Расходомеры переменного уровня    

 

Эти расходомеры применяются для измерения расхода загрязненных жидкостей, известкового молока, диффузионного сока, сус­ла-самотека и т. п. Принцип действия приборов основан на зави­симости уровня жидкости в сосуде от расхода при свободном истечении ее через калиброванное отверстие (щель) в дне или боковой

•стенке. Профиль и диаметр отверстия рассчитываются таким обра­зом, чтобы указанная зависимость была линейной.

Уравнение расхода через отверстие в дне или стенке сосуда в

•общем  виде выражается следующей зависимостью:

Используя уравнение (VIII.29), можно вывести зависимость между Q и Н для отверстия любой формы. Для получения равно­мерной шкалы прибора эта зависимость должна быть линейной:

Q = KH. (VIII.30)

где К — коэффициент пропорциональности.

К = Qm ах/ Hm ах-                                      (VIII.31),

Щелевой расходомер с калиброванным незатопленным отвер­стием (щелью) в стенке корпуса (рис. VIII. 16) представляет собой емкость — корпус /, разделенный перегородкой 4 с профилирован­ной щелью. В левой части корпуса, куда подается измеряемая жидкость через подводящий патрубок, производится измерение ее уровня с помощью пьезометрической уровнемерной трубки 2 и из­мерительного прибора — дифманометра 3

Для измерения уровня жидкости могут приме­няться и другие типы уровнемеров.

Жидкость, поступающая в левый отсек корпуса, заполняет его, переливается через профилированную щель и через слив уходит в-приемник и далее — по назначению.

Другой тип расходомера с отверстием в дне сосуда (рис. VIII.17) состоит из приемника — сосуда переменного уровня 1, корпуса 2, выходного отверстия с калиброванной диафрагмой или соплом 3. Высота столба жидкости над калиброванным отверстием 3 изме­ряется с помощью уровнемера-дифманометра 4.

Щелевые расходомеры хорошо зарекомендовали себя при изме­рении сильно загрязненных и быстро кристаллизующихся жидко­стей и растворов. Диапазон измерения 0,1—50 м³/ч; основная по­грешность устройства в комплекте со в'торичным прибором ±3,5%. Приборы входят в систему ГСП.

ТЕПЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

 

Тепловые расходомеры могут применяться при измерении не­больших расходов практически любых сред при различных их па­раметрах. Кроме того, они весьма перспективны для измерения расхода очень вязких материалов (опары, теста, фруктовых начи­нок, паст и т. п.). Принцип действия их основан на использовании • зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массового расхода этого вещества.

Тепловые расходомеры могут выполняться по трем основным принципиальным схемам:

калориметрические, основанные на нагреве или охлаждении по­тока посторонним источником энергии, создающим в потоке раз­ность температур;

теплового слоя, основанные на создании разности температур с двух сторон

пограничного слоя;

термоанемометрические, в которых используется зависимость между количеством теплоты, теряемой непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества.

Выбор принципиальной схемы измерения зависит от измеряемой среды, необходимой точности, типа используемых термочувстви­тельных элементов и режима нагрева. Для упруго-вязких пластич­ных веществ, какими являются опара и тесто, а также многие дру­гие пищевые продукты, предпочтительным является измерение по схеме термоанемометра с постоянной температурой подогрева потока.

Чувствительными элементами термоанемометрического тепло-sore расходомера опары и теста (рис. VIII.18). являются резисто­ры R 1 и R 2, помещаемые (наматываемые) на стенке трубопровода на некотором расстоянии друг от друга. Манганиновые резисторы R 3 н R 4 служат для создания мостовой схемы, питаемой от источ­ника напряжения Uпит. Сигнал раз­баланса, пропорциональный измене­нию расхода, подается на электрон­ный усилитель ЭУ, где усиливается и после этого управляет вращением реверсивного электродвигателя РД, который, производя перестановку.движка компенсирующего перемен­ного резистора R_r, изменяет напря­жение питания до тех пор, пока раз­баланс в измерительной диагонали моста не станет равным заданному. Мерой расхода могут служить пока­зания амперметра, ваттметра (на схеме не показан) или положение движка R_p.

С помощью тепловых расходомеров может быть обеспечена точность измерения расхода вязких продуктов ±2 —2,5%.

 

ВИХРЕВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

 

В настоящее время разработаны и имеют весьма широкие пер­спективы применения вихревые расходомеры, принцип действия ко­торых основан на зависимости от расхода частоты колебаний давления среды, возникающих в по­токе в процессе вихреобразования. Измерительный преобразова­тель вихревого расходомера (рис. VIII.19) представляет собой завихритель 1, вмонтированный в тру­бопровод, с помощью которого поток, завихряется (закручивает­ся) и поступает в патрубок 2. На выходе из патрубка в расширяю­щейся области 4 установлен элек­троакустический преобразователь 3, воспринимающий и преобразу­ющий вихревые колебания потока в электрический сигнал, который далее приводится к нормализован­ному виду, отвечающему требованиям ГСП.

Завихрения потока формируются таким образом, что внутрен­няя область вихря — ядро, поступая в патрубок 2, совершает толь­ко вращательное движение. На выходе же из патрубка в расши­ряющуюся область 4 ядро теряет устойчивость и начинает асимметрично вращаться вокруг оси патрубка.

АКУСТИЧЕСКИЕ РАСХОДОМЕРЫ

 

Для измерения расходов загрязненных, агрессивных и быстро-кристаллизующихся жидкостей и пульп, а также потоков, в которых возможны большие изменения (пульсации) расходов и даже изме­нения направления движения, когда не могут быть применены дру­гие виды расходомеров, используются расходомеры акустические, чаще всего ультразвуковые. Преимуществами акустических расхо­домеров также являются бесконтактность измерений, отсутствие движущихся частей в потоке, отсутствие потерь давления в трубо­проводах и др.

Принцип действия акустических расходомеров основан на зави­симости акустического эффекта в потоке от расхода вещества. Из­вестно несколько методов использования звуковых (ультразвуко­вых) колебаний для измерения расходов жидкостей и газов. Один из них, так называемый фазовый, основан на том, что при распро­странении звуковой волны в движущейся среде время ее прохожде­ния от источника до приемника определяется не только скоростью

распространения звука в данной среде, но и скоростью движения самой среды. Если звуковая волна направлена по движению пото­ка, скорости их складываются, если против потока, — вычитаются. Разность времени прохождения звука по направлению потоками против него пропорциональна скорости потока, а следовательно, расходу протекающей жидкости.

Акустический расходомер,работаю­щий по двухканальной фазовой схеме (рис. VIII.20), состоит из ультразвуко­вого генератора УЗГ, являющегося ис­точником питания; излучающих пьезо-преобразователей ИП1 и ИП2; прием­ных пьезопреобразователей ПП1 и ПП2; фазовращающего устройства ФУ для устранения путем асимметрии ка­налов преобразователей возникающих фазовых сдвигов;' электронного усили­теля Ус и измерительного прибора ИП, который градуируется в единицах рас­хода. В качестве пьезоэлементов в пре­образователях чаще всего применяются пластины из титаната бария, могут так­же использоваться пьезоэлементы из кварца, титанато-циркониевой керами­ки, а также магнитострикционные.

Импульсы ультразвука посылаются под углом к оси трубопровода так, что их направление в одном канале совпа­дает с направлением потока, а в другом направлено против потока. При отсутствии движения жидкости время передачи импульса т (в с) на расстояние d

В последнее время получают распространение ультразвуковые расходомеры, в которых используется эффект Допплера, заключающийся в том, что ультра­звуковые волны, генерируемые излучателями, отражаются от взвешенных частиц, завихрений, пузырьков газа и т. п. в потоке измеряемой среды и воспринимают­ся приемниками отраженных излучений. Разность между частотами излучаемых и отраженных акустических волн позволяет определить скорость потока.

Измерительный преобразователь таких расходомеров представляет собой устройство, состоящее из двух пьезокристаллов, один из которых является гене­ратором ультразвуковых колебаний, излучаемых под утлом к потоку измеряемой среды, а второй — приемником отраженных колебаний. Излучаемый и отражен­ный сигналы сравниваются с помощью специальных электронных устройств.

В настоящее время акустические расходомеры интенсивно раз­рабатываются, и в ближайшее время, очевидно, предстоит их широ­кое применение в различных отраслях пищевой промышленности.

 

СЧЕТЧИКИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

 

В пищевой промышленности широко применяются средства из­мерений, предназначенные для автоматического учета (счета) штучных изделий в виде отдельных единиц готовой продукции (булок, батонов) или контейнеров (бутылок, ящиков, коробок), заполненных пищевым продуктом и передвигаемых транспортер­ными лентами или другими устройствами. Подобные средства из­мерений подразделяются на две большие группы — контактные и бесконтактные счетчики штучных изделий.

В качестве чувствительных элементов контактных счетчиков используются различные подвесные заслонки или лепестки, звез­дочки, турникеты и т. п. механические устройства, которые приво­дятся в движение от воздействия на них учетных единиц продукции.

На рис. VIII.21 приведена структурная схема механического счетчика со звездочкой 1, имеющей шесть пальцев и жестко закреп­ленной на валу 2. На конце вала укреплена шестигранная втулка 4, фиксирующая каждое из шести положений вала и взаимодейст­вующая с прерывателем 5, соединенным рычагом со счетным механизмом 3. Движущиеся с помощью транспортера 6 единицы про­дукции 7 наталкиваются на пальцы звездочки и поворачивают ее вместе с валом, тем самым производя отсчет на единицу. Для элек­трической передачи показаний на валу счетчика может устанавли­ваться кулачок, который, воздействуя на микропереключатель, фиксирует прохождение через счетчик каждой учетной единицы продукции. Выходные контакты микропереключателя электрически соединяются со счетчиком единичных электрических импульсов. Вместо звездочки на валу могут быть укреплены качающаяся за­слонка или чувствительный элемент другого вида, которые при каждом отклонении их движущейся учетной единицей продукции изменяют показание счетчика на единицу.

Для измерения производительности некоторых агрегатов пище­вой промышленности могут использоваться приборы, измеряющие угловую скорость вращающихся частей (рабочих органов), — та­хометры.

Существует большое число тахометров, основанных на различных принципах действия: центробежные, электрические, магнитоиндукционные, фотоэлектриче­ские, резонансные, стробоскопические и др.

Бесконтактные счетчики, в которых отсутствует непосредствен­ный контакт чувствительного элемента с учитываемой продукцией, являются более надежными устройствами для учета штучных изде­лий. В пищевой промышленности широко применяются фотоэлект­рические счетчики, в которых в качестве чувствительного элемен­та используется фотоэлемент, периодически освещаемый источни­ком света, перекрываемого проходящими между фотоэлементом и источником света учетными единицами продукции. Возникающие при этом электрические импульсы усиливаются с помощью элект­ронного усилителя и подаются на электрический счетчик.

По аналогичной схеме работают радиоизотопные и рентгенов­ские счетчики, основанные на поглощении ионизирующего или рентгеновского излучения предметом, проходящим между источни­ком и приемником излучения. Радиоизотопный релейный счетчик (рис. VIII.22)-предназначен для учета различных по форме и га­баритам предметов 2, движущихся по конвейеру или другому транс­портирующему устройству 3. При этом ионизирующее b-излучение от источника / поглощается или ослабляется, что воспринимается приемником излучения 4. Этот сигнал с помощью релейного блока 5 преобразуется в единичные электрические импульсы, которые от­считываются и суммируются быстродействующим импульсным счетчиком 6.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: