Струйный расходомер-счетчик «РС01»
Абрамов Д.В., Орлов Е.Ю.
Струйный расходомер-счетчик «РС01» изготавливается предприятием ЗАО «ТЕРМОАВТОМАТИКА», созданным в 1991 году группой специалистов с многолетним опытом работы в области измерений технологических параметров и метрологии на базе подразделений ВНИИМИСП (Минприбор) и НПО «Измерительная техника» (Минобщемаш). Предприятие специализируется на разработке методов измерений и контроля технологических параметров различных сред, а также на разработке и производстве приборов для проведения этих измерений.
В основе устройства струйного расходомера-счетчика «РС01» заложен принцип работы струйной техники.
Струйная техника – это область пневмогидроавтоматики, основанная на использовании взаимодействия струй жидкости или газа. Струйная техника аналогична электронике в отношении как основных принципов построения, так и практического применения. Устройства и системы струйной техники не имеют подвижных деталей и используются в компьютерах, насосах аппаратов искусственного кровообращения, системах управления ракетной техники, станкостроения, машиностроения и т.д. Элементом струйной техники в расходомере-счетчике «РС01» является струйный автогенератор.
Рассмотрим более детально работу струйного автогенератора (Рисунок.1):
Принцип работы струйного автогенератора состоит в следующем:
Измеряемое вещество (жидкость, газ, пар) поступает в автогенератор через сопло и попадает в рабочую камеру, где отклоняется к одному из бортов, допустим к борту №1, и прижимается к нему давлением, которое создается потоком, отраженным вогнутым дефлектором в область между измеряемым веществом и бортом. Измеряемое вещество течет вдоль борта №1 и попадает в приемный канал №1, в результате торможения потока давление в канале №1 по сравнению с давлением в рабочей камере и в приемном канале №2 повышается. Это создает в обратном канале связи №1 разгон измеряемого вещества. Через промежуток времени, равный времени прохождению по каналу обратной связи №1, расход в сопле управлении №1 достигает величины расхода переключения, что приводит к отрыву измеряемого вещества от борта №1 и перемещения его к борту №2, и через интервал времени запаздывания в струйном элементе в приемном канале №2 повышается давление, при этом давление в приемном канале №1 становится равным давлению в рабочей камере. Через интервал времени равный прохождению по каналу обратной связи №2, расход в сопле управления №2 достигает величины расхода переключения, что приводит к отрыву измеряемого вещества от борта №2 и перемещения его к борту №1 , в результате этого начинаются новые колебания и возникают устойчивые автоколебания измеряемого вещества, которые образуют пульсации давления.
В струйном расходомере-счетчике «РС01» эти пульсации давления воспринимаются пьезоэлектрическими преобразователями. Пьезоэлектрические преобразователи преобразуют эти пульсации в электрические импульсы, частота которых пропорциональна объемному расходу. Электрические импульсы в электронном блоке преобразования расходомера-счетчика «РС01» подвергаются аналого-цифровой обработке и формируются в частотный, кодовый или токовый (в зависимости от исполнения прибора) выходной сигнал.
Расходомеры, созданные на базе струйного автогенератора, имеют следующие достоинства:
отсутствие движущихся механических частей, участвующих в измерении, что обеспечивает высокую надежность, стабильность характеристик во времени, высокую технологичность изготовления;
способность выдерживать значительные перегрузки, возникающих при промывке трубопроводов, без потери работоспособности;
способность игнорировать воздушные пробки;
полное отсутствие электропотенциала в зоне измерения расхода;
минимум регламентных работ;
сравнительно низкие цены и затраты на эксплуатацию.
По своим технико-экономическим и метрологическим характеристикам струйные расходомеры-счетчики не уступают вихревым
и электромагнитным расходомерам, что наглядно показано в таблице 1.
Таблица 1.
|
Принцип работы
расходомера
|
Изготовитель,
название
расходомера
|
Измеряемые
среды
|
Ду, мм
|
Погрешность измерения, %
|
Pmax, МПа
|
°t, °С
|
Цены, руб.
|
|
жидкость
|
газ
|
|
Вихревой
|
«Сибнефтьавтоматика»,
датчик расхода газа «ДРГ.М»
|
Газ
|
50-200
|
-
|
1,5
|
2,5
|
-40 +250 °С
|
от 40000
|
|
ООО «Тирэс», преобразователь расхода вихревой «Тирэс»
|
Газ,
пар,
жидкость
|
15-300
|
1
|
1,5
|
8
|
-40 +450 °С
|
от 25000
|
|
«Метран 300 ПР»
|
Жидкость
|
25-300
|
1
|
-
|
1,6
|
+1 +150 °С
|
от 16000
|
|
Электромагнитный
|
«ПРЭМ-D»
|
Жидкость электропроводная
|
20-150
|
1
|
-
|
1,6
|
0 +150 °С
|
от 12000
|
|
«Взлет»
расходомер-счетчик «Взлет-ЭР»
|
Жидкость электропроводная
|
10-300
|
2
|
-
|
2,5
|
-10 +150 °С
|
от 9000
|
|
«ИПРЭ-7(Т)»
|
Жидкость электропроводная
|
20-200
|
1
|
-
|
1,6
|
-40 +40 °С
|
от 22000
|
|
Струйный
|
«РМ-5-ПГ»
|
Газ,
Пар
|
10-1000
|
-
|
1,5
|
16
|
0 +300 °С
|
от 20000
|
|
«Турбулетность-Дон»
«Turbo Flow GFG-F»
|
Газ
|
10-300
|
-
|
1
|
10
|
-50 +70 °С
|
от 30000
|
|
ЗАО «Термоавтоматика»,
расходомер-счетчик
«РС01»
|
Газ,
пар,
жидкость
|
10-300
|
1
|
1,5
|
10
|
-35 +400 °С
|
от 11000
|
Ниже представлены ряд особенностей и основные характеристики расходомера-счетчика «РС01»:
Конструктивные особенности:
- может устанавливаться на горизонтальных, вертикальных и наклонных трубопроводах;
- имеет гальваническую развязку между блоком питания и корпусом прибора;
- имеют частотный или токовый выходной сигнал, который позволяет их использовать в составе автоматизированных систем управления, совместно с промышленными контроллерами и компьютерами, при этом они могут применяться и как самостоятельные приборы по измерению расхода;
- изготавливается из коррозионно-стойких материалов.
Основные технические характеристики :
измеряемые среды: жидкость, газ, пар;
диаметр условного прохода, мм: 10-300;
минимальный измеряемый расход, м3/ч: 0,05;
динамический диапазон измерения , Qmax/Qmin: 50 : 1;
предел основной относительной погрешности преобразования:
для жидкостей ……. .±1%;
для газов и пара …… ±1,5%;
параметры измеряемой среды:
температура …… -35 - +400 °С;
статическое давление …. не более 10 МПа;
кинематическая вязкость …. не более 100*10-6 м2/с;
тип выходного сигнала:
токовый (0…5 мА, 0…20 мА, 4…20 мА);
частотный;
кодовый.
Габаритный размеры расходомер-счетчика «РС01»:
- штуцерное исполнение: L=170-240 мм, H= 150-190 мм, L1= 60 мм
- фланцевое исполнение: L=360 мм, H=215-270 мм, L1= 90-260 мм
В заключение хотелось бы отметить, что струйные расходомеры в настоящее время получают все более широкое распространение, что связано в первую очередь с упрощением технологии их изготовления, а также с бурным развитием электронной элементной базы. Основная область применения струйных расходомеров является коммерческий учет газа, пара, жидкости, а также теплоэнергетика.
|
