Разработка счётчика-расходомера газовых сред на основе

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ГАЗОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ НА
ОСНОВЕ ДАТЧИКАТЕРМОАНЕМОМЕТРА В
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Голованова Е.В. – кандидат физикоматематических наук, доцент, зав. кафедрой
математики и физики БелГСХА им.В.Я.Горина
Толстопятов С.Н. – кандидат физикоматематических наук, доцент кафедры математики и
физики БелГСХА им.В.Я.Горина
Актуальность исследований
• Необходимость измерения расхода веществ – одна из
главных задач в сферах народного хозяйства, связанных
с использованием и транспортированием газов и
жидкостей. Это – системы вентиляции на
промышленных предприятиях (например, цементные
заводы), предприятиях АПК (помещения для
содержания животных), технологические узлы контроля
расхода газа.
• Главное преимущество разрабатываемого расходомерасчетчика: портативность, низкая себестоимость и
быстродействие.
Задачи исследования
1.
2.
3.
Теоретическое исследование и оценка основных
параметров термоанемометра;
Разработка экспериментального образца для
проведения испытаний;
Выбор экспериментального оборудования и
обоснование методики экспериментальных
исследований.
Перспективы
a)
Выполнение эксперимента и обработка результатов;
b)
Определение технических характеристик и возможных
областей применения электронного расходомера.
Методика проведения эксперимента
1. В качестве чувствительного элемента датчика
использовать термоанемометр. Миниатюрные размеры
датчика позволяют спроектировать переносной вариант
расходомера.
2. В точках контроля газа на трубопроводе вваривается
штуцер d ≈ 25 мм с заглушкой.
3. В точках контроля временно (≈ 10 мин.) перекрывается
подача газа, вывинчивается заглушка и ввинчивается
датчик.
4. Проведение индикации расхода газа (тарировка
датчика). При необходимости, для дальнейшей
обработки, сигнал с датчика можно передавать на
компьютер.
Принцип работы разрабатываемого прибора
• основан на зависимости от скорости потока вещества
тепловой постоянной времени чувствительного
элемента (ЧЭ) термоанемометра. Известно, что при
остывании тепловая постоянная времени ЧЭ
является функцией скорости потока вещества и
практически не зависит от вариации температуры
газа или жидкости, расход которых измеряется
Блок-схема
Рисунок 1 – блок-схема счётчика-расходомера газовых сред
.
Детали прибора
Рисунок 2 – Чувствительный элемент датчика.
Детали прибора
Рисунок 3 – Внешний вид блока
обработки и индикации.
Рисунок 4 – Детали блока обработки
и индикации
Монтаж счётчика-расходомера
Рисунок 5 – Монтаж счётчика-расходомера во время поверочных испытаний в
центре по обслуживанию приборов учёта газа ОАО «Белгородоблгаз».
Ресивер рабочей установки
Ресивер рабочей установки
Температурная зависимость удельного
сопротивления никеля
Зависимость сопротивления от температуры
резистора
Зависимость скорости от расположения датчика
Зависимость числа импульсов от угла поворота
Результаты экспериментальных исследований
• Применение защитного кольца для датчикатермоанемометра технологически оправдано.
• При установке датчика в тарировочной трубе
отклонение плоскости датчика от вектора скорости
потока в интервале 0-10 вызывает относительную
ошибку в показаниях прибора 1,5%.
• При установке датчика в трубе в производственных
условиях необходимо обеспечение соосной
плоскости датчика и потока в пределах 0-10
градусов. .
Заключение
• Выполнен обзор существующих методов и средств измерения
расхода газа.
• Проведены теоретическое исследование и оценка основных
параметров термоанемометров.
• Разработан и изготовлен экспериментальный образец счётчикарасходомера для проведения испытаний.
• Проведен выбор экспериментального оборудования и методики
экспериментального исследования.
• Проведено экспериментальное исследование зависимости
показаний расходомера от расположения датчика в воздушном
потоке.
• Разработана математическая модель зависимости показаний
датчика от длины стержня и угла поворота датчика в воздушном
потоке.
• Определен 95% доверительный интервал для длины стержня и
угла, при котором изменение показаний датчика не превышает 2%.