Гидро-газо(аэро)динамические плотномеры

Принцип действия этих механических плотномеров основан на сообщении потоку анализируемого вещества дополнительной кинетической энергии и на измерении параметров, характеризующих эффекты, возникающие при этом воздействии. В основном указанные плотномеры применяются для измерения малой по значению плотности газов.

На рис. 10.3 показаны упрощенные схемы газодинамических плотномеров газов. В плотномере (рис. 10.3, а) потоку анализируемого газа, протекающего через камеру 2, сообщается кинетическая энергия турбинкой 3, приводимой во вращательное движение синхронным двигателем 1. Поток газа поступает к турбинке 4 и создает на ней за счет своей кинетической энергии вращающий момент, определяемый формулой

М = kω²ρ, (10.11)

или P₁—P₂ =kρ (10.12)

где k — постоянный коэффициент,

ω - частота вращения турбинки 3.

Под действием этого момента турбинка 4 поворачивается, а возникающий на ней момент уравновешивается моментом, создаваемым на оси 8 плоской пружины 5. Угол поворота оси 8 и стрелки 6 по шкале пропорционален плотности газа. С помощью преобразователя 7 угол поворота преобразуется в унифицированный сигнал. Класс точности рассматриваемого плотномера 0,5—1,5 (в зависимости от диапазона измерений).

В основу работы плотномеров (рис. 10.3,6, в)- положен эффект истечения газа через диафрагму. В плотномере, представленном на рис. 10.3, б, анализируемый газ прокачивается с постоянным объемным расходом Q, создаваемым трехступенчатым вентилятором 3, через диафрагму 4 диаметром 0,5—1 мм. Вентилятор приводится во вращательное движение через магнитную муфту 2 синхронным двигателем или пневматической турбинкой 1. Перепад давлений (50—500 Па), возникающий на диафрагме 4, измеряется дифманометром 5 с унифицированным сигналом. В соответствии с выражениями (7.23), (7.25) этот перепад давлений

Плотномер способен измерять плотность газа в нормальных и рабочих условиях. Класс точности его 1.

Рис. 10.3. Схемы газодинамических плотномеров газов

Вибрационные плотномеры.Принцип действия этих механических плотномеров основан на зависимости параметров упругих колебаний (вибрация), сообщаемых камере с анализируемым веществом или телу, размещенному в нем, от плотности этого вещества. Обычно в качестве параметра упругих колебаний используется частота собственных колебаний резонатора, находящегося в режиме автоколебаний. Резонаторы вибрационных плотномеров выполняют в виде трубки, пластины, стержня, струны, камертона и т. д. Частота собственных колебаний резонатора, заполненного или находящегося в анализируемом веществе, описывается в общем случае выражением

где f₀ — частота колебаний резонатора при начальном значении плотности анализируемого вещества; k — константа, зависящая от конструкции резонатора.

Конструктивно различают проточные и погружные вибрационные плотномеры. В первых анализируемое вещество протекает через внутреннюю полость резонатора, во вторых — резонатор размещается в потоке анализируемого вещества.

На рис. 10.4, а показана схема проточного вибрационного плотномера жидкостей. Анализируемая жидкость поступает параллельно в трубки 1 и 2 (резонатор), установленные в сильфонах 6 и скрепленные перемычками 8. Сильфоны 6 расположены в опорах 5. Указанные трубки, катушка 3, воспринимающая колебания трубок резонатора, катушка возбуждения 4 и электронный усилитель 10 составляют электромеханический генератор, частота колебаний которого определяется плотностью анализируемой жидкости. Выходной сигнал усилителя 10 в виде частоты вводится в вычислительное устройство 9, к которому подключены платиновые термометры сопротивления 7 и 11, позволяющие корректировать сигнал плотномера в зависимости от значения средней температуры жидкости в нем. Диапазон измерений данного плотномера 690— 1050 кг/м³, температура жидкости 10—100°С; абсолютная погрешность измерения ±1,5 кг/м³.

Рис. 10.4. Схемы вибрационных плотномеров жидкостей и газов

На рис. 10.4, б показана схема погружного камертонного вибрационного плотномера газов. Здесь электромеханический генератор состоит из воспринимающих катушек 2 с магнитом 1, катушек возбуждения 6 с магнитом 7, камертона 4, расположенного в корпусе 3, и электронного усилителя 5. Частота колебаний системы на выходе усилителя 5 сравнивается с частотой кварцевого генератора, а разность частот этих колебаний, определяющих плотность газа, измеряется частотомером. Класс точности плотномера 1. Он может быть использован для измерения плотности газа в рабочих условиях.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 341; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!