Объемные счетчики для жидкостей реферат

Обновлено: 04.07.2024

Встречаются также расходомеры жидкости с овальными шестеренками и винтовые счетчик. И те, и другие основаны на вращении жидкостью соответствующего механизма. В заключение нужно сказать, что каждый тип расходомеров имеет свою специфику, а разнообразие их конструкций обусловлено различиями в свойствай жидкостей и условий измерения.

Введение
Крыльчатые счетчики воды
Турбинные водосчетчики с механическим счетным механизмом
Электромагнитные расходомеры-счетчики жидкости
Вихревые расходомеры-счетчики жидкости
Ультразвуковые расходомеры жидкости
Расходомеры переменного перепада давления
Счетчики жидкости с овальными шестернями типа ППО
Кольцевой счетчик жидкости
Заключение
Список литературы

Файлы: 1 файл

ЗВНВ реферат.doc

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Иванова А.А. Белокурский Ю.П.

Введение
Крыльчатые счетчики воды
Турбинные водосчетчики с механическим счетным механизмом
Электромагнитные расходомеры-счетчики жидкости
Вихревые расходомеры-счетчики жидкости
Ультразвуковые расходомеры жидкости
Расходомеры переменного перепада давления
Счетчики жидкости с овальными шестернями типа ППО
Кольцевой счетчик жидкости
Заключение
Список литературы

Расходомер — это прибор или устройство из нескольких частей предназначенное для измерения количества жидкости или газа, протекающей через данное сечение в единицу времени. Если расходомер имеет суммирующее устройство и измеряет количество объема или массы жидкости или газа, то его называют расходомером - счетчиком жидкости (газа).

Большое количество конструкций приборов и механизмов, используемых для измерения количества жидкости, объясняется разнообразием свойств самих жидкостей и условий, в которых производятся измерения. Расходомеры используются не только для измерения количества воды, потребляемой из водопроводных сетей. Они необходимы на бензиновых заправках, на предприятиях химической промышленности, на нефтедобывающих производствах, в сельском хозяйстве.

Основными требованиями к расходомерам являются стабильное обеспечение точных показаний и минимальное влияние внешних факторов на результаты измерений. В разных условиях выполнение этих требований достигается различными способами. Рассмотрим основные разновидности расходомеров жидкости, выпускаемых в настоящее время.

Самыми недорогими и наиболее широко употребляемыми являются крыльчатые и турбинные расходомеры жидкости, используемые преимущественно в водопроводных сетях. Крыльчатые счетчики могут быть одноструйными или многоструйными, а в турбинных могут использоваться механические или индукционные механизмы снятия сигнала.

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на том, что при попадании в область воздействия электромагнитного поля электропроводящей жидкости возникает электродвижущая сила, зависящая от скорости движения жидкости, и эту силу можно измерить. Электропроводность измеряемой такими расходомерами жидкости не должна превышать 10см/м, поэтому данный тип расходомеров не может использоваться для нефтепродуктов, спирта или дистиллята, его использование в основном ограничивается измерениями воды.

Вихревые расходомеры действуют на основе измерения показателей вихрей, создаваемых потокм вокруг помещенного в него предмета. Вихревые расходомеры бывают с индуктивным, электромагнитным или ультразвуковым преобразователем сигнала.

Ультразвуковые счетчики работают благодаря закону, согласно которому разница во времени прохождения звуковой волны по ходу потока и против хода потока пропорциональна скорости движения потока.

Существуют также основанные на принципах гидравлики расходомеры переменного и постоянного перепада давления. Они достаточно широко распространены и идеально подходят для бензина, дизтоплива, жидкого газа и пара.

Встречаются также расходомеры жидкости с овальными шестеренками и винтовые счетчик. И те, и другие основаны на вращении жидкостью соответствующего механизма.

Для замеров вязких жидкостей используют кольцевые счетчики. Внутри корпуса такого расходомера расположен движущийся кольцевой механизм, который обкатывается по стенкам корпуса. Чем выше степень вязкости жидкости, тем точнее показания расходомера.

На рынке в настоящее время представлено довольно много типов расходомеров и счетчиков количества жидкости, однако все равно не удается решить все проблемы по измерению этих величин для всех типов жидкостей и для различных условий их применения. В ряде случаев нет альтернативных вариантов, а для некоторых условий измерения их очень много.

1. Крыльчатые счетчики воды

Крыльчатые счетчики воды относятся к классу тахометрических преобразователей с тангенциальной турбинкой (крыльчаткой), т.е. ось вращения крыльчатки перпендикулярна направлению потока жидкости.

Различают одноструйные водосчетчики, когда поток жидкости поступает в камеру с крыльчаткой, выполненной, как правило, с плоскими лопастями, одной струей тангенциально к крыльчатке. В многоструйных водосчетчиках поток жидкости воздействует на крыльчатку в виде нескольких струй. Водосчетчики этого типа выпускаются с диаметрами от 10 до 50 мм . включительно.

Вращение крыльчатки через магнитную муфту передается счетному роликовому механизму.

Водосчетчики с Ду=10 и 15 мм . - считаются бытовыми или квартирными. Все водосчетчики одного диаметра, как правило, выпускаются с одинаковыми техническими характеристиками , поэтому при выборе следует ориентироваться на завод-изготовитель и цену. Только при серийном выпуске водосчетчиков возможно обеспечить высокое качество продукции при минимальной цене. Выпуск продукции высокого качества при мелкосерийном производстве ведет к росту цены водосчетчика и такой водосчетчик не выдерживает конкуренции.

2. Турбинные водосчетчики с механическим счетным механизмом

Отличием от крыльчатых водосчетчиков является то, что ось вращающейся турбинки расположена вдоль направления движения потока и то, что лопасти турбинки выполнены винтовыми.

Турбинные расходомеры-счетчики жидкости с индукционным узлом съема сигнала.

В нижеперечисленных моделях отсутствует механический счетчик, а скорость вращения турбинки преобразуется в электрический сигнал в индукционном преобразователе, в котором возникает эдс индукции при пересечении лопаткой турбинки магнитного поля преобразователя. Далее электрический сигнал передается в электронный блок, где преобразуется и формируется в значения расхода и количества прошедшей через расходомер жидкости. В ряде расходомеров в электронном блоке осуществляется кусочно-линейная интерполяция характеристики расходомера, чем достигается уменьшение основной погрешности. Необходимо заметить, что на вид характеристики турбинного расходомера сильно влияет изменение кинематической вязкости измеряемой жидкости, поэтому результаты градуировки на воде не вполне достоверны, если измеряемая жидкость имеет большую кинематическую вязкость.

3. Электромагнитные расходомеры-счетчики жидкости

Принцип действия расходомера основан на том, что при прохождении электропроводн ой жидкости через магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике наводится электродвижущая сила, пропорциональная средней скорости потока.

Принцип действия определяет границы использования расходомеров этого типа - электропроводные среды. Конечно, электропроводность должна быть не очень большой (от 10 - 3 до 10 См/м) и обычная водопроводная вода имеет достаточную электропроводность, но нефтепродукты и чистый обезвоженный спирт, дистиллят и бидистиллят нельзя измерять приборами данного типа.

4. Вихревые расходомеры-счетчики жидкости.

Фиксация вихрей может осуществляться разными методами. Индуктивным , когда в теле обтекания располагаются две катушки индуктивности, а в специальной полости между катушками находилась свободноразмещенная мембрана. Мембрана под действием вихрей перемещалась от одной катушки к другой и частота изменения индуктивности катушек была пропорциональна объемному расходу. С преобразователями на этом принципе выпускались два расходомера-счетчика СЖ на Ду=100 и 150 мм . и РОСВ на Ду=32, 40, 50, 80, 100, 150, 200 мм . В настоящее время оба прибора сняты с производства. СЖ разрабатывалс я для Министерства обороны и оказался не востребованным, а общепромышленного исполнения не было сделано. У РОСВ в процессе эксплуатации выяснилось, что в начале работы или после остановки расхода, мембрана залипала и возникающая пульсация потока не могла ее сдвинуть с места. Прибор переставал измерять расход.

В настоящее время выпускаются вихревые расходомеры с электромагнитным узлом съема сигнала и ультразвуковыми датчиками.

В случае применения электромагнитного узла съема сигнала, в теле обтекания делается отверстие и вблизи нее в теле по перпендикулярным диаметрам располагаются два постоянных магнита и два электрода, электрически изолированные от проточной части отверстия. По сути, датчик

преобразования пульсаций представляет собой маленький электромагнитный расходомер с постоянными магнитами. Раньше электромагнитные расходомеры с постоянными магнитами выпускались для больших диаметров, но из-за явления поляризации электродов
их производство было прекращено. Использование известного принципа для вихревого расходомера оказалось очень удачным. Поляризации нет, так как измеряется пульсирующий поток, постоянные магниты не требуют электрического питания, а электронные компоненты в электронных блоках потребляют мало энергии. Поэтому появилась возможность выпускать электронные блоки на литиевых батареях. Один недостаток остался: на постоянных магнитах могут накапливаться магнитные частички, если они есть в водопроводной воде. Желательно перед расходомером такого типа устанавливать магнито-механический фильтр и периодически проверять состояние отверстия в теле обтекания.

В случае использования ультразвуковых датчиков поток просвечивается за телом обтекания и фиксируются вихреобразования. Электроника у такого вихревого расходомера получается проще, чем у времяпролетного ультразвукового расходомера, поэтому приборы получаются более дешевые.

5. Ультразвуковые расходомеры жидкости

Принцип действия ультразвуковых расходомеров заключается в измерении времени прохождения ультразвукового луча по потоку и против него, разница во времени равна двойной скорости потока. Так как ультразвуковой луч имеет определенный размер, то и скорость потока определяется как осредненная по данному размеру. Осуществляя поверку проливным методом, возможно несколько уменьшить величину основной погрешности измерения. Однако имитационный метод менее трудоемкий. Различают две принципиальные конструкции ультразвуковых расходомеров с врезными ультразвуковыми преобразователями и с накладными преобразователями.

Другими модификациями ультразвуковых расходомеров являются расходомеры с накладными датчиками. Принцип работы тот же, но датчики закрепляются на наружной части трубопровода, крепятся либо хомутами или прижимаются к трубопроводу при помощи приваренных к нему шпилек. Поверхность трубопровода очищается, а между датчиком и трубопроводом смазывается. Достоинства такого расходомера простота монтажа, целостность трубопровода, возможность измерять любые жидкости. Основная относительная погрешность измерения не менее ±2,0 %.

6. Расходомеры переменного перепада давления

Принцип действия расходомеров постоянного перепада давления основан на перемещении внутри конической стеклянной трубки, расширяющейся к верху, поплавка. Изменением веса поплавка достигаются различные диапазоны измерения по жидкости и газу. Имеются методики пересчета характеристики ротаметра на среды, отличные от тех при которых проводилась поверка или калибровка. Кроме стеклянных ротаметров, выпускаются пневматические РП, РПО и электрические ротаметры РЭ, РЭВ. У электрических ротаметров выходной сигнал – индуктивность от 1 до 10 МГн. Для преобразования индуктивности в стандартный электрический сигнал необходимо приобретать дополнительное оборудование.

Значение счетчиков и, особенно расходомеров жидкости, газа и пара очень велико. Раньше основное применение имели счетчики воды и газа преимущественно в коммунальном хозяйстве городов. Но с развитием промышленности все большее значение приобрели расходомеры жидкости, газа и пара.
Расходомеры необходимы прежде всего для управления производством. Без них нельзя обеспечить оптимальный режим технологических процессов в энергетике, металлургии, в химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях промышленности. Эти приборы требуются также для автоматизации производства и достижения при этом максимальной его эффективности.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЧЕТЧИКОВ
2. ОБЪЕМНЫЕ СЧЕТЧИКИ
2.1 СЧЕТЧИКИ ПОРШНЕВЫЕ (ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ) ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ
2.2 СЧЕТЧИКИ ПОРШНЕВЫЕ (ДИСКОВЫЕ) ПРЕЦЕССИОННЫЕ
2.3 СЧЕТЧИКИ ПОРШНЕВЫЕ (КОЛЬЦЕВЫЕ) ПЛАНЕТАРНЫЕ
2.4 СЧЕТЧИКИ РОТАЦИОННЫЕ С ОВАЛЬНЫМИ ШЕСТЕРНЯМИ
2.5 СЧЕТЧИКИ ЛОПАСТНЫЕ (КАМЕРНЫЕ) РОТАЦИОННЫЕ
3. ИСХОДНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ И ЕДИНИЦЫ
4. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Вложенные файлы: 1 файл

126205.rtf

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Реферат на тему:

Выполнил: ст. гр. МТ-09-03 Талипова А.А.

Проверил: ассистент Муратова В.И.

1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЧЕТЧИКОВ

2. ОБЪЕМНЫЕ СЧЕТЧИКИ

2.1 Счетчики поршневые (цилиндрические) поступательные

2.2 Счетчики поршневые (дисковые) прецессионные

2.3 Счетчики поршневые (кольцевые) планетарные

2.4 Счетчики ротационные с овальными шестернями

2.5 Счетчики лопастные (камерные) ротационные

3. ИСХОДНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ И ЕДИНИЦЫ

4. СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Назначение приборов для расхода и количества жидкости, газа и пара. Значение счетчиков и, особенно расходомеров жидкости, газа и пара очень велико. Раньше основное применение имели счетчики воды и газа преимущественно в коммунальном хозяйстве городов. Но с развитием промышленности все большее значение приобрели расходомеры жидкости, газа и пара.

Расходомеры необходимы прежде всего для управления производством. Без них нельзя обеспечить оптимальный режим технологических процессов в энергетике, металлургии, в химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях промышленности. Эти приборы требуются также для автоматизации производства и достижения при этом максимальной его эффективности.

Счетчики жидкости и газа необходимы для учета массы или объема нефти, газа и других веществ, транспортируемых по трубам и потребляемых различными объектами. Без этих измерений очень трудно контролировать утечки и исключать потери ценных продуктов. Снижение погрешности измерений хотя бы на 1 % может обеспечить многомиллионный экономический эффект.

1.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЧЕТЧИКОВ

Приборы для измерения количества вещества, т. е. для измерения суммарного объема или массы вещества, протекающего по трубопроводу за какой-либо отрезок времени (час, сутки и т. д.), называются счетчиками.

В последнее время в связи с появлением интегрирующих устройств у расходомеров и специальных расходомерных приставок у счетчиков между этими приборами не делают принципиального различия и даже объединяют их в одну общую группу приборов -- расходомеры. Однако эти приборы имеют и свои специфические различия, отражающиеся в подходе к определению и нормированию основных технических и метрологических характеристик.

В современном промышленном производстве применяют счетчики, отличающиеся друг от друга назначением, принципом действия и конструкцией. Для оценки и сравнения различных конструкций и модификаций счетчиков как измерительных устройств и определения реальной точности измерения количества нормируются следующие характеристики:

калибр -- диаметр условного прохода входного патрубка счетчика в миллиметрах;

относительная погрешность показаний в процентах -- разность между показаниями счетчика Vc и действительным количеством вещества VR, прошедшим через счетчик

б = (Vc -- Vp)/Va * 100;

потеря напора -- разность давлений, определенная по показаниям манометров во входном и выходном патрубках счетчиков, обусловленная гидравлическим и механическим сопротивлениями в его механизме; нижний предел измерений -- наименьший часовой расход, при котором относительная погрешность показаний счетчика не выходит за пределы допускаемых значений;

верхний предел измерений -- наибольший часовой расход, при котором погрешность показаний и потеря напора не выходят за пределы установленных допусков (работа счетчиков на верхнем пределе допускается только при кратковременных пиковых нагрузках -- в общей сложности не более 1 ч в сутки);

номинальный расход -- наибольший часовой расход, при котором погрешность показаний не выходит за пределы допускаемых значений, а потеря напора при этом расходе не создает в приборе усилий, приводящих к быстрому износу трущихся частей и деталей;

порог чувствительности -- наименьший часовой расход, при котором чувствительный элемент прибора приобретает установившееся движение, а счетчик начинает давать показания с любой сколь угодно большой погрешностью. Порог чувствительности характеризует трение в счетчике, зависящее от его конструкции, качества изготовления и сборки его механизма, а также от физико-химических свойств измеряемого вещества;

емкость счетного механизма -- наибольшее количество вещества, которое может быть отсчитано счетным механизмом прибора.

Объемными счетчиками измеряют количество чистых промышленных жидкостей, нефтепродуктов и сжиженных газов, т. е. жидкостей с широким диапазоном изменения вязкости. Кроме того, объемные счетчики обеспечивают высокую точность измерений (относительная погрешность их обычно не превышает 0,5 %) и достаточный для условий применения диапазон измерений.

Принцип действия объемных счетчиков основан на суммировании объемов жидкости, вытесненных из измерительной камеры прибора за любой отсчетный промежуток времени.

Основными элементами объемных счетчиков жидкостей являются измерительная камера определенного объема и конфигурации и перемещающийся в ней рабочий орган (поршень, диск, шестерни и т. д.).Рабочий орган счетчика перемещается под действием разности давлений на входе и выходе измерительной камеры при протекании через нее измеряемой жидкости. За каждый цикл своего перемещения рабочий орган вытесняет определенный объем жидкости, равный V. Суммарное число перемещений Лгс рабочего органа фиксируется счетным механизмом. По разности показаний счетного механизма в конце и в начале какого-либо промежутка времени определяется объемное количество жидкости VT, протекшей через прибор за этот промежуток времени.

Таким образом, общее для всех объемных счетчиков уравнение измерений имеет вид

В зависимости от конструктивных особенностей рабочего органа (поршень, шестерни и т. п.), а также от вида движения, совершаемого рабочим органом при работе счетчика (поступательное, вращательное -- ротационное, сложное колебательное -- прецессионное, сложное вращательное -- планетарное), объемные счетчики классифицируют на:

поршневые (цилиндрические) с поступательным движением цилиндрического поршня;
ïîðøíåâûå (äèñêîâûå) ñ ïðåöåññèîííûì äâèæåíèåì äèñêîâîãî ïîðøíÿ;
ïîðøíåâûå (êîëüöåâûå) ñ ïëàíåòàðíûì äâèæåíèåì êîëüöåâîãî ïîðøíÿ;
øåñòåðåííûå (êðóãëûå) ñ ðîòàöèîííûì âðàùåíèåì êðóãëûõ øåñòåðåí;
øåñòåðåííûå (îâàëüíûå) ñ ðîòàöèîííûì âðàùåíèåì îâàëüíûõ øåñòåðåí;
ëîïàñòíûå (êàìåðíûå) ñ ðîòàöèîííûì âðàùåíèåì ëîïàñòåé, âûïîëíåííûõ â âèäå êàìåð;

2.1 Счетчики поршневые (цилиндрические) поступательные применяются для измерения количества жидкостей большой вязкости (мазута, смолы и др.)

По конструкции счетчики с цилиндрическими поршнями отличаются друг от друга количеством поршней, их расположением (горизонтальным или вертикальным), направлением действия потока жидкости на поршень, и, наконец, видом распределительного устройства.

Рассмотрим работу поршневого мазутомера (рис. 1) -- это четы-рехпоршневой счетчик с вертикальными поршнями, золотниковым распределительным устройством и односторонним действием жидкости на поршни. В корпусе счетчика 5 на шаровой опоре установлен четерехпоршневой гидромотор. Штоки поршней 1 шаровыми шарнирами опираются на диск 2, который связывает их в единый механизм. Наклон диска ограничивается опорной тарелкой 3. Ход поршней и, в конечном счете, показания счетчика регулируют, изменяя высоту установки опорной тарелки. П устройство и редуктор счетного механизма. Крышка имеет полости А и Б оршневой механизм закрыт крышкой, в которой размещены золотниковое для подвода и отвода жидкости из золотникового устройства. При работе

счетчика золотниковое распределительное устройство поочередно сообщает полости цилиндров над поршнями с полостями в крышке, через которые подводится и отводится измеряемая жидкость. При перемещении поршней диск совершает колебательное движение, обкатываясь по опорной тарелке. При этом начинает вращаться коленчатый валик 4, число оборотов которого пропорционально суммарному количеству жидкости, протекшей через счетчик.

Счетчики с цилиндрическими поршнями обладают высокой точностью (известны счетчики с уплотненными цилиндрическими поршнями, погрешность показаний которых не превышает 0;7 %) и чувствительностью. Однако они громоздки, сложны в эксплуатации и вызывают большие потери давления.

2.2 Счетчики поршневые (дисковые) прецессионные получили преимущественное распространение в практике измерения количественных жидкостей

При протекании через счетчик измеримой жидкости под действием разности давлений колеблется дисковый поршень 3. Число колебаний поршня, пропорциональное количеству протекшей жидкости, фиксируется счетным механизмом 11, 12, 13, размещенным в головке 10. Измеряемая жидкость поступает через входной патрубок и предохранительную сетку 6 в измерительную камеру 2. Внутренняя часть боковой поверхности камеры выполняется в виде шарового пояса, а внутренняя часть верхней и нижней поверхностей камеры -- в виде усеченных конусов и шаровых сегментов,

служащих подпятниками для дискового поршня, расположенного внутри камеры. Через отверстие верхнего подпятника проходит ось поршня 16. которая стягивает две полусферы 1, являющиеся подшипниками диска. Дисковый поршень имеет прорезь; через которую проходит радиальная перегородка. Служащая одновременно и направляющей, препятствующей повороту диска, и устройством, исключающим возможность непосредственного перетекания жидкости из входного патрубка в выходной. Ось поршня 16 опирается на направляющий конус 8 так, что диск все время остается в наклонном положении, соприкасаясь с боковой (шаровой), верхней и нижней торцовыми (конусными) поверхностями.

Поступающая в измерительную камеру жидкость может попасть в выходной патрубок, только обтекая опорную полусферу, приводя тем самым диск в сложное колебательное - прецессионное движение. При этом ось диска обкатывается вокруг направляющего конуса, приводя во вращение поводок 7. Число оборотов поводка через передаточный механизм 9 и приводной валик 14 передается на стрелочный указатель 13 и роликовый счетный указатель 11.

Показания прибора регулируют перепуском части жидкости непосредственно из входного патрубка в выходной регулировочным винтом 17. Весь механизм счетчика размещается в корпусе 5. Смазка трущихся деталей механизма осуществляется с помощью масленки 15. Вследствие неразрывности потока измеряемой жидкости дисковый поршень непрерывно колеблется. При каждом полном колебании диска через измерительную камеру прибора протекает определенная порция жидкости, теоретически равная объему камеры за вычетом объема диска с шаровой опорой и объема радиальной перегородки.

Дисковые (прецессионные) счетчики при правильном изготовлении и регулировке обладают большой чувствительностью и могут применяться для измерения количества жидкостей при весьма малых расходах. Чувствительность прибора тем выше, чем меньше вес диска и диаметр опорного шара и чем больше диаметр диска.

Ввиду того, что часть жидкости, протекающая через зазор между диском и шаровой поверхностью измерительной камеры, не учитывается, этот зазор должен быть минимальным (в зависимости от вязкости жидкости) одинаковым при всех положениях диска.

Для обеспечения надежности счетчиков материалы, из которых изготовляют их детали, подвергающиеся износу при работе счетчика, должны быть стойкими к истиранию. Диски изготовляют обычно из легких пластмасс или эбонита, а опорные поверхности -- из твердого графита или специальных металлических сплавов.

Чтобы в счетчик не попал воздух, механические примеси и грязь, которые могут привести к интенсивному износу, понижению точности измерений или даже к заклиниванию диска, в сети подводящего трубопровода перед счетчиком необходимо устанавливать фильтр-газоотделитель с аварийным воздухосборником.

Недостатком данных счетчиков является сложность их изготовления и ремонта.

2.3 Счетчики поршневые (кольцевые) планетарные

Счетчик состоит из корпуса 10, крышки 16, измерительной камеры, кольцевого поршня 4, передаточного и счетного механизмов. Крышка соединяется с корпусом при помощи нажимного кольца 14 и уплотнения 15. Измерительная камера образуется внешним цилиндром 2 и двумя внутренними цилиндрическими выступами 3, соосными внешнему цилиндру. Один выступ составляет одно целое с нижним основанием цилиндра, другой с верхним. Жидкость поступает в измерительную камеру через предохранительную сетку 11 и отверстие 8 в нижнем основании внешнего цилиндра и вытекает через отверстие 5 в верхнем основании. Внутри измерительной камеры установлена радиальная перегородка 7, предотвращающая непосредственное перетекание жидкости из отверстия 8 в отверстие 5. Перегородка врезана в стенки внутренних кольцевых выступов, в верхнее и нижнее основание камеры. В центре нижнего основания имеется направляющий ролик 9.

Принцип действия объемных счетчиков основан на непосредственном отмеривании объемов измеряемой среды с помощью мерных камер известного объема, и подсчета числа порций прошедших через счетчик. Объемные счетчики подразделяются на опорожняющие и вытесняющие. Опорожняющие счетчики - имеют жесткие камеры, из которых измеряемая среда свободно вытекает. Счетчики этого типа не пригодны для измерения количества газа. Простейшими объемными счетчиками с жесткой камерой является мерный бак и мерник, к этому же типу объемных счетчиков относятся барабанные и опрокидывающие счетчики. Вытесняющие объемные - счетчики имеют мерные камеры с перемещающимися стенками которые вытесняют измеряемую фазу.

Газомеры RITTER барабанного типа работают по принципу вытеснения. Газомеры содержат вращающийся измерительный механизм (измерительный барабан), находящийся в рабочей жидкости (как правило, в воде или жидком масле). Измерительный барабан измеряет объем за счет периодического заполнения и опорожнения четырех жестких измерительных камер.

Ротационный (роторный) счетчик — камерный счетчик газа, в котором в качестве преобразовательного элемента применяются восьмиобразные роторы.

Ротационный газовый счетчик типа РГ состоит из корпуса 1, внутри которого вращаются два одинаковых восьмеркообразных ротора 2 передаточного и счетного механизмов, связанных с одним из роторов. Роторы приводятся во вращение под действием разности давлений газа, поступающего через верхний входной патрубок и выходящего через нижний выходной патрубок. При вращении роторы обкатываются своими боковыми поверхностями. Синхронизация вращения роторов достигается с помощью двух пар одинаковых зубчатых колес, укрепленных на обоих концах роторов в торцевых коробках вне пределов измерительной камеры-корпуса. Для уменьшения трения и износа шестерни роторов постоянно смазываются маслом, залитым в торцевые коробки. Объем газа, вытесненный за пол-оборота одного ротора, равен объему, ограниченному внутренней поверхностью корпуса и боковой поверхностью ротора, занимающего вертикальное положение. За полный оборот роторов вытесняются четыре таких объема.

Лопастной счетчик жидкости состоит из цилиндра, вращающегося внутри цилиндрической камеры, и четырех лопастей, перемещающихся в радиальных прорезях последнего. Одна или две из этих лопастей всегда принудительно выдвинуты из цилиндра практически до упора во внутреннюю поверхность камеры, перекрывая при этом кольцевой проход. Лопасти, находясь под разностью давлений жидкости, входящей и уходящей из счетчика, перемещаются вместе с ней, вызывая одновременно вращение цилиндра. Лопастные счетчики предназначены для измерения в трубах диаметром 100—200 мм. Принудительное перемещение лопастей в радиальных прорезях наиболее часто осуществляется с помощью профилированного кулачка, реже - под воздействием направляющей кромки внутри измерительной камеры. В первом случае вокруг расположенного в центре неподвижного профилированного кулачка обкатываются четыре ролика, каждый из которых закреплен на своей лопасти. В данном случае лопасти не упираются во внутреннюю поверхность камеры, из-за чего между ними остается небольшой зазор. Для предотвращения непосредственного перетекания жидкости из подводящей трубы в отводящую служит кольцевая вставка. При втором способе вращающийся цилиндр размещен эксцентрично относительно измерительной камеры. Лопасти в данном случае под воздействием пружин или же благодаря механической связи противоположных лопастей принудительно прижимаются к внутренней поверхности камеры, образуя две лопастные пары. Здесь протечки через зазоры сведены до минимума. Но данный способ имеет существенный недостаток: трение лопастей о цилиндрическую поверхность камеры, что приводит к изнашиванию трущихся поверхностей и увеличивает потерю давления. При кулачковом приводе лопастей этих недостатков нет, но необходимо обеспечить малые (около 0,05 мм) зазоры, для чего кулачковый механизм, лопасти и внутреннюю поверхности камеры выполняют с повышенной точностью, что обеспечивает минимальные неконтролируемые утечки жидкости в счетчике, поэтому данным счётчиком преимущественно измеряют количество маловязких жидкостей (легких нефтепродуктов, спирта и т. п.). Профиль кулачка состоит из четырех частей. Каждая лопасть соответствует повороту цилиндра на 90°. В пределах первой части радиус кулачка возрастает от rmin до rшах, благодаря чему обеспечивается полное перемещение лопасти внутрь измерительной камеры. Во второй части кулачок сохраняет постоянный радиус rшах, и лопасть движется вдоль внутренней поверхности камеры, перемещая отмеренный объем жидкости из подводящей трубы в отводящую. В третьей части радиус кулачка уменьшается от rшах до rmln, что сопровождается перемещением лопасти внутрь цилиндра. В четвертой части кулачок имеет постоянный радиус rmin. Утопленная в цилиндре лопасть перемещается вдоль неподвижной вставки, которая разделяет входную и выходную полости счетчика. При профилировании кулачка в пределах первой и третьей частей надо стремиться к тому, чтобы не было резкого изменения ускорения у лопастей. Выполнение данного условия необходимо для сохранения длительной работоспособности счетчика. Для уменьшения трения износа как нижних опорных торцов лопастей о нижнюю поверхность измерительной камеры, так и их боковых плоскостей о стенки прорезей в цилиндре, целесообразно устанавливать внизу камеры опорные ролики или шарикоподшипники, а внутри цилиндра укреплять ролики, направляющие движение лопастей.

Где: 1Лопасти с роликами. 2Корпус счетчика. 3Подвижный барабан. 4Кулачок не подвижный. 5Вкладыш разделяющий вход и выход.

Расход - объём вещества, проходящего через поперечное сечение потока за единицу времени.

2. Механические счётчики расхода

Скоростные счетчики

Принцип действия скоростных счетчиков состоит в том, что протекающий через прибор поток измеряемой жидкости приводит во вращение крыльчатку или вертушку, скорость вращения которых при этом пропорциональна средней скорости протекающей жидкости, а следовательно, и расходу. Скорость вращения пропорциональна расходу. В действительности коэффициент пропорциональности остается постоянным на всем диапазоне измерения прибора.

Скоростные счетчики устанавливаются в закрытых трубопроводах таким образом, чтобы весь поток измеряемой жидкости проходил через прибор. Протекающая жидкость может подводиться к крыльчатке или вертушке аксиально или тангенциально, причем во втором случае жидкость может подводиться как одной, так и несколькими струями. Счетчики с аксиальным подводом жидкости применяются для измерения больших расходов жидкости, с тангенциальным подводом — для измерения малых расходов.

С осью крыльчатки или вертушки связывается механизм для подсчета числа оборотов и, таким образом, количества жидкости; Счетный механизм может быть помещен непосредственно в измеряемой жидкости или защищен от нее сальником.

Скоростной счетчик.

Для обеспечения правильной работы счетчиков необходимо их устанавливать таким образом, чтобы все сечение счетчика было полностью заполнено жидкостью. Несмотря на то, что все счетчики имеют струевыпрямители, поток перед счетчиком должен быть выровнен; для этого их нужно устанавливать так, чтобы перед ними был прямой участок трубопровода, равный 8—10D (D — диаметр трубопровода!). Установка скоростных счетчиков на трубопроводах часто производится без обводных линий, так как их повреждение не вызывает прекращения подачи жидкости у счетчиков с аксиальным подводом жидкости и подъемом и опусканием вертушки у счетчиков с тангенциальным подводом жидкости.

Объемные счетчики

Принцип действия объемных счетчиков основан на непосредственном отмеривании объемов измеряемой среды с помощью мерных камер известного объема и подсчета числа порций, прошедших через счетчик. Объемные счетчики подразделяют на опорожняющиеся и вытесняющие. Опорожняющиеся объемные счетчики имеют жесткие камеры, из которых измеряемая среда свободно вытекает. Счетчики этого типа непригодны для измерения количества газа. Простейшим объемным счетчиком с жесткой камерой является мерный бак или мерник. К этому же типу объемных счетчиков относятся барабанные и опрокидывающиеся счетчики. Вытесняющие объемные счетчики имеют мерные камеры с перемещающимися стенками, которые вытесняют измеряемую фазу, освобождая камеру для следующей порции.

Ролико-лопастные расходомеры

В корпусе расходомера вращается ротор с лопастями. Измерительная камера образована между корпусом с одной стороны и бочкой ротора с соседними лопастями – с другой. Измеряемая среда может протекать по расходомеру только с одной стороны ротора. Это обеспечивается с помощью роликов-замыкателей которые поочередно перекрывают путь обхода измерительной камеры. Расположение продольных осей отверстий каналов входа и выхода в плоскостях с осью вращения ротора значительно уменьшает динамические потери.

Синхронизация вращающихся элементов ролико-лопастной машины выполнена по средством зубчатого зацепления. Такая конструкция обеспечивает ролико-лопастной расходомер-счетчик жидкости и газа высокими метрологическими характеристиками. А именно ничтожной погрешностью и широким диапазоном измерения. Очень важной особенностью ролико-лопастной конструкции является отсутствие соприкасающихся частей внутри расходомера . Это обеспечивает не только отсутствие трения и шума, но и возможность работы с не смазывающими жидкостями такими как бензин, спирты и тп.. Отсутствие контакта между элементами прибора препятствует износу, тем самым обеспечивает высокую метрологическую надежность расходомера. Чувствительность расходомера ограничена лишь ничтожно малым сопротивлением подшипникового узла.

Ролико-лопастной расходомер.

Шестерёнчатые расходомеры

Овально-шестерёнчатый расходомер — это один из обычных типов расходомеров с непосредственным отсчетом, работа которого основана на принципе положительного накопления.

Схема овально-шестерёнчатого расходомера.

Внутри расходомера находятся две шестерни овальной формы или два ротора. Шестерни захватывают движущуюся среду, и среда заполняет пространство между этими шестернями и корпусом расходомера. Эти пространства часто называют камерами. Когда среда начинает свое движение по трубопроводу, она попадает в расходомер через входное отверстие. Попав в расходомер, поток среды оказывает давление на овальные шестерни и приводит их в движение. Каждому полному обороту (повороту на 360°) овальной шестерни соответствует некоторое определенное количество жидкости, газа или пара, захваченное и вытолкнутое шестернями в камеры, а затем покинутое расходомер через выходное отверстие.

При повышении скорости потока жидкости, газа или пара, количество оборотов овальных шестерен тоже повышается. Однако, независимо от скорости потока количество жидкости, газа или пара, захваченное овальными шестернями и сделавшее вместе с ними один оборот, всегда остается одинаковым. Поскольку количество захваченной и выведенной среды остается постоянным, определение параметра общего расхода может быть осуществлено посредством подсчета числа оборотов шестерён. Для подсчета числа оборотов шестерен с последующим показанием общего расхода в овально-шестеренчатых расходомерах установлен счетный механизм. К одной из овальных шестерен подсоединяется шпиндель. Вместе с каждым оборотом шестерни происходит один соответствующий ему оборот шпинделя. Шпиндель подсоединен к механизму, который считает количество полных оборотов шестерни.

Современные требования к приборам для измерения расхода жидкости. Камерные преобразователи расхода без движущихся разделительных элементов. Схема зубчатого счетчика с овальными шестернями. Камерный преобразователь расхода с эластичными стенками.
Краткое сожержание материала:

по дисциплине:

Студент группы (20-м)

ИСХОДНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Расход -- это количество вещества, протекающее через данное сечение в единицу времени.

Прибор, который одновременно измеряет расход и количество вещества, называется расходомером со счетчиком. Устройство, непосредственно воспринимающее измеряемый расход и преобразующее его в другую величину, которая удобна для измерения, называется преобразователем расхода.

Количество вещества измеряется или в единицах массы (килограммах, тоннах, граммах), или в единицах объема (кубических метрах и кубических сантиметрах). Соответственно расход измеряют в единицах массы, деленных на единицу времени (килограммах в секунду, килограммах в час и т. д.) или в единицах объема, также деленных на единицу времени (кубических метрах в секунду, кубических метрах в час и т. д.).

СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРИБОРАМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА

В настоящее время к расходомерам и счетчикам предъявляется много требований, удовлетворить которые совместно достаточно сложно и не всегда возможно.

Имеются две группы требований. К первой группе относятся индивидуальные требования, предъявляемые к приборам для измерения расхода и количества: высокая точность, надежность, независимость результатов измерения от изменения плотности вещества, быстродействие и значительный диапазон измерения. Ко второй группе относятся требования, которые характеризуют всю группу расходомеров и счетчиков: необходимость измерения расхода и количества очень разнообразной номенклатуры вещества о отличающимися свойствами, различных значений расхода от очень малых до чрезвычайно больших и при различных давлениях и температурах.

Классификация счетчиков и расходомеров. Существующие расходомеры и счетчики количества можно условно разделить на приведенные ниже группы.

Приборы с непрерывно движущимся телом:

· силовые (и в том числе вибрационные),

· с автоколеблющимся телом.

Приборы, основанные на гидродинамических методах:

· переменного перепада давления,

Приборы, основанные на различных физических явлениях:

· ультразвуковые (акустические) расходомеры,

Приборы, основанные на особых методах:

ТАХОМЕТРИЧЕСКИЕ ВОДОСЧЕТЧИКИ

Все тахометрические водосчетчики включают в свое устройство механизм (тахометр), в котором поток воды напрямую, путем механического давления воздействует на лопасти крыльчатого колеса или турбины, вызывая вращение. Это вращение посредством зубчатой передачи сообщается счетному устройству, регистрирующему количество расходуемой воды. По дополнительным конструктивным особенностям все тахометрические водосчетчики разделяют на одноструйные, многоструйные и турбинные.

В одноструйных и многоструйных тахометрических водосчетчиках плоскость лопасти колеса крыльчатки в своем нижнем положении располагается перпендикулярно направлению водяного потока. В турбинныхводосчетчиках (счетчики Вольтмана) лопасти размещены по отношению к направлению потока воды под углом менее 90°, так же как в классической турбине.

Многоструйные водосчетчики отличаются от одноструйных тем, что поток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки делится на несколько струй. Благодаря этому значительно снижается погрешность турбулентности потока. И, как следствие, многоструйные счетчики оказываются более точными при учете расхода воды, однако стоят они дороже одноструйных.

И многоструйные и одноструйные водосчетчики бывают к тому же “сухими” и “мокрыми”. Счетчики мокрого типа - это самые простые, но достаточно эффективные приборы учета воды, счетное устройство которых от протекающего потока никак не изолировано. Простота исполнения и сопутствующая дешевизна при достаточно высокой надежности - вот главные достоинства счетчиков мокрого типа. Однако, такие водосчетчики нельзя применять для учета расхода воды, обильно загрязненной взвешенными механическими частицами.

Счетчики сухого типа лишены этого недостатка. В них счетный механизм герметично отделен от воды немагнитной перегородкой, благодаря чему на нем не образуется отложений взвешенных частиц. Передача же показаний с вращающейся крыльчатки или турбины на счетный механизм осуществляется с помощью закрепленного на них магнита. Подобное устройство делает счетчик пригодным для учета воды любой степени загрязнения, но в то же время значительно повышает его стоимость.

Еще одной конструктивной разновидностью счетчиков-тахометров являются комбинированныеводосчетчики, в устройстве которых, как правило, сочетаются обычный крыльчатый счетчик и турбинный, размещенный на параллельной отводке. Когда напор воды в системе водоснабжения невысок, вода движется через крыльчатый счетчик, когда же напор возрастает, трубопровод с этим счетчиком перекрывается клапаном и вода поступает по отводке через турбинный.

МЕСТА ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ ТИПОВ ТАХОМЕТРИЧЕСКИХ ВОДОСЧЕТЧИКОВ

расход жидкость счетчик преобразователь

Обычный диаметр трубопровода, на котором устанавливаются одноструйные водосчетчики, - 15-20 мм (квартиры), многоструйные -15-50 мм, турбинные -40-500 мм. Соответственно этому очевидны и возможные места их применения. В Европе одноструйные водосчетчики повсеместно используются для поквартирного учета воды. В России из-за плохого качества воды, возможно, для тех же целей будут часто применяться более надежные и долговечные многоструйные счетчики, однако фактор цены может неблагоприятно сказаться на широте их распространения. На данный момент многоструйные модели диаметром 25-50 мм устанавливаются в системах водоснабжения административных зданий, отдельных коттеджей, школ, яслей, бензозаправок и других объектов подобного типа.

Турбинные водосчетчики большого диаметра (свыше 50 мм), как правило, устанавливаются на водозаборах, на входах систем водоснабжения промышленных предприятий, вводах многоэтажных домов и в системе водоканалов.

Комбинированные водосчетчики находят применение, прежде всего, в системах водоснабжения гостиниц, отелей и на промышленных объектах, где в зависимости от сезона (увеличение или снижение числа потребителей) или условий технологического процесса расход воды может значительно меняться.

В свете реформы ЖКХ большое внимание уделяется тахометрическим водосчетчикам с импульсным выходом. В таких приборах показания счетного механизма преобразуются в электрический сигнал и в импульсном (цифровом) виде могут передаваться и выводиться на конечное регистрирующее устройство, удаленное от места непосредственного учета расхода воды потребителем. Это создает предпосылки для создания единых компьютеризированных пунктов автоматического контроля, и, вероятно, именно такие водосчетчики станут в будущем самыми распространенными счетчиками для поквартирного учета воды.

СЧЕТЧИКИ УЧЕТА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Для учета горячей воды используются такие же типы расходомеров, что и для холодной. Коммунально-бытовые водосчетчики горячей воды - это все те же тахометрические крыльчатые счетчики, счетчики Вольтмана и комбинированные. Отличия их от тахометрических счетчиков холодной воды заключаются в применяемых материалах и более высокой степени допустимой погрешности.

По требованиям Росстандарта (Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии) минимальный срок эксплуатации счетчиков горячей и холодной воды составляет 12 лет с двумя обязательными поверками (межповерочный срок 5-6 лет) для холодной воды и тремя (межповерочный срок 4 года) для горячей.

В промышленности для учета горячей воды, где это необходимо, применяются электромагнитные и ультразвуковые расходомеры.

ВИХРЕВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

Как известно из курса гидрогазодинамики, при обтекании препятствия потоком жидкости или газа возникают завихрения (вихревая дорожка Кармана), которые вызывают на поверхности обтекаемого тела перепады давления. Частота перепадов пропорциональна скорости потока и объемному расходу жидкости или газа.

В вихревых расходомерах для создания вихрево.

Классификация средств измерения
Понятия и определения метрологии. Причины возникновения погрешностей и методы уменьшения. Средства измерения давления, температуры, веса, расхода и ко.

Измерение расхода вещества методом переменного перепада давления
Обзор принципа работы расходомеров переменного перепада давления, электромагнитных и переменного уровня. Измерение расхода и количества веществ с цель.

Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа и пара
В учебном пособии приведены сведения, необходимые для правильного выбора в зависимости от конкретных измерительных задач современных средств измерений.

Методы и приборы для измерения расхода и количества жидкости, газа и пара
Сборник содержит тезисы докладов, прочитанных на III Всесоюзной научно-технической конференции «Методы и приборы для измерения расхода и количества жи.

Читайте также: