Вибрационные плотномеры
Вибрационные плотномеры на сегодняшний день являются наи-
более востребованными на объектах трубопроводного транспорта.
Принцип действия вибрационных плотномеров основан на зависи-
мости частоты колебаний, сообщаемых камере с анализируемым
веществом или телу, размещенному в нем, от плотности этого веще-
ства. Камера с анализируемым веществом или тело, размещенное в
нем, называется резонатором. Частота собственных колебаний ƒ ре-
зонатора, заполненного анализируемым веществом с плотностью ρ
или находящегося в нем, описывается выражением
где /о — частота колебаний резонатора при начальном значении плот-
ности анализируемого вещества; к — константа, зависящая от кон-
струкции резонатора.
Конструктивно различают пр о т оч н ы е и п о г р у ж н ы е виб-
рационные плотномеры. В первом случае анализируемое вещество
протекает через внутреннюю полость резонатора, во втором — резо-
натор размещается в потоке анализируемого вещества. Проточные
плотномеры являются более распространенными.
При измерении плотности в трубопроводе необходимо учитывать
влияние давления и температуры потока. Для этого обычно исполь-
зуются два резонатора: измерительный и компенсирующий. На рис.
8.3, а показан датчик плотномера, представляющий собой корпус 1
из нержавеющей стали, внутри которого расположены два тонкостен-
ных ферромагнитных цилиндра: измерительный 2 и компенсирую-
щий 3. Через измерительный цилиндр протекает жидкость, плотность
которой измеряется, а компенсирующий цилиндр заполнен образцо-
вой жидкостью (керосином). Давление измеряемой среды передается
в компенсирующий цилиндр 3 через сильфон 4, благодаря чему дав-
ление в цилиндрах 2 и 3 одинаково, и погрешность измерения плот-
ности от разности давлений в цилиндрах практически отсутствует.
Для введения температурной коррекции в компенсирующем цилин-
дре 3 установлен терморезистор 5. При измерении плотности (рис.
8.3, б) оба цилиндра 2 и 3 колеблются с собственной частотой, воз-
буждаемой электромагнитными катушками 7. Собственная частота
компенсирующего цилиндра на 80... 100 Гц больше, чем максималь-
ная частота (при наименьшей плотности перекачиваемого продукта)
измерительного цилиндра. Колебания цилиндров 2 и 3 возбуждают
в измерительных катушках 6 электромагнитные колебания с частотой
fmwfk соответственно, которые через фазосдвигающие устройства 7
поступают на усилители-ограничители 8. Узел вычитания 10 из ча-
стоты колебаний fk компенсирующего цилиндра вычитает частоту
колебаний ƒm измерительного цилиндра. При этом компенсируется
погрешность измерения плотности нефти, возникающая из-за на-
личия в трубопроводе, а значит, и в датчике довольно значительного
давления.
Плотность керосина, находящегося в компенсирующем цилинд-
ре 3, сильно зависит от температуры. Для уменьшения температурной
погрешности в датчике предусмотрена схема компенсации, состоящая
из терморезистора 5 и усилителя постоянного тока 9. Терморезистор
включен в чувствительное плечо мостовой схемы, выходное напря-
жение которой усиливается усилителем 9 и поступает в устройство
температурной компенсации 11, куда также поступает разностная
частота ∆f=ƒk-fm. Далее сигнал разностной частоты ∆ƒt скорректи-
рованной по температуре, подается на схему линеаризации 12 и далее
на устройство индикации 13.
Вибрационные плотномеры позволяют измерять плотность в
диапазоне от 750 до 930 кг/м3 с основной погрешностью не более
0,5 % в потоках с давлением до 6,4 МПа.
Измерение вязкости
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 94;