Средства и методы измерения пара, газа, жидкости

                 Электромагнитный метод измерения расхода.

  Существует ряд приборов для измерения расхода жидкости, чувствительный элемент которых не имеет непосредственного с ней контакта, что позволяет применять их при агрессивных средах. К числу таких приборов относятся электромагнитные (индукционные) расходомеры. Действие их основано на принципе, что при движении в трубопроводе жидкости поперек силовых линий магнитного поля в ней индуцируется э.д.с, которая пропорциональна скорости потока. Электромагнитный расходомер представляет собой небольшой гидродинамический генератор переменного тока, вырабатывающий э.д.с., пропорциональную средней скорости потока, а, следовательно, и расходу жидкости. Для измерения расхода этим методом можно использовать даже плохо проводящие жидкости. Электромагнитные расходомеры не имеют движущиеся частей. Безударные приборы такого типа применяются не только для измерения расхода жидкостей, но и суспензии.

     Электромагнитные расходомеры имеют ряд приимуществ. Прежде всего они практически безырнерционны, что очень важно при измерении быстроизменяющихся расходов и при использовании их в системах автоматического регулирования. Результат не зависит от наличия взвешенных частиц в жидкости и пузырьков газа. Измерения в достаточной степени независимы от профиля потока и таких свойств среды, как давление, температура, вязкость, плотность, состав, электропроводность и загрязнение электродов. В расходомере отсутствуют потери давления, отсутствуют движущиеся части.

  Существенные и основные недостатки электромагнитных расходомеров с постоянным магнитным полем: возникновение на электродах гальванической ЭДС и ЭДС поляризации затрудняют или делают невозможным правильное измерение ЭДС, индуктируемой магнитным полем в движущейся жидкости. Другим недостатком расходомеров с постоянным магнитным полем является трудность усиления напряжения постоянного тока. В связи с этим расходомеры с постоянным магнитным полем применяют лишь при измерении расхода жидких металлов, пульсирующих потоков жидкостии при кратковременных измерениях, когда поляризация не успевает оказать заметного влияния. 

    Измерение расхода методом постоянного перепада давления. 

   Расходомеры постоянного перепада относятся к средствам измерений, называемыми расходомерами обтекания. Они основаны на измерении вертикального перемещения чувствительного элемента, зависящего от расхода среды и приводящего одновременно к изменению площади проходного отверстия расходомера таким образом, что разность давлений на чувствительный элемент (перепад давлений) остается практически постоянной. Противодействующей силой в расходомерах этого вида является сила тяжести чувствительного элемента, выполненного в виде поплавка или поршня. К приборам постоянного перепада давления относятся ротаметры, поршневые и поплавковые расходомеры. Приборы устанавливаются в вертикальных трубопроводах с восходящим потоком измеряемой среды. 

 Измерение расхода путём генерирования завихрений в протекающем               веществе. 

  Любое препятствие в трубопроводе создаёт завихрения в потоке вещества, пропорциональное его объёмному расходу. В преобразователях используются два способа генерирования завихрений: вынужденные колебания, при котором поток вещества вращается или прецессирует вдоль оси трубопровода в виде некоторой спирали, и естественные колебания, при которых стабильные структуры периодических вращающихся в разные стороны вихрей возникают в потоке за препятствием.

  В расходомерах с генерированием вынужденных колебаний обычно используют пьезоэлектрические преобразователи для определения числа прецессий, проходящих через конкретную точку трубопровода. В расходомерах с естественными колебаниями вещества применяются тензометрические преобразователи силы или ультразвуковые средства для определения периодических изменений силы, происходящих при вихревом движении вещества. 

              Объемный метод измерения расхода.

  Принцип действия объемных счетчиков основан на отмеривании определенного объема проходящего через прибор вещества и суммирования результатов этих измерений. К числу таких устройств относятся мерные баки, счетчики жидкости с овальными шестернями и ротационные счетчики газа.

   Мерные баки состоят из двух спаренных мерных баков и расходного бака. Измеряемая жидкость, поступающая по трубопроводу, направляется поочередно в каждый из мерных баков при помощи перекидного желоба. Счетчики с овальными шестернями применяются в широком диапазоне вязкости. Действие их основано на отмеривании (вытеснении) определенных объемов жидкости, заключенных между стенками измерительной камеры и овальными шестернями, при вращении последних под влиянием разности давлений измеряемой жидкости до и после счетчика. Для измерения количества горючих газов применяются ротационные счетчики типа РГ, принцип действия которых тот же, что и счетчиков жидкости с овальными шестернями. 

                Метрологическое обеспечение средств измерений. 

     Решение важнейших научных, технических и других задач, в том числе обеспечение качества продукции, в значительной степени зависит от достижения единства и достоверности измерений.

Под единством  измерений понимается состояние  измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражены в узаконенных  единицах, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за заданные пределы. Государственная система обеспечения единства измерений- это комплекс нормативных, нормативно-технических и методических документов межотраслевого уровня, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижения и поддержание единства измерений в стране при требуемой точности.

     Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) базируется на трех основах: технической, организационной, нормативной.

Техническую основу ГСИ состовляют государственные  эталоны, эталоны единиц физических единиц и стандартные образцы. На каждое из этих технических средств  разработан нормативный документ. Порядок  создания этих нормативных документов, их структура регламентирована требованиями и правилами Государственной системы стандартизации.(ГСС)

     Организационной основой ГСИ являются метрологические службы, цели, задачи, права, обязанности, порядок функционирования которых определяются нормативными документами, разрабатываемыми в соответствии с требованиями и правилами ГСС.

    В качестве нормативных документов по обеспечению единства измерений закон регламентирует государственные стандарты, применяемые в установленном порядке междунородные стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации.

    Система метрологического надзора за СИ представляет собой комплекс правил, положений и требований технического, экономического и прававого характера, определяющих организацию и порядок проведения работ по проверке средств измерений.

  Поверочная деятельность осуществляется аккредитованными метрологическими службами юридических лиц и контролируется органами Государственной метрологической службы.

   Проверка производится в соответствии с нормативными документами, утверждаемыми по результатам испытаний при утверждении типа средств измерений.

 Средства измерений подвергаются первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке. Положительные результаты поверки средств измерений удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                            Заключение. 

    Значение счетчиков и, особенно расходомеров жидкости, газа и пара очень велико. Раньше основное применение имели счетчики воды и газа преимущественно в коммунальном хозяйстве городов. Но с развитием промышленности все большее значение приобрели расходомеры жидкости, газа и пара.

 Расходомеры необходимы прежде всего для управления производством. Без них нельзя обеспечить оптимальный режим технологических процессов в энергетике, металлургии, в химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях промышленности. Эти приборы требуются также для автоматизации производства и достижения при этом максимальной его эффективности.

   Расходомеры нужны для управления самолетами и космическими кораблями, для контроля работы оросительных систем в сельском хозяйстве и во многих других случаях. Кроме того, они требуются для проведения лабораторных и исследовательских работ.

   Счетчики жидкости и газа необходимы для учета массы или объема нефти, газа и других веществ, транспортируемых по трубам и потребляемых различными объектами. Без этих измерений очень трудно контролировать утечки и исключать потери ценных продуктов. Снижение погрешности измерений хотя бы на 1 % может обеспечить многомиллионный экономический эффект. Роль и значение расходомеров и счетчиков жидкости, газа и пара еще более возрастает в связи с необходимостью максимальной экономии энергетических и водных ресурсов страны. 

                                          Список литературы: 

1. Шорников  Е. А. Испытания различных приборов  для учета расхода энергоносителей  // Мат. конференции: Совершенствование  средств измерения расхода жидкости, газа и пара.— СПб., 1994.

2. Шорников  Е. А. Расходомеры газов, жидкостей  и теплоты их потоков с микропроцессорными  вычислительными устройствами // Мат.  семинара: Повышение точности измерения  расхода жидкости и газа как  средство экономии энергоресурсов.—  Л.: ЛДНТП, 1988.

3. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Кн. 1. / Под общей ред. Е. А. Шорников а.— СПб.: Политехника, 2002.

4. Бойко А.  В., Янбухтин И. Р. Турбинные  расходомеры-счетчики газа ТИГРИС // Приборы и системы управления.—  1992.— М° 10.

5. Кабза 3. Применение расходомеров с осредняющими напорными трубками // Мат. 5-й науч.-техн. конф.: Коммерческий учет энергоносителей.— СПб.: МЦЭНТ, 1997.