Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 40

Рис. 5.66. Схема работы вихреакустического преобразователя расхода Метран-300ПР

Преобразователь состоит из проточной части и электронного блока. В корпусе проточной части расположено тело обтекания – призма 1 трапецеидальной формы, пьезоизлучатели ПИ 2, пьезоприемники ПП 3 и термодатчик 7. Призматическое тело, обращенное основанием к направлению потока, образует в кормовой части устойчивую вихревую дорожку Кармана, состоящую из периодически следующих друг за другом вихрей, частота которых пропорциональна объемному расходу. За телом обтекания в корпусе проточной части расположены диаметрально противоположно стаканчики, в которых собраны ультразвуковой пьезоизлучатель ПИ и пьезоприемник ПП для зондирования вихревого потока. Электронный блок включает в себя генератор 4, фазовый детектор 5, микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов 6.

В зависимости от типа преобразователь имеет два конструктивных исполнения:

-  однолучевой преобразователь с одной парой ПИ-ПП (Ду = 25 ¸ 200 мм);

-  двулучевой преобразователь с двумя парами ПИ-ПП (Ду = 200 ¸ 300 мм).

Поступающее переменное напряжение от генератора на ПИ преобразуется в ультразвуковые колебания, которые, пройдя через поток и взаимодействуя с потоком чередующихся вихрей, оказываются модулированными по фазе. На ПП колебания преобразуются в электрические, и на фазовом детекторе определяется разность фаз между сигналами с ПП и опорного генератора (для однолучевого преобразователя) или разность фаз между ПП первой и второй пары (для двухлучевого преобразователя). Выходное напряжение фазового детектора по частоте и амплитуде соответствует интенсивности и частоте следования вихрей, а следовательно, пропорционально объемному расходу.

Микропроцессорный адаптивный фильтр служит для фильтрации случайных составляющих сигнала.

Для расширения динамического диапазона преобразователя за счет измерения малых расходов, где характеристика преобразователя нелинейна и зависит от температуры теплоносителя, в проточную часть установлен термодатчик, сигнал от которого автоматически используется в программе вычисления расхода в области малых значений.

Поверка вихреакустических преобразователей типа «Метран-300 ПР» выполняется без демонтажа их с трубопровода с применением импульсного имитатора расхода «Метран-550 ИР».

Достойной альтернативой тахометрическому счетчику воды является сертифицированный вихреакустический преобразователь расхода типа «Метран-320» с пределом измерения от 0,18 до 700 м³/ч для трубопроводов с диаметром условного прохода от 25 до 200 мм, избыточным давлением среды до 1,6 МПа и температурой до 150 °C. Предельная относительная погрешность составляет ± 1 %.

К инновационной технологии измерения относится интеллектуальный вихревой расходомер модели 8800. Он принадлежит к известному семейству приборов Rosemount SMART FAMILY. Все устройства данного семейства используют для обмена данными протокол HART. Использование цифровой технологии позволяет обеспечить высокую точность и надежность измерения.

Расходомер модели 8800 может применяться для измерения расходов газа, пара, жидкостей с динамическим диапазоном 1:38 и пределом относительной погрешности измерений для жидкости ± 0,65 % о расхода, для пара и газа ± 1,35 % о расхода по цифровому и импульсному выходу, по токовому (аналоговому) выходу дополнительно ± 0,025 % от верхнего предела шкалы измерения. Избыточное давление в трубопроводе предусматривается до 3,5 МПа, температура среды от – 200 до 427 °C, устанавливаются на трубопроводы с диаметром условного прохода от 15 до 200 мм. Предельные значения расходов среды при Ду = 200 мм и избыточном давлении 3,45 МПа:

-  для воды 885 м³/ч;

-  для воздуха 6492 м³/ч;

-  для насыщенного водяного пара 157453 кг/ч.

5.5.  Измерение уровня