Ультразвуковые датчики расхода

  • ID: 14546 
  • 10 страниц

Содержание:


Введение

Рассмотренные методы и приборы для измерения расхода жидкостей, паров и газов обладают рядом существенных недостатков, из которых основным является наличие контакта чувствительного элемента с контролируемой средой и обусловленная этим потеря давления потока измеряемой среды. Существующие приборы для измерения расхода часто также недостаточно точны, не удовлетворяют повышающимся требованиям к стабильности показаний, надежности в работе и простоте обслуживания.

Специфические особенности процессов химической технологии определяют необходимость применения вспомогательной аппаратуры для защиты приборов от коррозии, отделения их от взрывоопасных и токсичных сред. Применение разделительных сосудов, продувка нейтральным газом, изготовление сужающих устройств из специальных материалов и применение других специальных защитных устройств — все это в значительной степени снижает точность и надежность работы приборов.

В последнее время создан ряд бесконтактных методов и приборов для измерения расхода.

Принцип действия

Ультразвуковой (частота более 20 кГц) метод измерения расхода основан на явлении смещения звукового колебания движущейся жидкой средой.

Для измерения расхода в основном используют два метода. Один метод основан на измерении разности фазовых сдвигов двух ультразвуковых колебаний, направленных по потеку и против него. Приборы измерения этим методом называются фазовыми расходомерами.

Другой метод основан на измерении разности частот повторения коротких импульсов или пакетов ультразвуковых колебаний» направленных одновременно по потоку и против него. Эти приборы называются частотными расходомерами.

Фазовые расходомеры

Если колебания распространяются в направлении скорости потока, то они проходят расстояние L (рис. 22.4) за время

[image]

где а — скорость звука в данной среде;

v -— скорость потока.

При распространении колебаний против скорости потока

время

[image]

Отношение v/a весьма мало по сравнению с единицей (для жидкостей а = 1000...1500 м/с; v = 3...4 м/с), поэтому с большой степенью точности можно принять

[image]

[image]

В фазовых расходомерах фиксируется разность времени

[image]