В реальных условиях эксплуатации на метрологические характеристики ЭМРС влияют факторы, которые необходимо учитывать как при создании измерительных приборов, так и при их эксплуатации в этих условиях. К таким факторам относится:
1) несимметричность распространения эпюры скорости измеряемой среды в канале преобразователя;
2) искажение весовой функции, которое вызывает фазовая неоднородность (осадок) среды;
3) асимметричность распространения магнитного поля.
Довольно широкое применение получили ЭМРС с прямоугольным сечением измерительного канала первичного преобразователя расхода, где профиль потока измеряемой среды не влияет на показания ЭМРС.
Если в воде есть осадок, то футеровка канала расходомера не дает задерживаться отложениям из осадка и ржавчины. Материал футеровки постоянно совершенствуется таким образом, чтобы вообще изолировать измерительный канал от наличия любых включений в измеряемой среде.
Применение усовершенствованных алгоритмов схем управления электромагнитной системой, процессом получения и обработки измерительной информации позволяют существенно упростить конструкцию первичного измерительного преобразователя и повысить технологичность конструкции. Типичный динамический диапазон измерения расхода ЭМРС в несколько раз превышает динамические диапазоны ультразвуковых, вихревых и тахометрических расходомеров. При этом для осесимметричных потоков показания ЭМРС не зависят от характера движения, которое позволяет измерять очень низкие скорости, соответствующие ламинарному режиму.
Диапазон измеряемых скоростей потока ЭМРС составляет от единиц миллиметров в секунду до 10- 15 метров в секунду [6].
Погрешности измерения ЭМРС в основном находятся в пределах ± 0,5 % от измеряемой величины. ЭМРС давно стали основой поверочных установок [9], обеспечивая в сравнительно узком диапазоне расхода и эталонных условий предельную точность в пределах относительной погрешности ± 0,15 %. Этот показатель и определяет границу погрешности современных ЭМРС. Важным преимуществом ЭМРС является определение расхода на основе результатов измерения средней скорости потока в поперечном cечении трубопровода, которая не зависит от изменений плотности и вязкости жидкости под влиянием температуры.
Универсальность электромагнитного метода измерения обуславливается также и широкими функциональными возможностями, которые разрешают создать безынерционный измеритель с линейной градуированной характеристикой, характер которой не зависит от физико-химических свойств измеряемой среды [10].
На сегодняшний день разработаны методики и проведены экспериментальные исследования созданных электромагнитных расходомеров для трубопроводов больших диаметров, выполненных с использованием магнитогидродинамических преобразователей расхода с локальным магнитным полем. Такие расходомеры имеютлинейную градуированную характеристику и погрешность измерения расхода не больше 1,0 %.
ЭМРС непригодны для измерения расхода газов, а также жидкостей с малой электропроводностью, например легких нефтепродуктов, спиртов и т. п. Но применение специальных устройств позволит существенным образом снизить требования к электропроводности измеряемой среды и создать электромагнитные расходомеры для измерения расхода любых жидкостей, в том числе нефтепродуктов [11].
Следующим шагом исследований и разработок станет гибридное питание ЭМРС с резервным питанием от встроенных аккумуляторов, и, наконец полностью автономное [6].
Сегодня перед исследователями также стоит задача разработки методов определения связи исходящего сигнала электромагнитного преобразователя (ЭМП) с его конструктивными и геометрическими параметрами и измеряемыми величинами. В этом плане перспективными являются формулирование и решение задач синтеза ЭМП с целью создания совершенного, современного, с низкой материалоемкостью средства измерения [10].
Выводы
Электромагнитный метод измерения расхода позволяет создавать измерительные приборы с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками.
Итак, при проектировании современных ЭМРС необходимо решать ряд задач, основными из которых являются следующие:
1) измерение в трубопроводах большого диаметра;
2) измерение сред с низкой проводимостью;
3) возможность использования приборов в автономном режиме питания и передачи информации на большие расстояния без потерь и искажений.
Задачи, которые должны решаться при проектировании приборов измерения расхода, основанных на электромагнитном методе, содержат в себе определенные противоречия.
Проведение исследований расходомеров, счетчиков, алгоритмов и процессов обработки, с целью их усовершенствования, нужно производить при условиях, близких к эксплуатационным. Но реально сделать это довольно тяжело, поэтому необходимо развивать методы компьютерного моделирования, которые бы совершенствовали не только математическую модель измерителя но и имитировали бы близкие к эксплуатационным условия работы.
1.10. Методы и приборы для измерения уровня.
1.10.1 Методы измерения уровня.
В общем объеме измерительных операций в нефтепереработке, нефтехимии и газовой промышленности измерение уровня составляет 18 - 20 %.
По измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной поверхности, принятой за начало отсчета. Приборы, выполняющие эту задачу, называются уровнемерами.
Методы измерения уровня:
1) поплавковый,
2) буйковый,
3) гидростатический,
электрические и др.
1.10.2 Поплавковый метод измерения уровня.
Поплавковый уровнемер построен по принципу использования выталкивающей силы жидкости. Чувствительный элемент представляет собой тело произвольной формы (поплавок), плавающий на поверхности жидкости и имеющий постоянную осадку. Поплавок перемещается вертикально вместе с уровнем жидкости и текущее значение уровня определяется фиксацией положения поплавка.
1.10.3 Буйковые уровнемеры.
Действие буйкового уровнемера основано на законе Архимеда. Чувствительный элемент буйкового уровнемера - буй - массивное тело, подвешенное вертикально внутри сосуда, уровень жидкости в котором контролируется. По мере изменения уровня жидкости изменяется погружение буя вследствии компенсации выталкивающей силы жидкости изменением усилия в подвеске.
Таким образом, по величине погружения буя судят об уровне жидкости в сосуде. Характеристика буйкового уровнемера линейная, а чувствительность тем больше, чем больше площадь поперечного сечения буя.
1.10.4 Гидростатические уровнемеры.
|
Различают пьезометрические уровнемеры и уровнемеры с непосредственным измерением столба жидкости.
Пьезометрические уровнемеры применяются для измерения уровня самых разнообразных, в том числе вязких и агрессивных жидкостей.
Воздух из пьезометрической трубки 1 барботирует через слой жидкости. Количество воздуха, подаваемого под давлением, ограничивается дросселем 3 таким образом, чтобы скорость движения его в трубопроводе была минимально возможной. Уровень жидкости определяется по разности давления в дифманометре 2.
1.10.5 Электрические методы измерения уровня.
Для измерения уровня жидкости может быть использовано различие электрических свойств жидкости и парогазовой смеси под ней. Под электрическими свойствами понимаются диэлектрическая проницаемость и электропроводность веществ.
Кондуктометрический метод измерения уровня основан на измерении электрической проводимости первичного преобразователя, зависящей от значения уровня.
Емкостной метод измерения основан на изменении емкости первичного преобразователя в зависимости от положения уровня измеряемой среды. Обычно первичный преобразователь выполняется в виде коаксиальных цилиндров.
2. Условные обозначения
Все местные измерительные и преобразовательные приборы, установленные на технологическом объекте изображаются на функциональных схемах автоматизации в виде окружностей (см. рис. а и б).
Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях, то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия (см. рис. в и г).
Внутрь окружности вписываются:
- в верхнюю часть - обозначения контролируемых, сигнализируемых или регулируемых параметров, обозначение функций и функциональных признаков приборов и устройств;
- в нижнюю - позиционные обозначения приборов и устройств.
Места расположения отборных устройств и точек измерения указываются с помощью тонких сплошных линий.
Буквенные обозначения средств автоматизации строятся на основе латинского алфавита и состоят из трех групп букв:
1) Контролируемый, сигнализируемый или регулируемый параметр (1 буква):
D - плотность,
Е - любая электрическая величина,
F - расход,
G - положение, перемещение,
Н - ручное воздействие,
К - временна’я программа,
L - уровень,
М - влажность,
Р - давление,
Q - состав смеси, концентрация,
R - радиоактивность,
S - скорость (линейная или угловая),
Т - температура,
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
