Измерение физических эффектов, созданных при прохождении акустических колебаний сквозь поток жидкости или газа при помощи ультразвуковых расходомеров. Конструкция ультразвукового преобразователя. Достоинства и недостатки электромагнитных расходомеров.
Аннотация к работе
Данная курсовая работа содержит 20 страниц, 7 рисунков, 5 источников.Ультразвуковыми расходомерами называют расходомеры, принцип действия которых заключается в измерении какого-либо физического эффекта (в зависимости от расхода), создающего при прохождении акустических колебаний сквозь поток жидкости или газа. 1) Фазовые ультразвуковые расходомеры - это ультразвуковые расходомеры, работающие по принципу зависимости фазовых сдвигов ультразвуковых колебаний, образующихся на приемных пьезоэлементах, от разности временного прохождения колебаниями одинакового расстояния по потоку движущейся жидкости или газа и против потока. В одноканальных расходомерах реализованы различные схемы переключения пьезоэлементов с излучения на прием (например: схемы переключения с помощью особого генератора, создающего сигналы двух форм, один из которых включает генератор, а второй сигнал переключает пьезоэлементы на прием и т.д.) Одноканальные фазовые расходомеры не требуют переключения с излучения на прием, в них оба пьезоэлемента непрерывно излучают ультразвуковые колебания двух разных, но весьма близких частот (например, 6 МГЦ и 6,01 МГЦ). В частотно-импульсных ультразвуковых расходомерах генератор создает короткие импульсы, которые направляются с интервалами, равными времени прохождения ультразвука по направлению скорости потока и против направления скорости потока, к излучающим пьезоэлементам. 1.2 приведена схема, в которой измеряется разность частот двух управляемых генераторов, периоды которых с помощью автоматической подстройки частоты устанавливаются в к раз меньшими времени распространения ультразвуковых колебаний в направлении скорости потока и против нее.В состав ультразвукового расходомера в зависимости от исполнения и количества каналов (трубопроводов) входят: а) Для однолучевых ультразвуковых расходомеров: - до четырех ультразвуковых преобразователя расхода (УПР) с установленными пьезоэлектрическими датчиками (ПЭП) из титана; соединительный кабель для датчиков РК-50. Рис.2.1 Одноканальный ультразвуковой расходомер б) Для двухлучевых ультразвуковых расходомеров: - до двух УПР с установленными ПЭП; 2.2 Одноканальный двухлучевой ультразвуковой расходомер в) Для четырехлучевых ультразвуковых расходомеров: - один УПР с установленными ПЭП;Звуковые волны, возникающие при движении крови в сосуде и распространяющиеся вдоль потока, имеют большую скорость, нежели волны, распространяющиеся против тока крови. Датчики этих приборов гораздо миниатюрнее соответствующих устройств магнитного флоуметра, однако они не могут быть использованы для регистрации кровотока по сосудам малого диаметра (изза того, что скорость кровотока составляет лишь 0,2% скорости распространения ультразвука). Наибольший интерес представляют электромагнитные системы для создания неравномерного магнитного поля, у которого , где - индукция, а - весовая функция, определяющая вклад различных точек жидкости в суммарную ЭДС, тогда . По этой же причине электромагнитные расходомеры применимы для дистанционной регистрации сигнала (хотя в случае плохой проводимости жидкости длина проводников, соединяющих расходомер с измерительным устройством, должна быть ограничена). Беспрепятственное течение жидкости особенно благоприятствует измерению расхода таких сред, как кровь или неустойчивые химические соединения (когда дополнительное воздействие на жидкость или на окружающие ее стенки может вызвать нежелательные изменения самой жидкости), или сред, содержащих крупные твердые частицы, которые могут закупорить ротаметры или мерные шайбы.Принцип работы электромагнитного расходомера основан на взаимодействии движущейся жидкости с электромагнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Измерение скорости течения и расхода осуществляется за счет регистрации ЭДС индукции путем измерения разности потенциалов 2 металлических электродов, введенных в жидкость. Рассмотрим перемещение за время отрезка проводника длиной в магнитном поле с индукцией со скоростью , при этом в нем индуцируется ЭДС : Если скорость перпендикулярна проводнику, а индукция перпендикулярна плоскости, образованной векторами и , то . При неравномерности магнитного поля (вследствие ограниченности геометрических размеров магнитного поля вдоль длины трубы) в формулу вводится поправочный коэффициент .Расходомер - это прибор, который позволяет измерять расход вещества в сечении трубопровода за определенный промежуток времени. Ультразвуковые расходомеры жидкости, воды и газа - это расходомеры, принцип действия которых заключается в измерении какого-либо эффекта (в зависимости от расхода), создающего при прохождении акустических колебаний сквозь поток жидкости или газа. Электромагнитные расходомеры применяют для измерения очень малых (3 • 10-9 м3/с) расходов (например, для измерения расхода крови по кровеносным сосудам) и больших расходов жидкостей (3 м3/с).
План
Содержание ультразвуковой расходомер преобразователь колебание
1. Классификация ультразвуковых расходомеров
2. Состав УЗ расходомера
3. Конструкция УЗ преобразователя
4. Достоинства и недостатки электромагнитных расходометров