26
Метрологически наиболее перспективны ультразвуковые расходомеры в составе теплосчетчиков.
Существенным преимуществом электромагнитных и ультразвуковых преобразователей давления
является то, что они не представляют гидравлического сопротивления.
Шариковые расходомеры обладают достаточной точностью и простотой конструкции. Кроме того,
они не предъявляют жестких требований к качеству теплоносителя (воды).
Подводя итоги к выбору типа преобразователя давления в составе
комплекта для измерения ко-
личества тепловой энергии следует отметить, что наиболее проработанными в методическом пла-
не и достоверными в своем диапазоне измерений являются теплосчетчики использующие тради-
ционный метод измерения перепада давления на сужающем устройстве (например, СПТ-920,
СПТ-941, СПТ-960). Его наладка и эксплуатация требует определенной подготовки пользователя.
Приборы, основанные на других
принципах измерения давления: вихревом, электромагнитном и
ультразвуковом имеют ряд указанных преимуществ, но и обладают индивидуальными слабыми
сторонами. Например, электромагнитные датчики чувствительны к содержанию соединений желе-
за в воде, ультразвуковые расходомеры чувствительны к твердым взвесям и газовым включениям,
у расходомеров типа вертушек ненадежна механическая часть.
При выборе теплосчетчика важно убедиться, что заложенный
в нем вычислительный алгоритм со-
ответствует схеме подключения потребителя. Кроме того следует обращать внимание на требова-
ния датчиков к качеству воды, это обеспечит надежную работу датчика в течение всего периода
эксплуатации. Приборы, рассчитанные на массового пользователя должны быть просты в эксплуа-
тации и доступны для обслуживания.
Достаточно хорошо известно около
десяти ультразвуковых портативных расходомеров, исполь-
зующих в качестве первичного преобразователя пьезоэлектрические датчики, работающие в ульт-
развуковом диапазоне. Например, Portoflow -300 MK-IIR (фирмы Mikronics, Великобритания), UFM-
600 (фирмы KROHKE, Германия), UDM-100 (фирмы Seba Dinatronic, Германия), DDF-3088 (фирмы
Peek Measurement, США), Днепр-7 (Россия).
Принцип измерения расхода основан на базовом понятии эхолокации потока. Известно, что время
распространения акустических волн вдоль течения жидкости меньше времени их распространения
против течения и меньше времени распространения волн в неподвижной жидкости. Расходомер
состоит из генератора ультразвуковых импульсов, излучателя сигналов, приемника сигналов, де-
тектора и измерителя временных интервалов. Генератор формирует короткий ультразвуковой им-
пульс, который одновременно запускает измеритель временных интервалов. Излучатель направ-
ляет сформированный импульс вдоль измеряемого потока. Приемник улавливает эхо-импульс
и
останавливает измеритель временных интервалов. Измеряемая задержка d
t
эхо-импульса обратно
пропорциональна скорости V потока жидкости в трубе. Зная скорость звука в измеряемой среде,
площадь сечения трубы S и плотность среды ρ, можно вычислить объемный и массовый расход
теплоносителя.
dtSVL ⋅⋅= , где V 1/dt -объемный расход
dtSVG ⋅⋅⋅ρ= - массовый расход
Расходомер PortoFlow-300 предназначен для измерения скорости движения жидкости по цилинд-
рическим трубопроводам и объемного расхода методом, основанным на регистрации разницы
времени прохождения ультразвукового сигнала по потоку жидкости и против ее движения. Пре-
имущество этого прибора является то, что измерения могут проводиться на трубопроводах, изго-
товленных из любого материала и
практически любого диаметра. Для измерения нет необходимо-
сти вводить с помощью врезки первичных преобразователей (излучателей и приемников сигналов)
в трубопровод, так как датчики накладываются на наружную поверхность.
Расходомер DDF-3088 предназначен для измерения средней по сечению скорости движения и
объемного расхода теплоносителя в цилиндических трубопроводах методом, основанном на эф-
фекте Допплера. Преимущества те
же, что и портативных расходомеров типа PortoFlow, а недос-
татком является слабая чувствительность при малой скорости движения измеряемой среды и не-
возможность регистрации нулевого расхода.
Портативный доплеровский ультразвуковой расходомер-счетчик Днепр-7 является прибором об-
щепромышленного назначения с широким диапазоном контролируемых сред и накладным монта-
жом ультразвуковых датчиков. Явлением Доплера называется зависимость
частоты волн, воспри-