Лабораторная работа №6
Тема: Принцип работы кориолисового расходомера
| Цель работы: | Изучить устройство, принцип работы и функциональных возможностей кориолисового расходомера. | |||
| Порядок выполнения работы | 1. Повторите теоретические положения по теме практической работы. 2. Открутить крышки преобразователяи просмотреть все узлы и детали. 3. Ответить на вопросы. | |||
Теоретическая часть
Кориолисовые расходомеры предназначены для прямого измерения массового расхода, плотности, температуры, вычисления объемного расхода жидкостей, газов и взвесей.
Рисунок 1. Кориолисовый расходомер
Кориолисовый расходомер состоит из сенсора и преобразователя (рисунок 2). Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартные выходные сигналы.
Рисунок 2. Устройство кориолисовых расходомеров
Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины, протекающие через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки (рисунок 3) приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.
Рисунок 3. Принцип измерения
Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках (рисунок 4). Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется внутри однородного магнитного поля постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой.
Рисунок 4. Принцип измерения
Когда расход отсутствует, синусоидальные сигналы, поступающие с детекторов, находятся в одной фазе (рисунок 4). При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды в колеблющейся сенсорной трубке приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а в выходной способствует.
Это приводит к изгибу трубки (рисунок 4). Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движется вниз, направление изгиба меняется на противоположное.
Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости. Детекторы измеряют фазовый сдвиг при движении противоположных сторон сенсорной трубки.
В результате изгиба сенсорных трубок на детекторах генерируются сигналы, не совпадающие по фазе, так как сигнал с входного детектора запаздывает по отношению к сигналу с выходного детектора (рис.5).
Разница во времени между сигналами (ΔT) измеряется в микросекундах и прямо пропорциональна массовому расходу. Чем больше ΔT, тем больше массовый расход.
Требования к содержанию отчета по работе
Отчёт о работе должен содержать название и цель работы, задание, схему принципа измерения расхода. Ответы на вопросы.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение кориолисового расходомера?
2. Каков принцип работы кориолисового расходомера?
3. Каково устройство кориолисового расходомера?