Rossiya federasiyasi ta'lim va fan vazirligi

3 . Koriolis debimetrlarining sxemasini tanlash, ishlash tavsifi

Koriolis oqim o'lchagichlari oqim o'lchagichlar deb ataladi, ularning konvertorlarida kuch ta'sirida Koriolis tezlashishi sodir bo'ladi, bu esa o'z navbatida Koriolis kuchining paydo bo'lishiga olib keladi. Bu kuch massa oqimiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Ushbu tezlanishni yaratish uchun oqimning quvur liniyasi o'qiga to'g'ri keladigan aylanish o'qiga nisbatan radial yo'nalishda harakatlanishini ta'minlaydigan doimiy aylanadigan oqim o'zgartirgichi tuzilgan.

Jism aylanadigan sanoq tizimiga nisbatan harakat qilganda, markazdan qochma inertsiya kuchidan tashqari, Koriolis kuchi yoki Koriolis inertsiya kuchi deb ataladigan boshqa kuch paydo bo'ladi .



Rasm 1. Koriolis kuchining namoyon bo'lishi

Koriolis kuchining ko'rinishini quyidagi misolda ko'rish mumkin. Vertikal o'q atrofida aylana oladigan gorizontal diskni oling. Diskda OA radial to'g'ri chiziq chizamiz (1a-rasm). O dan A gacha bo'lgan yo'nalishda v ' tezlikli to'pni uloqtiramiz. Agar disk aylanmasa, to'p biz chizgan to'g'ri chiziq bo'ylab aylanadi. Agar disk o'q bilan ko'rsatilgan yo'nalishda aylantirilsa, u holda to'p nuqta chiziq bilan ko'rsatilgan OB egri chizig'i bo'ylab aylanadi va uning diskka nisbatan tezligi v ' yo'nalishini o'zgartiradi . Binobarin, aylanuvchi sanoq sistemasiga nisbatan shar o'zini v ' tezlikka perpendikulyar F _k kuch ta'sir qilgandek tutadi .

To'pni aylanuvchi disk bo'ylab radial to'g'ri chiziq bo'ylab aylantirish uchun siz, masalan, OA qovurg'a shaklida yo'riqnoma qilishingiz kerak (2b-rasm). Koptok dumalayotganda unga yo'naltiruvchi qovurg'a qandaydir F _{r kuch bilan ta'sir qiladi} . Aylanadigan mos yozuvlar ramkasiga (disk) nisbatan to'p yo'nalishda doimiy tezlik bilan harakat qiladi. Buni rasmiy ravishda izohlash mumkinki, F _{r kuchi to'pga qo'llaniladigan inertial kuch} F _k tomonidan muvozanatlanadi , tezlik v ' ga perpendikulyar . Fk kuchi Koriolis kuchidir _. [o'n bir]
Coriolis oqim o'lchagichining ishlash printsipini ko'rib chiqish uchun ikkita kavisli naychali sxema tanlangan. Oqim o'lchagich ikkita parallel trubadan iborat bo'lsa, oqim kirishda ikkita oqimga bo'linadi va chiqishda bittaga birlashtiriladi.



a) b)
Shakl 2. Koriolis oqim o'lchagichining sxematik diagrammasi (a) va ishlash printsipi (b).

B ₁ va B ₂ nuqtalarida ikkita sensorning o'qishlarida farq yo'q . Agar suyuqlik oqimi mavjud bo'lsa va haydovchi quvurlarning tebranishini yaratsa, u holda Koriolis kuchi quvurlarning nisbiy harakatlarida kichik fazalar farqida o'zini namoyon qiladigan buralish tebranishlarini hosil qiladi. Bu B ₁ va B ₂ ikkita nuqtada sensorlar tomonidan aniqlanadi . Koriolis kuchi ta'sirida quvurlarning egilishi faqat suyuqlik oqimi va trubaning tebranishi mavjud bo'lganda sodir bo'ladi. Oqimsiz tebranish yoki tebranishsiz oqim asbob haqida hech qanday ko'rsatma bermaydi.

Shakl 3. - Moddaning oqimi paytida quvurlarga kuchlarning ta'siri diagrammasi



Shakl 4. - Induksion sariqlardan olingan xarakteristikalar

Signallarni bir vaqtning o'zida olib tashlash bilan DT ning fazaviy siljishi sodir bo'ladi. Bu nisbiy kechikish massa oqimiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. [12]

Qanday bo'lmasin, haydovchi quvurlarni tebranishga olib keladi. Elektromagnit haydovchi bir trubkaga ulangan lasan va boshqa trubkaga ulangan magnitdan iborat. Bobinga o'zgaruvchan tok qo'llaniladi, bu magnitni vaqti-vaqti bilan tortib olish va qaytarishga olib keladi. Keling, ushbu hodisani batafsil ko'rib chiqaylik. Magnit maydondagi (magnit) lasan bo'lgan oqim o'tkazgichga oqim kuchi va o'tkazgich uzunligi elementining vektor mahsuloti va magnit maydon induksiyasi mahsulotiga teng Amper kuchi ta'sir qiladi:


dF = I [ dl , B ] ,

bu yerda dF elementar Amper kuchi;

I - joriy quvvat;
dl - o'tkazgich uzunligi elementi;
B - magnit maydon induksiyasi.
Magnit va lasan turli xil quvurlarga qattiq o'rnatilganligi sababli, kuch quvurlarni bir-biridan yoki bir-biridan uzoqlashtiradi va tortadi. Kerakli shart - bu bobindagi o'zgaruvchan tokning mavjudligi, chunki. kuch yo'nalishini o'zgartirishi kerak. Sensor quvurlarning joylashishini, tezligini yoki tezlashishini aniqlay oladi. Agar elektromagnit datchiklar ishlatilsa, sensordagi magnit va lasan quvurlar tebranishida bir-biriga nisbatan o'z o'rnini o'zgartiradi, bu esa bobinning magnit maydonining o'zgarishiga olib keladi. Shuning uchun bobindagi sinusoidal kuchlanish quvurlarning harakatini ifodalaydi.
Elektromagnit sensorning ishlash printsipi Faraday tomonidan kashf etilgan elektromagnit induksiya hodisasiga asoslanadi 1821 г. Bu hodisa lasan doimiy magnit maydonda harakat qilganda induksion oqimning paydo bo'lishi yoki magnitning (yadro) sobit bo'lak ichidagi harakatidan iborat. Induksion oqim Lenz qonuniga ko'ra yo'naltiriladi, unda induksion oqim shunday yo'nalishga egaki, uning magnit maydoni magnit oqimining o'zgarishiga qarshi turadi. Faraday qonuni: kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit induksiyaning EMF si kontaktlarning zanglashiga olib o‘tgan F _m magnit oqimining o‘zgarish tezligiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri proportsionaldir : [10]


E _ind = – d F _m / dt

Ikki trubkali konstruktsiyaning tabiiy rezonans chastotasi geometriyaga, qurilish materiallariga va butun strukturaning massasiga (naylarning massasi va quvurlar ichidagi suyuqlikning massasi) bog'liq. Quvurning massasi doimiy. Suyuqlikning massasi uning zichligi hajmiga (shuningdek, doimiy) ko'p bo'lganligi sababli, tebranish chastotasini oqayotgan suyuqlikning zichligi bilan aniqlash mumkin. Shuning uchun suyuqlikning zichligini quvurlarning rezonans chastotasini o'lchash yo'li bilan aniqlash mumkin (esda tutingki, suyuqlikning zichligini quvurlar suyuqlik bilan to'ldirilgan va tebransa, oqim yo'q bo'lganda ham aniqlash mumkin).

Quvurlarning devor qalinligi modeldan modelga sezilarli darajada farq qiladi, ammo shunga qaramay, hatto eng kuchli trubaning qalinligi quvur liniyasidan kamroq bo'ladi. Bundan tashqari, ko'plab dizaynlar kichik diametrli quvurlardan foydalanadi, bu esa oqim tezligini keskin oshiradi (1,5-3 m / s dan 7,6 m / s gacha). Quvur devorlarining katta qalinligi va yuqori oqim tezligiga ega dizaynlar eroziya tufayli maxsus materiallardan foydalanishni talab qiladi.
Coriolis oqim o'lchagichi kabi maxsus materiallardan tayyorlanishi kerak u korroziyaga duchor bo'ladi, shuningdek chuqurlikning oldini olish uchun. Quvurlar uchun odatda uglerod va zanglamaydigan po'latdan foydalaniladi, chunki. oz miqdorda chuqurchaga ruxsat beriladi. Oqim o'lchagich uchun hatto kichik miqdordagi chuqurchaga ham yo'l qo'yib bo'lmaydi, chunki devorlari yupqa va chuqurlik strukturada stress kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi, bu uning yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun standart korroziya jadvallari (vazn yo'qotish mezonlari asosida) Coriolis oqim o'lchagich uchun materiallarni tanlash uchun mos emas va bu ishlab chiqaruvchi tomonidan e'tiborga olinishi kerak.