi idishdagi suyuqlik darajasining pastki yoki yon devordagi kalibrlangan teshikdan (uyadan) erkin oqib o'tganda oqim tezligiga bog'liqligiga asoslanadi. Teshikning profili va diametri belgilangan bog'liqlik chiziqli bo'ladigan tarzda hisoblanadi. Idishning pastki yoki devoridagi teshik orqali oqim tenglamasi odatda quyidagi munosabat bilan ifodalanadi:

(VIII.29) tenglamadan foydalanib, har qanday teshik shakli uchun Q va H o'rtasidagi munosabatni olish mumkin. Asbobning bir xil shkalasini olish uchun bu bog'liqlik chiziqli bo'lishi kerak:
Q =,
bu yerda K - mutanosiblik koeffitsienti
.

Korpus devorida (VIII-rasm. 16) kalibrlangan suv bosmagan teshikka (uya) ega bo'lgan tirqishli oqim o'lchagich - bu konteyner - korpus 1, profilli tirqishli bo'linma 4 bilan bo'lingan. Tananing chap qismida, o'lchangan suyuqlik kirish trubkasi orqali beriladi, uning darajasi pyezometrik darajadagi trubka 2 va o'lchash moslamasi - differentsial bosim o'lchagich 3 yordamida o'lchanadi.
Suyuqlik darajasini o'lchash uchun boshqa turdagi daraja o'lchagichlardan ham foydalanish mumkin.
Korpusning chap bo'limiga kiradigan suyuqlik uni to'ldiradi, profilli tirqish orqali oqib o'tadi va drenaj orqali qabul qilgichga, so'ngra belgilangan joyga boradi.
Idishning pastki qismidagi teshikka ega bo'lgan boshqa turdagi oqim o'lchagich (VIII.17-rasm) qabul qilgichdan iborat - o'zgaruvchan darajadagi idish 1, korpus 2, kalibrlangan diafragma yoki ko'krak 3 bo'lgan chiqish joyi. kalibrlangan teshik 3 ustidagi suyuqlik ustuni daraja o'lchagich - differentsial bosim o'lchagich 4 yordamida o'lchanadi.
Afzalliklari: slot oqim o'lchagichlari kuchli ifloslangan va tez kristallanadigan suyuqliklar va eritmalarni o'lchashda o'zini isbotladi.
Kamchiliklari: 0,1-50 m3 / soat kichik o'lchov oralig'i; qurilmaning nisbatan yuqori asosiy xatosi: ikkilamchi qurilma bilan to'liq ± 3,5%.
2.4 Termal oqim o'lchagichlari
Termal oqim o'lchagichlari turli parametrlarga ega deyarli har qanday vositaning past oqim tezligini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, ular juda yopishqoq materiallar oqimini o'lchash uchun juda istiqbolli. Ularning ishlash printsipi issiqlik ta'sirining moddaning oqimiga ta'sirining ushbu moddaning massa oqim tezligiga bog'liqligiga asoslanadi.

harorat farqini yaratadigan tashqi energiya manbai tomonidan oqimni isitish yoki sovutishga asoslangan ; chegara qatlamining har ikki tomonida harorat farqini yaratishga asoslangan termal qatlam; Issiq sim , oqimga joylashtirilgan doimiy isitiladigan jism tomonidan yo'qotilgan issiqlik miqdori va moddaning massa oqimi o'rtasidagi bog'liqlikdan foydalanadi.
O'lchov printsipini tanlash o'lchangan muhitga, kerakli aniqlikka, ishlatiladigan haroratga sezgir elementlarning turiga va isitish rejimiga bog'liq. Elastik-qovushqoq plastik moddalar uchun doimiy oqim isitish harorati bilan issiq simli anemometr sxemasiga muvofiq o'lchash afzaldir.
Issiq simli datchiklar R1 va R2 rezistorlari bo'lib, ular quvur liniyasi devoriga bir-biridan ma'lum masofada joylashgan (o'ralgan). Manganin qarshilik R3 va R4 kuchlanish manbai bilan ishlaydigan ko'prik davri yaratish uchun ishlatiladi . Oqimning o'zgarishiga mutanosib ravishda nomutanosiblik signali EM ning elektron kuchaytirgichiga beriladi, u erda u kuchaytiriladi va keyin RD teskari elektr motorining aylanishini boshqaradi, bu esa kompensatsion o'zgaruvchan Rp rezistorining dvigatelini qayta tashkil qilish orqali , ko'prikning o'lchash diagonalidagi nomutanosiblik berilganga teng bo'lguncha ta'minot kuchlanishini o'zgartiradi . Oqim tezligi ampermetr, vattmetr yoki Rp slayderining o'rni bilan o'lchanishi mumkin .
2,5% yopishqoq mahsulotlarning oqim tezligini o'lchashning aniqligini ta'minlash mumkin.
Kalorimetrik oqim o'lchagichlar gazlar oqimini o'lchash uchun ishlatiladi. Oqim o'lchagichga quyidagilar kiradi: 1,2 - qarshilik termometrlari, 3 - elektr isitgich. Agar oqim tomonidan atrof-muhitga berilgan issiqlikni e'tiborsiz qoldiradigan bo'lsak, issiqlik balansi tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:
,
qayerda

suyuqlik yoki gaz isitgichi tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori , quvur qismidagi notekis harorat taqsimoti uchun tuzatish koeffitsienti , moddaning massa oqim tezligi, sp. haroratdagi massa issiqlik sig'imi
,
isitgichdan oldin va keyin isitiladigan muhitning harorat farqi .

Oqimni o'lchashning ikki yo'li mavjud: isitgich tomonidan iste'mol qilinadigan quvvat bilan o'lchash va doimiy harorat farqini ta'minlash ; doimiy isitgich quvvatida harorat farqi bilan o'lchash (harorat farqi quvur liniyasi qismidagi o'rtacha haroratni o'lchash imkonini beruvchi panjara shaklida tayyorlangan qarshilik termometrlari bilan o'lchanadi). Ikkinchi usul yanada tejamkor, chunki. boshqariladigan muhit 1-3 ºS ga qiziydi, shuning uchun yuqori oqim tezligida ham quvvat sarfi kam bo'ladi.
Afzalliklari: yuqori o'lchov aniqligi ( ), katta o'lchov diapazoni (10: 1), pulsatsiyalanuvchi va past oqim tezligini o'lchash.
Kamchiliklari: ma'lum bir harorat farqini avtomatik ravishda ushlab turish uchun qurilmaning murakkabligi va oqimni isitish uchun doimiy elektr energiyasi iste'moli.
2.4.3 Vorteks hisoblagichlari
Hozirgi vaqtda vorteksli oqim o'lchagichlar ishlab chiqilgan va ulardan foydalanish juda keng istiqbolga ega bo'lib, ularning ishlash printsipi vorteks jarayonida oqimda yuzaga keladigan muhitning bosim o'zgarishi chastotasining oqim tezligiga bog'liqligiga asoslanadi. shakllanishi.

Vorteks oqim o'lchagichning o'lchov o'tkazgichi (VIII.19-rasm) quvur liniyasiga o'rnatilgan aylanma 1 bo'lib, uning yordami bilan oqim aylanadi ( aylanib qoladi) va shtutserga kiradi 2. Kengaytirilgan maydonda shtutserning chiqishida. 4-rasmga ko'ra, oqimning vorteks tebranishlarini idrok etuvchi va o'zgartiradigan pyezometrik o'tkazgich 3 o'rnatilgan (buning uchun qaramlik amal qiladi:
,
qayerda o'zgartirgichdagi pulsatsiya chastotasi, -Strouhalning doimiyligi , old qismining diametri, oqimga, to'siqning bir qismiga, oqim tezligiga) elektr signaliga (o'zgaruvchan kuchlanish), keyinchalik talablarga javob beradigan normallashtirilgan shaklga kamayadi. GSP.
Oqimning girdoblari shunday hosil bo'ladiki, vorteksning ichki mintaqasi - 2-gachasi soploga kiradigan yadro faqat aylanish harakatini bajaradi. Tarmoq trubkasidan kengayuvchi hududga 4 chiqishda yadro barqarorligini yo'qotadi va tarmoq trubasining o'qi atrofida assimetrik tarzda aylana boshlaydi.
Afzalliklari: keng harorat oralig'i, deyarli har qanday muhitdan foydalanish imkoniyati.
Kamchiliklari: tashqi shovqin (tebranish) ta'siriga sezgirlik, nolga teng bo'lmagan shkala.
2.5 Akustik oqim o'lchagichlar
Kontaminatsiyalangan, agressiv va tez kristallanadigan suyuqliklar va pulpalarning oqim tezligini, shuningdek, oqim tezligida katta o'zgarishlar (pulsatsiyalar) va hatto harakat yo'nalishidagi o'zgarishlar mumkin bo'lgan oqimlarni, agar boshqa turdagi oqim o'lchagichlardan foydalanish mumkin bo'lmasa, o'lchash uchun. , akustik oqim o'lchagichlar ishlatiladi, ko'pincha ultratovushli (tovush tebranishlarining chastotasi 20 kHz dan ortiq).
Asosan ikkita usul qo'llaniladi. Bir usul yuqoriga va pastga yo'naltirilgan ikkita ultratovush tebranishlari orasidagi faza siljishlaridagi farqni o'lchashga asoslangan (fazali oqim o'lchagichlar).
Yana bir usul qisqa impulslarning takrorlanish chastotalari yoki bir vaqtning o'zida oqim bo'ylab va unga qarshi yo'naltirilgan ultratovush tebranishlari paketlari (chastotaviy oqim o'lchagichlar) o'rtasidagi farqni o'lchashga asoslangan.
2.6 Fazali oqim o'lchagichlar
Agar tebranishlar oqim tezligi yo'nalishi bo'yicha tarqalsa, u holda ular vaqt ichida L masofani bosib o'tadi.

bu yerda a - berilgan muhitdagi tovush tezligi; V - oqim tezligi. Oqim tezligiga qarshi tebranishlarni tarqatishda vaqt

Bu nisbat birlik bilan solishtirganda juda kichik (suyuqliklar uchun tovush tezligi 1000 ... 1500 m / s; V = 3 ... 4 m / s), shuning uchun yuqori darajadagi aniqlik bilan biz olishimiz mumkin.

Fazali oqim o'lchagichlarda vaqt farqi o'rnatiladi


Ikkita pyezoelektrik element 1 va 2 quvur liniyasi yuzasida joylashgan.Pyezoelektr element 1 mexanik kalit 3 orqali yuqori chastotali sinusoidal elektr tebranishlar generatoriga ulangan. Piezoelektrik element elektr tebranishlarini ultratovush tebranishlariga aylantiradi, ular quvur liniyasi devorlari orqali boshqariladigan muhitga yuboriladi. Pyezoelektrik element 2 suyuqlikdagi L masofasidan o'tgan ultratovushli tebranishlarni qabul qiladi va ularni chiqish elektr tebranishlariga aylantiradi.
O'chirishda mexanik kalitning mavjudligi past kommutatsiya chastotasi (taxminan 10 Gts) tufayli tez o'zgaruvchan oqim tezligini o'lchash imkoniyatini cheklaydi. Agar quvur liniyasiga ikkita juft piezoelektrik element o'rnatilgan bo'lsa, buni yo'q qilish mumkin , shunda bir juftlikda emitent doimiy ravishda oqim bo'ylab, ikkinchisida esa oqimga qarshi yo'naltirilgan tebranishlarni hosil qiladi. Bunday oqim o'lchagichda faza o'lchagich doimiy ravishda ikkita sinusoidal tebranishlarni oladi, ular orasidagi faza almashinuvi oqim tezligiga proportsionaldir.
2.6.1 Chastotali oqim o'lchagichlar
Ushbu oqim o'lchagichlarning ishlash printsipi bir vaqtning o'zida suyuqlik oqimi bo'ylab va unga qarshi yo'naltirilgan impulsli modulyatsiyalangan ultratovush tebranishlarining chastotalarini o'lchashga asoslangan.
Generatorlar G yuqori chastotali sinusoidal tebranishlarni (10 MGts) hosil qiladi va ularni M modulyatorlari orqali P1 va PZ nurlantiruvchi pyezoelektrik elementlarga beradi. P1 pyezoelektrik elementi P2 pyezoelektrik elementi tomonidan qabul qilinadigan yo'nalishli ultratovush nurlanishini (10 MGts chastotali) hosil qiladi .

pyezoelektrik elementlar orasidagi L masofada nurlanishning tarqalish vaqti
.
Agar suyuqlik quvur orqali V tezlikda harakat qilsa, u holda ultratovush tebranishlarining harakat yo'nalishi bo'yicha tezlik komponenti teng bo'ladi.

oqim yo'nalishiga qarshi PZ va P4 piezoelektrik elementlari orasidagi tebranishlarning harakatlanish vaqti.
.
, ikkita pyezoelektrik element va kuchaytirgich-konvertor UE bilan birgalikda davriy modulyatsiya sxemasiga kiritilgan. P2 va P4 qabul qiluvchi pyezoelektr elementlariga kelgan birinchi tebranishlar ishga tushirish rejimida ishlaydigan modulyatorlarga etib borishi bilan generatorlar P1 va PZ pyezoelektrik elementlaridan uziladi va ultratovush tebranishlarining nurlanishi to'xtaydi. Birinchi paketlarning oxirgi ultratovush tebranishlari qabul qiluvchi piezoelektrik o'zgartirgichlarga etib borgan va oxirgi elektr tebranishlarining paydo bo'lishi to'xtagan paytlarda u qayta boshlanadi. Ushbu daqiqalarda modulyatorlar yana elektr tebranishlarini generatordan qabul qiluvchi piezoelektrik elementlarga uzatadi va jarayon takrorlanadi. Signalni modulyatsiya qilish chastotasi oqim tezligiga va ultratovush tebranishlari yo'nalishiga (yuqoriga yoki quyi oqimga) bog'liq.
PS konversiya sxemasi bilan aniqlangan chastotalar farqi suyuqlik tezligiga mutanosibdir:

Farqi RP qurilmasi tomonidan qayd etiladi.
Qiymat oqim tezligi va hajm oqimini aniqlaydi :

,
qayerda  quvur liniyasining kesishgan maydoni bo'yicha tezlikni o'rtacha hisoblashdagi farqlarni hisobga oladigan koeffitsient; quvur liniyasining ichki diametri.
Chastota farqi tezlik bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir va muhitda tovush tarqalish tezligiga bog'liq emas. Bu chastota usulining afzalligi, chunki vositaning fizik parametrlarining (zichlik, harorat) asbob ko'rsatkichlariga ta'siri istisno qilinadi.
Afzalliklari: nisbatan yuqori aniqlik ( ); keng ish harorati oralig'i (-200ºS dan +600ºS gacha); tez o'zgaruvchan (pulsatsiyalanuvchi) xarajatlarni o'lchash qobiliyati; almashtirish va texnik xizmat ko'rsatish uskunani bosimsizlantirishni talab qilmaydi (datchiklar biriktirilgan versiya); kontaktsiz o'lchovlar; oqimdagi harakatlanuvchi qismlarning etishmasligi; quvurlarda bosimning yo'qolishi; chastota usuli bilan qurilmaning ko'rsatkichlariga (zichlik, harorat va boshqalar) atrof-muhitning fizik omillarining ta'siri yo'q; quvur liniyasi diametrlarining keng diapazoni (6 mm dan 6500 mm gacha); eng keng oqim o'lchov diapazoni (0,001 2985000 m³ / soat).
Kamchiliklari: o'lchov aniqligining quvur liniyasi devorlarining sifatiga bog'liqligi.
2.7 Bosim qurilmalari

Bosim qurilmalari - oqimning dinamik bosimiga (tezlik) bog'liq bo'lgan bosim pasayishini yaratadigan qurilmalar. Ular oqim tezligini, shuningdek suyuqlik va gazlarning oqim tezligini (kamdan-kam hollarda) o'lchash uchun ishlatiladi.
Amaliyot printsipi oqim tomon egilish bilan yo'naltirilgan L shaklidagi trubkani (Pitot trubkasi) quvur liniyasiga joylashtirishga asoslangan. Quvur quvur liniyasidagi umumiy bosimni dinamik, oqim tezligiga bog'liq va quvur liniyasining statik bosimi yig'indisiga teng deb hisoblaydi. Tezlikni yoki oqimni o'lchash uchun, Pitot trubkasidan tashqari, statik bosimni namuna olish uchun quvur liniyasiga boshqa quvurni o'rnatish, shuningdek, tuzatish koeffitsientini kiritish kerak. Pitot trubkasi bosimi quyidagi formula bilan ifodalanadi:
,
qayerda  quvur liniyasidagi statik bosim, suyuqlik (gaz) zichligi, oqim tezligi.
Ikkinchi quvur uchun formula:

Bosimning pasayishi va moddaning zichligini bilib, siz tezlik va oqimni topishingiz mumkin.
anubar ishlatiladi , bu quvur liniyasining butun kesimida oqimning dinamik bosimining o'rtacha qiymatini ta'minlaydi. Anyubar bir-biriga 90º burchak ostida joylashgan bitta tanadagi 2 qismdan iborat . Ijobiy qismning teshiklari ("+") oqimga qarama-qarshi joylashgan va salbiy ("-") - perpendikulyar .
Ushbu usulning noqulayligi shundaki, u faqat katta diametrli quvurlarda qo'llaniladi.
Kamchiliklari: oqimga qarshilik (bosimning yo'qolishi), zaif aniqlik ( ).
Afzalliklari: dizaynning soddaligi.
2.7.1 Koriolis metrlari
Ishlash printsipi suyuqlik massasida tezlashuv va Koriolis kuchining paydo bo'lishiga yoki ularning tebranish U shaklidagi truba orqali oqib o'tishiga asoslanadi. Oqim o'lchagich sensor va signal o'zgartirgichdan iborat. Sensor bir yoki ikkita U-trubadan (zanglamaydigan po'latdan), egilish markazida joylashgan elektromagnit lasan, 2 ta induktiv sensor va sirt qarshiligi termometridan iborat.

Oqim tezligi o'lchanadigan vosita transduserning kirish qismiga kiradi va U shaklidagi trubka bo'ylab harakat yo'nalishini o'zgartiradi. Muhit trubaning bir tirsagi bo'ylab oldinga yo'nalishda, ikkinchisi bo'ylab esa teskari yo'nalishda oqadi. U shaklidagi trubaning o'rtasida uning uchida elektromagnit tebranish qo'zg'atuvchisi o'rnatilgan bo'lib, u quvurga ko'ndalang sinusoidal tebranish beradi. Bunday sharoitda trubkadan oqib o'tuvchi vosita translyatsion va aylanish harakatiga ega. Ularning kombinatsiyasi tezlashuv va Koriolis kuchining paydo bo'lishiga olib keladi. Naychaning tirsaklari bo'ylab muhitning tarjima harakatining turli yo'nalishlari tufayli trubaning to'g'ri qismlarining yoysimon qismlarga o'tish zonasidagi Koriolis kuchi qarama-qarshi yo'nalishda, o'tish zonasida esa trubkada harakat qiladi. trubkani vertikal tekislikda eguvchi kuchlar momentlariga duchor bo'ladi. Naychaning kirish yarmida, oqim tezligi o'lchanadigan muhit tomonidan naychaga ta'sir qiluvchi Koriolis kuchi trubaning harakatlanishiga to'sqinlik qiladi va chiqish yarmida u siljishga yordam beradi. Quvurning yoysimon qismini tekis bo'laklarga o'tish zonalarida trubaning hosil bo'lgan tebranishlarining elektromagnit konvertorlari o'rnatiladi. Naycha vertikal tekislikda amplitudasi U shaklidagi trubadan oqib o‘tuvchi muhit massasiga proporsional tebranadi. Elektromagnit transduserlar tebranish amplitudasining kattaligini va konjugatsiyalangan uchastkalarda Koriolis kuchlarining paydo bo'lishining kechikishi tufayli yuzaga keladigan faza siljishini o'lchaydi. Oqim elektromagnit transduserlarning signallari orasidagi vaqt kechikishini o'lchash yo'li bilan, zichlik esa tebranishlarning rezonans chastotasini o'lchash yo'li bilan aniqlanadi (rezonans chastotasi massa funktsiyasi, massa esa zichlikka mutanosib). Naycha yuzasidagi qarshilik termometri quvur materialining elastik modulining o'zgarishini hisobga oladi.
Koriolis kuchining kattaligi quyidagi formula bilan topiladi:
,
qayerda  trubkadan oqib o'tadigan muhitning massasi, muhit oqimining o'rtacha tezligi, trubka uchining majburiy tebranishlarining tsiklik chastotasi.
Quvur boshqa shaklga ega bo'lishi mumkin.
Ushbu oqim o'lchagichlar diametri mm va iste'mol qilish uchun ishlab chiqariladi: suyuqliklar uchun ( 550 dan gacha ), gazlar uchun (50 dan 71000 gacha ). Qurilmaning statik ish bosimi 7 MPa gacha.
Afzalliklari: yuqori o'lchov aniqligi ( ga qadar ) , uzoq xizmat muddati, yuqori oqim tezligini o'lchash, o'rnatish usulida cheklovlar yo'q, 3 parametrni bir vaqtning o'zida o'lchash (oqim tezligi, massa, zichlik), har qanday vosita, asbob parametrlarini o'lchash o'qishlar muhitning parametrlari o'zgarishiga ta'sir qilmaydi , oqim tezligi o'lchanadi.
Kamchiliklari: ikkilamchi konvertorlarning nisbiy murakkabligi, cheklangan ish bosimi.
3. Boshqarish vositalarini tanlash
3.1 Oqim o'lchagich turini tanlashning asoslari
Shartga ko'ra, suyultirilgan propan-butan fraktsiyasining iste'moli quyidagi texnologik ko'rsatkichlar bilan o'lchanadi: iste'mol ; bosim aT .
Suyuqliklar, bug'lar va gazlarning oqim o'lchagichlarining (takometrik, termal, rotametrlar va boshqalar) ko'rib chiqilgan aloqa turlari muhim kamchilikka ega: sezgir elementning boshqariladigan muhit bilan aloqasi va natijada o'lchangan muhit oqimining bosimining yo'qolishi. Suyultirilgan propan-butan fraktsiyasi oson bug'lanadigan va yonuvchan suyuqlik bo'lganligi sababli, sezgir elementning o'lchangan muhit bilan aloqasi ham istalmagan. Elektromagnit oqim o'lchagichlari boshqariladigan muhitning (propan-butan fraktsiyasi) elektr o'tkazuvchanligi yo'qligi sababli qo'llanilmaydi.
Ajratish idishlaridan foydalanish, neytral gaz bilan tozalash, maxsus materiallardan toraytirish moslamalarini ishlab chiqarish va boshqa maxsus himoya vositalaridan foydalanish materiallarning yuqori narxi va texnik xizmat ko'rsatishning murakkabligi tufayli kontaktli oqim o'lchagichlardan foydalanishni amaliy bo'lmaydi.
Kontaktli oqim o'lchagichlarda birlamchi konvertorlarning mavjudligi umumiy xatoga ta'sir qiladi (ko'payadi), shu sababli o'qishlarning aniqligi pasayadi.
Akustik oqim o'lchagichlari, xususan, ultratovushli, yuqoridagi kamchiliklardan mahrum. Ultrasonik oqim o'lchagichlarning afzalliklari quyidagilardan iborat: kontaktsiz o'lchovlar; yuqori o'lchov aniqligi; agar oqim o'lchagichni ta'mirlash yoki diagnostika qilish zarur bo'lsa, quvur liniyasining zichligi buzilmaydi; oqim bosimining yo'qolishi yo'q; harakatlanuvchi qismlar yo'q, bu qurilmaning ishlash muddatini keskin oshiradi; ultratovushli oqim o'lchagichlarning uchqun va portlashdan himoyalangan dizayni ularni kimyo sanoatida qo'llash imkonini beradi; Iqtisodiy nuqtai nazardan, ultratovushli oqim o'lchagichlar qisqa muddatli operatsiyadan keyin ham mijoz uchun foydalidir. Ushbu turdagi oqim o'lchagichni o'qishning aniqligi faqat quvur liniyasi devorlarining sirt sifatiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, suyultirilgan propan-butan fraktsiyasining oqimini nazorat qilish uchun biz ultratovushli oqim o'lchagichdan foydalanamiz.
3.2 Ultrasonik oqim o'lchagich brendini tanlashning asoslari
Men KROHNE kompaniyasidan UFM3030 uch nurli ultratovushli oqim o'lchagichni o'rnatishni taklif qilaman.
KROHNE 28 yil davomida (1980 yildan beri) ultratovushli oqim o'lchash texnologiyasi bilan ishlaydi. 1980 yildan beri mijozlar saytlarida 30 000 dan ortiq ishonchli va muammosiz KROHNE ultratovushli oqim o'lchagichlari o'rnatildi.
KROHNE ultratovushli oqim o'lchagichlari dunyodagi etakchi oqim o'lchagichlardir. KROHNE UFM 3030 uch yo'lli oqim o'lchagichi keng ko'lamli ilovalar uchun mezon bo'ldi. Magnit oqim o'lchagichlar ishlamay qolganda, UFM 3030 ilg'or elektronika, raqamli signalni qayta ishlash va uch nurli o'lchash texnologiyasi tufayli ishonchli va izchil natijalarni beradi. UFM 3030 ultratovush oqimini o'lchashning barcha afzalliklariga ega: o'lchov aniqligi o'lchanadigan muhitning o'tkazuvchanligi, yopishqoqligi, harorati, zichligi va bosimiga bog'liq emas. Sensorning chiqadigan qismlari yo'q, ichi va tashqarisi silliq va eskiradigan harakatlanuvchi qismlari yo'q. Shuning uchun qo'shimcha bosim yo'qolmaydi, asbobni qayta kalibrlashning hojati yo'q va texnik xizmat ko'rsatish zarurati minimaldir.
Diametri 25 dan 3000 mm gacha va oqim tezligi 1 dan 40 000 m3/soatgacha bo'lgan barcha UFM 3030 oqim o'lchagichlari suv kalibrlangan. Diametri 150 mm dan katta asboblar dunyodagi eng aniq va eng katta quyish moslamasida o'lchangan qiymatning 0,03% dan kam xatosi bilan kalibrlanadi va shu bilan etkazib beriladigan har bir asbob spetsifikatsiyaga mos kelishini ta'minlaydi. Bundan tashqari, har bir konvertor -20ºC dan + 60ºC gacha bo'lgan bir necha harorat davrlari bilan simulyatsiya qilingan oqim bilan kuchlanish ostida sinovdan o'tkaziladi. Ushbu testlar nazorat qilinadi va hujjatlashtiriladi. Bu o'rnatish joyida asbobning ishonchliligini oshiradi va ob-havo va mavsumdan qat'i nazar, tashqi o'rnatishlarda muammosiz ishlash va o'lchash aniqligini kafolatlaydi.
UFM3030 oddiy va murakkab xususiyatlarga ega suyuqliklarni to'g'ridan-to'g'ri o'lchash uchun ko'p qirrali asbobdir. Bu erda, ayniqsa, mineralizatsiyalangan suv yoki uglevodorodlar kabi elektr o'tkazuvchanligi past bo'lgan muhitlar yoki o'tkazmaydigan muhitlar ajralib turadi. Eritilgan oltingugurtdan xlorgacha bo'lgan noorganik moddalar va suyultirilgan gazlar kabi organik birikmalar ham UFM 3030 uchun muammo emas.
3.3 UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagichni qurish
Masofaviy yoki ixcham versiyadagi UFM 3030 oqim o'lchagichi UFC 030 elektron konvertori bilan birgalikda ultratovush sensori UFS 3000dan iborat. Konvertorda yoritilgan mahalliy displey va uchta tugma mavjud. Barcha konfiguratsiya parametrlarini ushbu tugmalar yordamida yoki old paneldagi qo'lda chiziqli magnit va magnit Hall sensorlari yordamida konvertor korpusini ochmasdan kiritish mumkin. Asbobni HART® aloqa protokoli yordamida ham sozlash mumkin (protokol sukut bo'yicha o'rnatilgan). Yilni versiya konvertori (UFC 030 K) to'g'ridan-to'g'ri birlamchi oqim konvertoriga (datchik) o'rnatiladi va masofaviy versiya konvertorida (UFC 030 F) devor yoki quvur liniyasiga o'rnatish uchun maxsus o'rnatish moslamasi mavjud.
UFM 3030 K ning ixcham versiyasi:

UFC 030 K konvertori to'g'ridan-to'g'ri UFS 3000 ultratovush transduserining korpusiga o'rnatiladi.
Ilova: UFM 3030 K - EEx / FM / CSA (xavfli hududlar).
UFM 3030 F masofaviy versiyasi:

UFC 030 F konvertori UFS 3000 ultratovush sensoridan alohida (ajratilgan) o'rnatiladi.
Ilova: UFM 3030 F - EEx / FM / CSA (xavfli hududlar).
UFS 3000 asosiy konvertorining tuzilishi.


3.4 Tanlangan oqim o'lchagichning ishlash printsipi
UFM 3030 va KROHNE kompaniyasining boshqa barcha ultratovushli oqim o'lchagichlarining ishlash printsipi tranzit vaqtidagi farqga asoslanadi. Uch juft patentlangan ultratovush sensori yuqoriga va pastga qarab harakatlanadigan akustik signallarning o'tish vaqtini o'lchaydi. O'tish vaqtidagi farq o'rtacha oqim tezligiga mutanosib bo'lib, hajm va umumiy oqim chiqish signaliga aylanadi. UFM 3030 oqim o'lchagichining o'lchov nurlari uchinchi o'lchov nuri tufayli muhitning tezlik taqsimotining uch o'lchovli profilini yoki o'lchash trubkasidan o'tadigan muhit oqimining profilini tashkil qiladi. Ushbu o'lchov chiziqlari oqim rejimining (laminar yoki turbulent) ta'sirini minimallashtiradigan tarzda joylashtirilgan. Eng yangi raqamli signalni qayta ishlash texnologiyasi bilan birgalikda bu barqaror va ishonchli oqim o'lchovlarini beradi.

Uchinchi o'lchov nuri UFM 3030 ga laminar va turbulent oqim sharoitlarini hisobga olish imkonini beradi.
3.5 UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagichning texnik ma'lumotlari
3.5.1 Ultrasonik signal konvertori UFC 030

Funktsiya	Ma'nosi
Joriy chiqish
Joriy signal qiymati	Q uchun = 0%; 0 16 mA; Q=100% uchun ; 4 20 mA; 1mA bosqichlarida dasturlashtiriladi (20-22mA bilan cheklangan ).
Elektr aloqalari	Faol rejim: o'rnatilgan 24 V doimiy quvvat manbaidan foydalanadi; Oqim manbai, yuk ≤ 680 ohm; Passiv rejim: tashqi kuchlanish ≤ 18 . 24 V DC, yuk ≤ 680 ohm.
impuls chiqishi
Chiqish parametrlari	O'lchangan qiymat bo'yicha zarba (maksimal 2000 Gts) (masalan, 1000 impuls/m3). Darbeli ish aylanishi 25, 50, 100, 200 yoki 500 millisekundlar chastotasi < 10 Hz.
Elektr aloqalari	Faol rejimda elektron hisoblagichlarga ulanish o'rnatilgan quvvat manbai orqali amalga oshiriladi 24 V DC / I ≤ 50 mA; Passiv rejimda elektron (EC) yoki elektromagnit hisoblagichlarga (EMC) ulanish tashqi quvvat manbai ≤ 19 - 32 V DC / I ≤ 150 mA orqali amalga oshiriladi.
chastota chiqishi
Chiqish parametrlari	0 dan 2000 Gts gacha (masalan, Q0% - 0 Gts, Q100% - 1000 Gts) 100% oraliqda; Fmax - 2 kHz
Elektr aloqalari	Faol rejimda elektron hisoblagichlarga ulanish o'rnatilgan quvvat manbai orqali amalga oshiriladi 24 V DC / I ≤ 50 mA; Passiv rejimda elektron (EC) yoki elektromagnit hisoblagichlarga (EMC) ulanish tashqi quvvat manbai ≤ 19 - 32 V DC / I≤ 150 mA orqali amalga oshiriladi.
Holat chiqishi
Chiqish parametrlari	Yoqish yoki o'chirish; Past daraja: Uout < 5 V (o'chirilgan); Yuqori daraja: U chiqish > 15 V (yoqilgan); Maksimal qiymat Uout = 24 V DC.
Elektr aloqalari	Faol rejimda elektron hisoblagichlarga ulanish o'rnatilgan quvvat manbai orqali amalga oshiriladi 24 V DC / I ≤ 50 mA; Passiv rejimda elektron (EC) yoki elektromagnit hisoblagichlarga (EMC) ulanish tashqi quvvat manbai ≤ 19 - 32 V DC / I ≤ 150 mA orqali amalga oshiriladi.
Analog kirishlar
Kirish parametrlari
Kirish 1	O'lchov birligi: Selsiy yoki Farengeyt darajalari; 4 mA uchun harorat: -50 ° C dan 150 ° C gacha (-58 ° F dan 302 ° F gacha); 20mA uchun harorat: -50 ° C dan 150 ° C gacha (-58 ° F dan 302 ° F gacha).
Kirish 2	Birlik: bar yoki psi ; 4 mA uchun bosim: 0 dan 100 bargacha (0 dan 1450 psi gacha ); 20 mA uchun bosim: 0 dan 100 bargacha (0 dan 1450 psi gacha ).
Elektr aloqalari
Kirish 1	4 20 mA; Yuklash 58 Ohm; Faol (agar UFC 030 24V DC quvvat manbai ishlatilsa) yoki passiv.
Kirish 2	4 20 mA; Yuklash 58 Ohm; Faol (agar UFC 030 24V DC quvvat manbai ishlatilsa) yoki passiv.
Kirishlarni boshqarish
Signal qiymatlari	Yoqish yoki o'chirish.
Elektr aloqalari	Past daraja: Uin < 5 V (o'chirilgan); Yuqori daraja: U kirish > 15 V (yoqilgan); Maksimal qiymat Uin : Vin -max = 32 V.
Signal kabeli
Standart versiya	Faqat masofaviy versiya, MR06 turi, OD = 11 mm (0,43 dyuym) 5 m (15 fut).
Majburiy emas	10 m ( 30 fut ) , 15 m ( 45 fut ), 20 m ( 65 fut) , 25 m ( 80 fut ), 30 m ( 100 fut ). > 30 m (> 100 fut) so'rov bo'yicha.
Elektr aloqasi

3.5.2 Ultrasonik sensor UFS 3000

Flanjli ulanishlar
Diametri	Flanj sinfi / bosim darajasi	Maksimal bosim
DIN 2501 ga muvofiq gardishlar uchun
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 bar 16 bar 10 bar 6 bar 2,5 bar
ANSI B 16,5 gardishlari uchun
1" - 24" 26" - 40"	ANSI - Sinf 150 lb/RF MSS-SP44 - Sinf 150lb/RF	20 ° C da 19,7 bar 20 ° C da 19,7 bar
AWWA gardishlari uchun
24" - 120"	ANSI - Sinf 150 lb/RF	20 ° C da 6 bar
Amaldagi materiallar
O'lchov trubkasi (PU qoplangan)	DN 25 - 300 / 1 "- 12" SS 316 L (zanglamaydigan po'latdan 1.4404 va 1.4435 bilan solishtirganda); DN 350 - 3000 / 14 "- 120" uglerodli po'lat.
Sensorning tashqi qobig'i	≤ DN 65 / 21/2” SS 316 L; ≥ DN 80 / 3 "karbonli po'lat; ≥ DN 350 / 14” har bir datchik uchun SS 316 L zanglamaydigan po'latdan yasalgan alohida korpus.
Sensor / sensorli oynalar	SS 316L
Flanjlar (tashqi poliuretan qoplamasi)	< DN 65 / 2,5" SS 316 L; > DN 80/3 "karbonli po'lat.
Terminal qutisi (poliuretan bilan qoplangan)	Quyma alyuminiy korpus

3.5.3 Ultrasonik oqim o'lchagich UFS 3030

Funktsiya (parametr)	Ma'nosi
O'lchangan parametrlar	Oddiy bir bosqichli dozalash funktsiyasi bilan haqiqiy hajm API 2540 yoki mijoz talablariga muvofiq normallashtirilgan to'g'rilangan oqim yoki hajmli oqim Mijoz birliklarida ommaviy oqim (qo'shimcha ma'lumot kerak)
Ish sharoitlari	Maksimal qattiq moddalar miqdori <5% (v/v) yoki maksimal gaz miqdori <2% (v/v) bo'lgan suyuqliklar.
Aloqa protokollari	HART® PROFIBUS-PA
o'lchov diapazoni	UFM 3030 oqim tezligining keng diapazonida o'lchaydi: V= 0 dan 20 m/s gacha
O'lchov aniqligi (normal sharoitda)
O'lchov xatosi (V - oqim tezligi)	V = 0,5 dan 20 m / s gacha < ± 0,5% o'lchangan qiymatdan; V < 0,5 m / s < ± 2,5 mm / s o'lchangan qiymatda.
O'lchovlarning takrorlanishi	O'lchov qiymatining ± 0,2%.
Harorat effekti	< ± 0,1%.
Xavfli hududlarda foydalanish uchun ruxsatnomalar	ATEX IEC 529-EN 60 529, EEx de ib IIC Tb … Ts ; FM I sinf, div . 1 va 2, A, B, C va D guruhlari; II sinf, div . 1, E, F va G guruhlari; Div . 2, F va G guruhlari; III sinf, div . 1 va 2; CSA I sinf, div . 1 va 2, A, B, C va D guruhlari; II sinf, div . 1 va 2, E, F va G guruhlari; III sinf, div . 1 va 2.
Haroratni cheklash
Yilni dizayn
Ishlash muhiti harorati	25°C dan +140°C gacha (-13°F dan +284°F gacha) .
Atrof-muhit harorati	40°C dan +65°C gacha (-40°F dan 149°F gacha) .
Masofadan bajarish
Ishlash muhiti harorati	dan +180°C gacha (-13°F dan +356°F gacha).
Atrof-muhit harorati	-40°C dan +65°C gacha (-40°F dan 149°F gacha) .
Opsiyonel kengaytirilgan media harorat diapazoni	25 ° C dan 220 ° C gacha (13 ° F dan + 428 ° F gacha) DN150 o'lchamiga qadar .
Maxsus versiyalar	Nominal harorati -170 ° C dan + 500 ° C gacha (-274 ° F dan + 932 ° F) gacha bo'lgan suyuqliklar uchun so'rov bo'yicha yuqori haroratli va yuqori bosimli versiyalar mavjud.
IEC 529 (EN 60 529) bo'yicha himoya toifasi
Standart (masofaviy yoki ixcham versiya)	IP 67 (NEMA 6 va 6P ga teng).
Masofaviy versiya uchun ixtiyoriy	IP 65 (NEMA 4 va 4X ga ekvivalent) yoki IP 68 (EMA 6 va 6P ga ekvivalent).
Oqimni o'lchash diapazoni	dan 40 000 m³ / soatgacha.
Quvur diametri diapazoni	dan 3000 mm gacha

3.6 Oqim o'lchagichni ulash sxemalari

3.7 Oqim o'lchagichni ulash sxemalari
Oqim sensorini mahsulot bilan to'liq to'ldirish.
UFS 3000 ultratovushli oqim sensori quvur liniyasining bunday qismida o'rnatiladi, bu erda har qanday sharoitda u mahsulot bilan to'liq to'ldiriladi, shu jumladan nol oqim tezligida.

Quvurlarni gorizontal joylashtirish.
Ultrasonik oqim sensori akustik nurlar gorizontal tekislikda joylashgan tarzda o'rnatiladi.

Nasoslar va nazorat klapanlari.
UFM 3030 nasoslarning chiqishi va nazorat klapanlarining kirish qismiga o'rnatiladi ( valf ishlashi natijasida yuzaga keladigan kavitatsiya va oqim turbulentligini oldini olish uchun ).

Optimal sharoitlar.
Har qanday sharoitda oqimni o'lchashning e'lon qilingan aniqligini olish uchun qurilmaning kirish qismida 10D ga teng bo'lgan to'g'ri uchastkani va qurilmaning chiqish qismida 5D ga teng bo'lgan quvur liniyasining to'g'ri qismini ta'minlash kerak, bu erda D - D. sensor diametri . Ushbu qiymatlardan istalgan yo'nalishda og'ish oqim o'lchovlarining aniqligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin, ammo uning takrorlanishiga yoki umumiy ishlashiga ta'sir qilmaydi. Ultratovush sensori bo'shlig'ida havo cho'ntaklari paydo bo'lishi mumkin bo'lgan uzun gorizontal quvur uchastkalarida oqim o'lchagichni ko'tarilgan quvur liniyasiga ozgina burchak ostida o'rnatish tavsiya etiladi.

Aralashtirish reagentlari
UFM 3030 kimyoviy aralashtirgichning kirish joyiga yoki uning chiqishidan etarlicha katta masofada, bir hil mahsulot allaqachon olingan joyda o'rnatilishi kerak - kamida 30D masofada (bu erda D - mikserning nominal diametri). quvur liniyasi), aks holda o'lchov beqaror bo'lishi mumkin.
Xulosa
Men tanlagan UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagich juda keng ko'lamli ilovalarga ega. Ushbu oqim o'lchagich uchta o'lchash yo'li, yuqori aniqlikdagi elektronika va innovatsion raqamli signallarni qayta ishlash texnologiyalari bilan jihozlangan bo'lib, ular qiyin ish sharoitida ham ishonchli va barqaror o'lchov natijalarini ta'minlaydi. Qurilma maxsus sozlamalarni talab qilmaydi, chunki. vaqtinchalik jarayonlar uning o'qishlariga ta'sir qilmaydi.
UFM 3030 oqim o'lchagichi ixcham asbob bo'lib, uni o'rnatish va ishlatish oson. U erishish qiyin bo'lgan joylarga o'rnatilishi mumkin, chunki filtrlar, oqim konditsionerlari, tayanchlar, tebranish izolyatsiyasidan foydalanishning hojati yo'q.
Ultrasonik oqim o'lchagichlarning har qanday vakili singari, bu qurilmada harakatlanuvchi va chiqadigan qismlar yo'q, qo'shimcha bosim yo'qotishlari, aşınma va turbulentlik yo'q.
UFM 3030 oqim o'lchagichi arzon qurilmalar sinfiga kirmaydi, ammo zamonaviy ultratovushli oqim o'lchagichlar orasida uning narxi nisbatan past. Shu bilan birga, UFM 3030 ni o'rnatish bilan bog'liq umumiy xarajatlar massa yoki vorteks oqim o'lchagichlari uchun bir xil o'rnatish xarajatlari bilan solishtirganda sezilarli darajada past ekanligini hisobga olish kerak.
Bundan tashqari, ushbu oqim o'lchagich o'lchanadigan vosita turini tanlash nuqtai nazaridan universaldir (xususan, neft va gaz sanoati uchun: og'ir xom neftdan tortib suyultirilgan gazlargacha va hatto bitumgacha). Shu sababli, qurilmaning o'zini oqlash muddati rekord darajada qisqa.
Yuqorida aytilganlarning barchasini hisobga olgan holda, UFM 3030 ultratovushli oqim o'lchagichning mukammal texnik va metrologik ko'rsatkichlarga, yuqori darajadagi ishonchliligiga va mukammal narx-sifat nisbatiga ega ekanligini ta'kidlash mumkin, ya'ni. u neft va gaz sanoatida foydalanish uchun juda mos keladi.
Xulosa
Turli sharoitlarda suyultirilgan gazlar oqimini o'lchash uchun juda ko'p vositalar mavjud. Ularning metrologik va texnik xususiyatlarini yaxshilash maqsadida doimiy ravishda yangilanadi.
Ammo oqimni o'lchashning barcha usullari orasida akustik, xususan, ultratovushli usullar ajralib turadi.
Ultrasonik oqim o'lchagichlarning afzalliklariga murojaat qilish odatiy holdir: oqim tezligining keng diapazonida eng yuqori o'lchov aniqligi; o'ta yuqori tezlik (o'nlab millisekundlar) va o'zgaruvchan xarajatlarni o'lchash qobiliyati; yuqori ishonchlilik ko'rsatkichlari (harakatlanuvchi qismlarning etishmasligi tufayli); depressiv elementlarning yo'qligi va ular tomonidan yuzaga keladigan bosim yo'qotishlari; oqim yo'nalishini o'zgartirganda massa oqimini o'lchash va ish qobiliyatini saqlashning asosiy imkoniyati; suyuq metallardan kriyojenik suyuqliklar va gazlarga qadar ommaviy axborot vositalarining katta sinfini o'lchash qobiliyati.
Ultrasonik oqim o'lchagichlarning afzalliklarini turli yo'llar bilan amalga oshiradigan bir nechta ultratovushli oqim o'lchash usullari mavjud. Shu sababli, zamonaviy ultratovushli oqim o'lchagichlari har bir usulning barcha afzalliklarini birlashtiradi va zamonaviy ishlab chiqarishning yuqori talablariga juda mos keladi.
Adabiyotlar ro'yxati

1. 
   Kulakov M.V. "Kimyo sanoati uchun texnologik o'lchovlar va asboblar", M.: Mashinostroenie .-1983.
   
2. 
   Ma'lumotnoma "Oqim, bosim, darajani o'lchash asboblari", ASTU, 1999 yil.
   
3. 
   “O‘lchov o‘tkazgichlari” fanidan ma’ruza konspekti, dots. Luneev D.E.
   
4. 
   WWW.KROHNE.RU
   
5. 
   WWW.TEK-KNOW.RU
   
6. 
   WWW.PANATEST.RU
   
7. 
   WWW.OILPAGES.RU
   
8. 
   WWW.TECHOGRAD.COM