1   2   3
Ім'я файлу: диплом_плетнев_бак_2020.pdf
Розширення: pdf
Розмір: 2780кб.
Дата: 25.01.2023
скачати
ІЛЮСТРАТИВНИЙ МАТЕРІАЛ
до дипломної роботи бакалавра
АНАЛІЗ НАПРЯМКІВ ПОЛІПШЕННЯ МЕТРОЛОГІЧНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИТРАТОМІРІВ
Завідувач кафедри, д-р техн. наук, проф.
О . В. Полярус
Нормоконтролер, канд. техн. наук, доцент
І. В. Грайворонська
Керівник, канд. техн. наук, доцент
О. С. Букрєєва
Студент гр. ММ-41
О. І. Плетньов
Харків − 2020

Мета, об’єкт, задачі дослідження

Об’єкт
метрологічні характеристики електромагнітних витратомірів

Мета
розробка напрямків їх поліпшення для підвищення точності та
єдності вимірювань

Задачі

огляд електромагнітних витратомірів, їх класифікації та експлуатаційних особливостей;

огляд нормативно-правових основ регулювання виробництва й експлуатації електромагнітних витратомірів та чинних нормативних документів;

визначення напрямків поліпшення метрологічних характеристик електромагнітних витратомірів.
2

Класифікація витратомірів
3
• парціальні
· обтікання
• змінного тиску
· вихрові
• змінного рівня витратоміри, що використовують гідродинамічні методи
• камерні лічильники і витратоміри
• силові
• тахометричні
витратоміри з безперервно рухомим тілом
• акустичні
 теплові
• іонізаційні
 оптичні
• електромагнітні
 ядерно-магнітні
витратоміри, що засновані на різних фізичних явищах
• концентраційні
 позначкові
• кореляційні
 струменеві
• з автоколивним тілом
• з рухомою ділянкою трубопроводу витратоміри, що засновані на особливих методах

Нормативно-правові основи виробництва та експлуатації електромагнітних витратомірів
4
Правові акти
Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність
Технічні регламенти
«Засобів вимірювальної техніки»
«Законодавчо регульованих засобів вимірювальної техніки»
Нормативні документи
ДСТУ ISO 4006:2009
ДСТУ ISO 6817:2006
ДСТУ 7266:2012
ДСТУ ISO 13359:2013
ДСТУ ISO 9104:2006

Загальна конструкція електромагнітних витратомірів
5
Витратомір
Прилад
Первин- ний пристрій
Вторин- ний пристрій
Трубка
Елект- род
Елект- ромаг- ніт
Електро- магнітний витратомір
Первинний пристрій

Витратоміри з електромагнітним перетворювачем витрати
6
Рисунок 1
Рисунок 3
Рисунок 2

Витратомір з електромагнітними перетворювачами швидкості потоку
7
Рисунок 4
Рисунок 5

Основні метрологічні характеристики електромагнітних витратомірів
8
Похибка градую- вання
Похибка вимірювання різниці потенціалів
ЕРС
Похибка електро- магнітного витратоміра похибка повторюваності 0,1 % - 0,25 %.

Переваги та недоліки електромагнітних витратомірів
Переваги

незалежність показань від в'язкості і щільності вимірюваної речовини;

можливість реалізації методу для дуже великих діаметрів трубопроводів і відсутність при цьому додаткового динамічного опору;

лінійність шкали;

потрібність в менших довжинах прямих ділянок труб, ніж у інших витратомірів;

висока швидкодія;

можливість вимірювання агресивних, абразивних і в'язких рідин;

працездатність при високому тиску середовища – до 100 МПа.
Недоліки

неможливість використання витратомірів для непровідних рідин
(вуглеводні, аміак, кислоти та ін.);

наявність додаткової похибки від величини електропровідності рідини;

можливість відкладення магнетиту на стінках вимірювального трубопроводу витратоміра і значне збільшення похибки при наявності оксидів заліза у воді;

необхідність розрізання трубопроводу, приварювання фланців і установки вимірювального трубопроводу, що часто неможливо.
9

Зменшення розсіювання магнітної енергії
10
Рисунок 6
Рисунок 7
Рисунок 8

Витрата рідин зі складною кінематичною структурою потоку
11
Рисунок 9 11 21 12 22 12 22 11 21 12 22 12 22
(
) [1
(
)
(
) .....],
U
U
U
U
U
U
Q
a
b
c
I
I
I
I
I
I
= 
+
 + 
+
+ 
+
+
(1)

Комутаційний пристрій
12 0
,
U
k
H


=
 
0
,
U
Q
U


=

Рисунок 10
,
U
H V D

=   
(2)
(3)
(4)

Вимірювання витрати при змінному рівні заповнення каналу трубопроводу
13
Рисунок 11
Рисунок 12
Рисунок 13

Зниження матеріаломісткості, виключення ураження електричним струмом
14
Рисунок 14

Виключення адитивної похибки
15
Рисунок 15 10
( )
[cos(
) 6 cos(3
) 5 cos(5
)],
m
U
t
U
wt
wt
wt
=

− 
+ 
2 2
2
( )
( ),
E t
jwW S B t
=
10 2
2
( )
1
(
)
,
( )
B t
K jw
U
t
jwW S
=
=
( )
( )
2 2
Um t
[sin wt
2 sin(3wt) sin(5
)],
В
wt
w W S
=
− 
+


11
( )
[sin(
( 6 sin(3
) 5sin(5
)],
сф
m
U
t
U
wt
wt
wt
=

+
11
( )
[sin(
) 18sin(3
) 25sin(
)],
w
U
t
Um
wt
wt
wt
=

+
11 11 2
(1 2 1)
0.
2
(1 6 5)
0.
сф
m
w
m
U
U
U
U


=
  − + =
=
  − + =
( )
(sin(
)),
g
S t
S
wt
=
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)

Висновки

У дипломній роботі досліджено напрямки підвищення метрологічних характеристик електромагнітних витратомірів. Встановлено нормативно-правові основи їх вироб- ництва та експлуатації, а також визначено обов’язкові вимоги до цих витратомірів.
Розглянуто конструктивні особливості електромагнітних витратомірів з електромаг- нітними перетворювачами витрати та швидкості потоку. Встановлено метрологічні характеристики, які можуть бути удосконалені.

Визначено такі напрямки поліпшення метрологічних характеристик електромагнітних витратомірів: зменшення розсіювання магнітної енергії, збільшення екранування від зовнішніх магнітних полів без значного підвищення вартості приладу; точне вимірю- ванні витрати рідин зі складною кінематичною структурою потоку; вимірювання вит- рати при змінному рівні заповнення каналу трубопроводу з високою чутливістю як до швидкості потоку, так і до зміни площі «живого» перетину потоку; спрощення конст- рукції, зниження матеріаломісткості, виключення небезпеки враження електричним струмом; а також можливість використання первинного перетворювача витрати від витратоміра загальнопромислового застосування без зміни його конструкції, змінам підлягають тільки схема вимірювання приладу і програмне забезпечення; виключення адитивної похибки вимірювання, викликаної амплітудою і фазової похибкою складо- вих магнітного поля, обумовлену втратами в ланцюзі збудження перетворювача вит- рати. Крім того, точність вимірювання витрати збільшується також через виключення впливу фазових похибок і перешкод в ланцюзі формування знакового сигналу.

Встановленні напрямки та запропоновані схеми можуть бути корисними для розробників та виробників електромагнітних витратомірів.
16

1   2   3

скачати

© Усі права захищені
написати до нас