Способ определения холодопроизводительности электромагнитной и ультразвуковой системой
Автор: Хинтицкая Т.Я., Таранов В.В., Нусипов Р.С.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Международная научно-техническая конференция Казахстан-Холод
Статья в выпуске: 2 (92), 2012 года.
Бесплатный доступ
Короткий адрес: https://sciup.org/140204541
IDR: 140204541
Текст статьи Способ определения холодопроизводительности электромагнитной и ультразвуковой системой
Учет тепловой энергии
Рисунок 1
Теплосчетчик – регистратор.
Теплосчетчик-регистратор «ВЗЛЕТ
ТСР – 024 М» предназначен для использования на узлах учета тепловой энергии с целью измерения параметров теплоносителя и представления данных по потреблению водоресурсов (рис.1).
Технические характеристики
Таблица 1 - Основные технические характеристики теплосчетчика
№ |
Наименование параметра |
Значение параметра |
1 |
Количество каналов для измерения: - расхода -температуры -давления |
до 9 до 6 до 6 |
2 |
Количество контролируемыхтеплосистем |
до 3 |
3 |
Диаметр условного прохода трубопровода, Dy, мм |
от 10 до 5000 |
4 |
Диапазон измерения среднего объемного расхода, м3/ч |
от 0,01 до 1000000 |
5 |
Диапазон измерения температуры, =с |
от минус 50 до 180 |
6 |
Диапазон измерения давления, МПа |
от 0 до 2,5 |
7 |
Относительная погрешность измерения количества тепла, % |
не более ± 5,0 |
8 |
Длина связи между первичными преобразователями и тепловычислителем, м |
до 300 |
9 |
Напряжение питания |
24 В |
10 |
Средний срок службы, лет |
12 |
Регистрация результатов.
Таблица 2 - Глубина архивов измерительной информации, записей
Наименование параметра |
Значение параметра |
- часового |
1 488 |
- суточного |
366 |
- месячного |
48 |
Внешние связи
Вывод информации:
- на жидкокристаллический индикатор;
-
- в виде импульсной последовательности или логических сигналов;
-
- по последовательному интерфейсу RS
– 232 / RS – 485;
-
- по интерфейсу Ethernet (по заказу).
Электромагнитный метод измерения среднего объемного расхода
Расходомер-счетчик «Взлет ТЭР» предназначен для точного и стабильного измерения расхода и объема различных жидкостей (в том числе агрессивных, пищевых) в технологических процессах промышленных предприятий (рис. 2).

Рисунок 2 - Электромагнитный расходомер.
Принцип работы.
Принцип работы электромагнитного расходомера основан на измерении электродвижущей силы (ЭДС) индукции, возникающей в объеме электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле, создаваемом электромагнитной системой в сечении канала первичного преобразователя расхода (рис. 3).

Рисунок 3 - Принцип работы электромагнитного расходомера.
Электромагнитный первичный преобразователь расхода (ППР) представляет собой полый магнитопроницаемый цилиндр, снаружи которого размещены обмотки электромагнита. Внутренняя поверхность цилиндра имеет электроизоляционное покрытие. Для съема измерительного сигнала в стенках цилиндра в горизонтальной плоскости диаметрально расположены два электрода, контактирующие с контролируемой жидкос- тью. ЭДС индукции E пропорциональна средней скорости потока жидкости v, расстоянию между электродами d (внутреннему диаметру первичного преобразователя) и магнитной индукции B:
Е = k • B • d • v.
где: к – коэффициент пропорциональности.
С учетом формулы для ЭДС индукции расход Q определяется следующим образом:
I n - d^ n ■ d Q = 4- 'V = 4-k- В
Объем жидкости V, прошедшей через ППР за интервал времени Т, рассчитывается по формуле:
■г
V =
J QODdt
n
Для определения сопротивления контролируемой жидкости в стенках цилиндра в вертикальной плоскости диаметрально расположены еще два электрода.
Схемы установки на трубопроводе.
Типы присоединения:
– «сэндвич» (D у 10 и D у 15),
– фланцованное (от D у 20 до D у 300),
– «молочная муфта» (D у 15, D у 32,D у 50 и D у 80).
Метрологические характеристики.
Погрешности измерения:
– ±0,35 % – относительная погрешность в диапазоне расходов от 0,03∙Q vнаиб до Q v наиб ;
– ±0,35 % – приведенная в диапазоне расходов от 0,001 ∙ Q v наиб до 0,03 ∙ Q v наиб ;
– повторяемость результатов измерения – ±0,2 %.
Технические характеристики.
Внешние связи.
Вывод информации:
-
- на графический высококонтрастный жидкокристаллический индикатор с постоянной подсветкой;
-
- в виде импульсов с нормированным весом на два универсальных выхода;
-
- гальванически развязанный токовый выход 0-5, 0-20, 4-20 мА;
-
- По последовательному интерфейсу rs485 (протокол modbus или profibus), ethernet (по заказу).
Таблица 3 - Технические характеристики расходомера
Наименование параметра |
Значение параметра |
||||||||||||
Диаметр условного прохода (типоразмер), D y , мм |
10 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
10 0 |
15 0 |
200 |
300 |
Наибольший измеряемый средний объемный расход жидкости Q наиб , м3/ч |
2,83 |
6,37 |
11,3 2 |
17,6 9 |
29 |
45 |
71 |
12 0 |
18 1 |
28 3 |
63 7 |
113 2 |
254 7 |
Чувствительность расходомера по скорости потока, м/с |
0,01 |
||||||||||||
Давление в трубопроводе, МПа |
не более 2,5 |
||||||||||||
Удельная проводимость жидкости, См/м |
не менее 5∙10-5 |
||||||||||||
Диапазон температуры жидкости, °С |
от минус 30 до 150 |
||||||||||||
Напряжение питания |
24 В |
||||||||||||
Средний срок службы, лет |
12 |
Ультразвуковой метод измерения среднего объемного расхода
Расходомер – счетчик ультразвуковой ВЗЛЕТ МР исполнения УРСВ 5XX Ц (цифровой) (рис. 4) предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема реверсивных потоков различных жидкостей (горячей, холодной, сточных вод, кислот, щелочей, пищевых продуктов и т.д.) в одном или нескольких напорных трубопроводах при различных условиях эксплуатации, в том числе во взрывоопасных зонах.

Рисунок 4 - Ультразвуковой расходомер.
Принцип работы
Принцип работы время-импульсного ультразвукового расходомера основан на измерении разности времен прохождения ультразвукового сигнала (УЗС) при распространении по и против потока жидкости в трубопроводе.
Работа прибора осуществляется попеременной подачей электрических зондирующих импульсов, генерируемых вторичным измерительным преобразователем (ВП), на преобразователи электроакустические (ПЭА1 и ПЭА2) (рис. 5).
Ультразвуковой сигнал, излучаемый одним преобразователем электроакусти- ческим (ПЭА), проходит через движущуюся по трубопроводу жидкость и воспринимается другим ПЭА. При движении жидкости происходит снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению времени УЗС: по потоку жидкости (от ПЭА1 к ПЭА2) время прохождения уменьшается, а против потока (от ПЭА2 к ПЭА1) – возрастает. Разность времен прохождения УЗС через жидкость по и против потока пропорциональна скорости потока и, следовательно, объемному расходу.

Риcунок 5 - Схема прохождения УЗС.
Расходомер обеспечивает измерение среднего объемного расхода при скорости потока от 0,1 до 20 м/с в соответствии с формулой:
Q — z,oj ■ , g / где: Q – средний объемный расход, M /4 ;
v – скорость потока, M/c ;
D – внутренний диаметр трубопровода, MM
Схемы установки ПЭА на трубопроводе Накладные ПЭА устанавливаются на наружную стенку измерительного участка (ИУ) без вскрытия трубопровода, врезные ПЭА – в отверстия в стенках ИУ. ПЭА могут устанавливаться на трубопровод по следующим схемам (рис. 6):
-
• Z - схема – ПЭА размещаются на противоположных стенках ИУ в плоскости, проходящей вдоль оси ИУ (установка «по диаметру») либо параллельно оси ИУ (установка «по хорде» – только врезные ПЭА); при этом сигнал от одного ПЭА к другому проходит без отражения от
внутренней поверхности ИУ (рис. 6 (а));
-
• V - схема – ПЭА устанавливаются вдоль одной стенки ИУ в плоскости, проходящей вдоль оси ИУ; при этом сигнал от одного ПЭА попадает к другому после отражения от внутренней поверхности ИУ (при одинаковом значении угла θ УЗС проходит в два раза больший путь, чем при Z - схеме) (рис. 6 (б));
-
• U - образный ИУ (типа U - колено) – врезные ПЭА размещаются в торцах прямого отрезка ИУ; при этом сигнал распространяется вдоль оси потока (рис. 6 (в)).
Рисунок 6 - Схемы установки ПЭА на трубопроводе.
Зондирование потока жидкости может производиться одним, двумя или четырьмя лучами (рис. 7).

Рисунок 7 - Расположение пар ПЭА по сечению трубопровода при различных способах зондирования потока жидкости.
а) однолучевое зондирование по диаметру;
б) двухлучевое зондирование по хорде (для врезных ПЭА);
в) двухлучевое зондирование по диаметру;
г) четырехлучевое зондирование по хорде (для врезных ПЭА).
Метрологические характеристики Относительная погрешность измерения |
5 = ± (0,45 + — ) - при двухлучевом v |
расхода (объема), : 5 = ± (0,95 + — )- при однолучевом v зондировании; |
зондировании; 5 = ± (0,25 + — ) - при четырехлучевом v зондировании; |
5 = ± (1.5 + — ) - при однолучевом |
где: δ – пределы допускаемой отно- |
v |
сительной погрешности, ; |
зондировании U - образного (типа U - колено) |
v – скорость потока, м/с; |
ИУ; |
Технические характеристики |
Таблица 4 - Технические характеристики расходомера
№ |
Наименование параметра |
Значение параметра |
1 |
Количество каналов измерения |
от 1 до 4 |
2 |
Диаметр условного прохода трубопровода, , |
от 10 до 10000 |
3 |
Температура контролируемой жидкости, |
от минус 30 до 160 |
4 |
Наибольшее давление в трубопроводе, МПа |
2,5 |
5 |
Напряжение питания |
24 В |
6 |
Потребляемая мощность, Вт |
не более 12 |
7 |
Средняя наработка на отказ, ч |
75 000 |
8 |
Средний срок службы, лет |
12 |
Регистрация результатов
Таблица 5 - Глубина архивов измерительной информации, записей
№ |
Наименование параметра |
Значение параметра |
1 |
Часового |
1 440 |
2 |
Суточного |
60 |
3 |
Месячного |
48 |
4 |
Интервального |
14 400 |
5 |
Дозирования |
512 |
Внешние связи
Вывод информации:
-
– на жидкокристаллический индикатор;
-
– в виде нормированного токового выхода (по заказу);
-
– в виде импульсов с нормированным весом или логических сигналов;
-
– по последовательному интерфейсу RS - 232 / RS - 485;
-
– по интерфейсу Ethernet (по заказу).