|
|
|
Счетчик воды ультразвуковой |
|
Анализ работы устройства.
1. Назначение и область использования.
1.1. Счетчик воды ультразвуковой “Расход-7” предназначен для измерения объема транспортируемой по трубопроводам холодной воды, а также других однофазных жидкостей.
1.2. Счетчик состоит из преобразователя расхода ультразвукового (ПР) , прибора измерительного (ПИ) и линии связи ПИ и ПР.
1.3. Счетчик имеет двадцать четыре модификации в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) ПР и условного давления (Ру).
1.4. ПР счетчика имеет маркировку взрывозащиты “Oexia 2CT6” В КОМПЛЕКТЕ “РАСХОД-7” , соответствует требованиям ГОСТ 22782.0-81, ГОСТ 22782ю5-78 и предназначен для установки во взрывоопасных зонах помещения и наружных установок согласно гл. 7.3. действующих ПУЭ и другим директивным документам , регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.ПИ счетчика с входными искробезопасными цепями уровня “ia” выполнен в соответствии с ГОСТ 22782.5-78, имеет маркировку взрывозащиты “Exia2C” и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.
2. Основные характеристики и параметры.
2.1 Метрологические параметры.
2.1.1. Диапазоны изменения объемного расхода измеряемой жидкости в зависимости от модификации счетчика приведены в табл.1.
2.1.2. Пределы допускаемой основной погрешности счетчика 1.0% от измеренного объема при проверке по калиброванному резервуару , по ТПУ, по образцовому счетчику и 1.5 при проверке по теоретической методике.
Примечание. Указанная точность обеспечивается с кратностью не более 10, выбираемом из общего диапазона расхода , для каждого диаметра ПР.
2.1.3. ПИ счетчика имеет выходные сигналы:
частотный от 0.1 до 100Гц;
аналоговый 0-5мА, с приведенной погрешностью преобразования “частота-ток” не более 1.0%.
2.1.4. Счетчик удовлетворяет требованиям пп.2.1.1, 2.1.2 при следующих условиях:
температура окружающего воздуха плюс 205 С ;
относительная влажность от 30 до 80%;
атмосферное давление от 86 до 106.7 кПа;
отклонение напряжения питания от номинального значения не выше 2%;
отклонение частоты переменного тока сети 1%;
отклонение температуры измеряемой жидкости в процессе проверки в пределах 2 С.
Эксплуатационные характеристики
2.2.1. Тип прибора суммирующий.
2.2.2. ПИ выполнен в корпусе для щитового монтажа по ГОСТ 5944-74.
2.2.3. Электрическая прочность изоляции между отдельными цепями и между этими цепями и корпусом ПИ и ПР выдерживает в течении 60 с действие испытательного напряжения переменного тока синусоидальной формы частотой 50 Гц действующим значением
для ПИ 1500 В, в том числе между цепями "сеть искробезопасные цепи", "сеть земля"", "искробезопасные цепи земля";
для ПР 500В.
2.2.4. Электрическое сопротивление изоляции между отдельными электрическими цепями и между этими цепями и корпусом ПИ и ПР не менее:
для ПИ 40 МОм;
для ПР 20 МОм;
Показатели надежности.
2.3.1. Вероятность безотказной работы за время 2000ч Р=0.98.
Условия эксплуатации.
1.5.1. Измеряемая среда перекачиваемая в напорных трубах вода или другая однородная жидкость со следующими параметрами:
диапазон изменения температур температуры от плюс 4 до плюс 50 С;
диапазон изменения давления в поцессе эксплуатации от 0.1 до 2.5 Мпа.
1.5.2. Температура окружающей среды , С:
для ПИ от плюс 10 до плюс 35;
для ПР от минус 60 до плюс 40.
1.5.3. Параметры питания:
напряжение однофазной среды переменного тока (220) В;
частота (501) Гц.
Потребляемая мощность не более 50 Ва.
1.5.4. Допускаемая вибрация частотой
до 25 Гц с амплитудой 0.1 мм.
Состав счетчика.
1. Основные составные части счётчика:
ПИ;
ПР;
Кабель РК 50-2-11 , 2 150 м, не более, ( длина кабеля устанавливается по согласованию с заказчиком ).
2. Основные составные части ПИ:
ППИ;
ПВИА;
плата стабилизаторов;
плата выпрямителей;
трансформатор;
УИ-2 шт.;
блок масштабирования ;
плата масштабирования;
индикатор мгновенного расхода - микроамперметр типа М2027;
счётчик суммарного расхода - счётчик электромеханический типа СИ 206.
3.Основные составные части ПР:
патрубок ( обозначение см. табл.1 );
ППЭ (2 штуки ).
Анализ работы счетчика по структурной схеме.
1. В основе принципа действия счётчика объёма Vс измеряемой жидкости лежит измерение средней скорости с этой жидкости,протекающей через известное сечение трубопровода S за время Т.
Vс=S c T, (1)
S=, (2)
D - диаметр трубопровода на участке измерения .
Счётчик выполнен по одноканальной частотно- импульсной схеме прямого преобразования средней скорости жидкости в измеряемую частоту. Схема структурная приведена на рис. 1.
Контур преобразования скорости жидкости в измеряемую разностную частоту (электронно -акустический тракт ) включает в себя ППИ,первую линию связи (кабель радиочастотный ),излучающий ППЭ В1 ( В2),измеряемый продукт ,приёмный ППЭ В2(В1),вторую линию связи и снова ППИ.
Одно синхрокольцо (контур) ППИ работает по потоку ,второе синхрокольцо(контур)-против потока жидкости с исключением моментов совпадения во времени импульсов автоциркуляции этих синхроколец.
Периоды автоциркуляции по потоку (Т1) и против потока (Т2) определяются по формулам:
T1=+t1=T1o+t1, (3)
T2=+t2=T2o+t2, (4)
где L- расстояние между зеркалами ППЭ В1,В2 в акустическом канале ПР;
с- скорость ультразвука в продукте ;
- угол между осью акустического канала и осью ПР;
t1(t2) - время задержки сигнала в электронно-акустическом тракте (контуре) по потоку (против потока ), не связанное со временем прохождения сигнала в измеряемой жидкости.
L=, (5)
где ri- величина смещения оси акустического канала от оси ПР (ri0 - ).
Величина ,обратная значению T1(T2),является частотой автоциркуляции синхроколец f1(f2).
Разность этих частот определяет истинное значение измеряемой частоты,пропорциональной средней скорости измеряемой жидкости:
f=f1-f2=, (6)
, (7)
где скорость по лучу с учётом коэффициента гидродинамической поправки Br.
t=t2-t1, (8)
где t- величина неадекватности периодов автоциркуляции при .
С помощью схемных решений добиваются того, чтобы t=0, т.е. t1=t2=t.
Тогда f=, (9)
Отсюда f , (10)
и мгновенной расход измеряемой жидкости Q будет равен:
Q=f, (11)
В описываемом счетчике составляющая погрешности, определяемая наличием времени задержки «t» (см. формулу 11) и влиянием изменяющейся в зависимости от температуры продукта величины «c» значительно уменьшена.
Исключением моментов совпадения во времени импульсов автоциркуляции синхроколец по потоку и против потока обеспечивается переносом импульса зондирования относительно момента приёма ультразвукового сигнала в одном синхрокольце на определённое время.
Повышение точности измерения счётчика тем, что при i-ом сближении во времени импульсов двух синхроколец в синхрокольце, работающем против потока ,зондирование производят через время (Ti+t0) после поступления приёмного импульса, а при (i+1) -ом сближении во времени импульсов синхроколец в синхрокольце,
1 2 3 4 ... последняя
|
|
|
|
 |
На сайте: |
, ,
|
