Андреев Е.Б., Ключников А.И. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 5.16. Устройство

вихревого расходоме-

ра газа с пьезоэлек-

трическими датчика-

ми давления:

1 - корпус расходоме-

ра; 2 - тело обтека-

ния; 3 - пьезоэлек-

трические датчики

давления; 4 - фланцы

расходомера; 5 - тру-

бопровод

5.6. КОРИОЛИСОВЫ РАСХОДОМЕРЫ

Кориолисовы расходомеры позволяют измерять массовый

расход жидкостей или газов с большой точностью. Измерение

расхода производится за счёт эффекта возникновения силы Ко-

риолиса, возникающей при криволинейном движении жидкости

или газа.

Рассмотрим течение жидкости в горизонтальной трубе

(рис. 5.17). Если горизонтально расположенную трубу, через ко-

торую протекает жидкость, жёстко закрепить с одного конца, а

другой конец заставить вибрировать с постоянной круговой ско-

ростью со, относительно неподвижной точки 0, то на стенку тру-

бы будет действовать сила Кориолиса, которая будет зависеть от

массового расхода жидкости.

Частица жидкости массой т, находящаяся на расстоянии г от

точки 0, движется с линейной скоростью v и с угловой скоро-

стью со. Ускорение а частицы жидкости складывается из двух

Рис. 5.17. Принцип работы кориолисова расходомера

составляющих: центростремительного а„, направленного к точке

О, и кориолисова, направленного перпендикулярно к стенке тру-

бопровода:

Измеряя значение силы Кориолиса жидкости в вибрирующей

трубе, можно определить массовый расход. Кориолисовы расхо-

домеры могут измерять массовый расход, как в прямом, так и в

обратном направлении течения жидкости.

В большинстве конструкций вибрирующий участок трубы

закреплён в двух точках и ей сообщается колебательное движе-

ние между этими двумя точками.

Частоту колебаний выбирают равной частоте резонанса, так

как при этом тратится минимум энергии для возбуждения коле-

баний трубы.

Трубка может быть изогнутой или прямой (рис. 5.18). Когда

расходомер состоит из двух параллельных трубок, поток разделя-

ется на два потока на входе и соединяется в один на выходе.

При использовании одной трубки (или соединённых последова-

тельно двух трубок) поток в расходомере не разделяется.

Трубки заставляет вибрировать электромагнитный привод,

который состоит из катушки, соединенной с одной трубкой, и

магнита, соединенного с другой трубкой. На катушку подаётся

Рис. 5.19. Временные диаграммы работы кориолисова расходомера с U-образ-

ным вибратором

Глава 6

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ

6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ УРОВНЕМЕРОВ

Под уровнем понимают расстояние от поверхности раздела

двух сред до любой произвольно выбранной отметки выше или

ниже этой поверхности.

Различают уровнемеры:

• Уровнемеры абсолютного значения уровня.

• Сигнализаторы уровня (дают информацию о превышении

или понижении уровня относительно заданной отметки).

Рис. 6.1. Промышленные уровнемеры

• Измерители раздела сред.

По принципу действия различают уровнемеры:

• Механические.

• Буйковые.

• Гидростатические.

• Акустические.

• Емкостные.

• Радарные.

Некоторые разновидности промышленных уровнемеров пока-

заны на рис. 6.1.

6.2. МЕХАНИЧЕСКИЙ ПОПЛАВКОВЫЙ УРОВНЕМЕР

Чувствительным элементом поплавкового уровнемера

(рис. 6.2) является поплавок, находящийся на поверхности

жидкости. Поплавок 1 связан с помощью гибкого троса 2 с гру-

зом 3. Уровень жидкости определяется положением груза отно-

сительно шкалы 4. Пределы измерений устанавливают в соответ-

ствии с принятыми значениями верхнего ВУ и нижнего НУ

уровней.

6.3. БУЙКОВЫЙ УРОВНЕМЕР

Принцип действия буйкового уровнемера (рис. 6.3) основан

на определении уровня по выталкивающей силе, действующей на

Рис. 6.2. Поплавковый уровне-

мер

4—1786

6.4. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

В гидростатическом уровнемере (рис. 6.4) уровень налива

жидкости определяют по изменению гидростатического давле-

ния:

5. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УРОВНЕМЕР

В ультразвуковом уровнемере (рис. 6.5) измеряется время

прохождения акустического ультразвукового сигнала от излуча-

теля до границы раздела двух сред и обратно:

Рис. 6.5. Ультразвуковой уровнемер

6.6. РАДАРНЫЙ УРОВНЕМЕР

Принцип действия радарного уровнемера (рис. 6.6) основан

на определении времени прохождения электромагнитного сигна-

ла от излучателя до границы раздела двух сред и обратно.

Электромагнитные волны распространяются со скоростью

света. Прибор посылает электромагнитные сигналы от крышки

резервуара к поверхности измеряемого вещества и измеряет вре-

мя прохождения до возвращения сигнала к прибору. Для излу-

чения электромагнитных волн используется специальная антенна

в виде рупора. Рупорные антенны обладают очень хорошим на-

правленным действием и могут использоваться на штуцерах ре-

зервуаров с диаметром от 80 мм.

Рис. 6.6. Радарный уровнемер

100