ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способы снижения и компенсации динамических погрешностей тепловых неконтактных расходомеров из "Динамические контактные измерения тепловых величин " Снижение динамических погрешностей тепловых расходомеров может быть достигнуто различными способами конструктивным решением приемного преобразователя, подбором измерительной схемы, применением устройств коррекции, измерением парциального расхода, применением динамического нагрева. [c.124] В тех случаях, когда допустимо некоторое уменьшение диаметра трубопровода в месте измерения, инерционность расходомера можно снизить за счет уменьшения массы приемного преобразователя. Например, при уменьшении диаметра трубы в два раза при сохранении первоначального напряжения в материале площадь сечения трубы уменьшится в четыре раза. В соответствии с формулами (11.16) уменьшится во столько же раз и постоянная времени приемного преобразователя. [c.124] Таким образом, в соответствии с (П. 16) значение постоянной времени уменьшится в раз при уменьшении диаметра в п раз и соответствующем уменьшении толщины стенки. [c.125] Другим конструктивным решением снижения инерционности является применение преобразователей (табл. 3) с маломощными точечными нагревателями, а также с разделенными и совмещенными нагревателями и термоприемниками. Такие приемные преобразователи [87] представляют собой отрезки трубы с установленными на них патрубками со вставками (см. рис. 51). [c.125] В патрубок 1 установлена гильза 2. Вставка зажимается в патрубке гайкой 3. При таком конструктивном решении могут быть реализованы самые различные измерительные схемы. [c.125] Например, во вставку помещаются нагреватель и горячий спай термопары, холодный спай которой устанавливается на основной трубе, или же применяются две одинаковые вставки, в одной из которых устанавливается нагреватель — термоприемник из меди, никеля или платины, а во второй — сопротивление, выполняющее только функцию термоприемника. Первое сопротивление в десятки раз больше второго. При включении по схеме 4 или 9 табл. 6 оно выделяет значительную мощность по сравнению с мощностью на втором сопротивлении, служащем в качестве компенсатора влияния температуры потока. [c.125] Малые размеры вставки обеспечивают снижение инерционности в десятки раз, как и в случае уменьшения диаметра приемного преобразователя. [c.125] Еще одним способом снижения инерционности является применение кольцевого нагревателя, совмещенного с термоприемником, который наматывается на изолированную поверхность преобразователя. Этот способ целесообразно применять для небольших труб диаметром не более 20—30 мм, когда рассмотренные выше вставки затруднительно устанавливать на небольших трубках. [c.125] Улучшение динамических свойств расходомеров с разделенными нагревателем и термоприемником достигается, во-первых, устранением термического сопротивления и тепловой емкости в виде специальных термоприемников и термоизоляции, во-вторых, — измерением температуры непосредственно в зоне выделения тепла нагревателя. [c.125] Следующим затруднением при создании корректирующих устройств для тепловых расходомеров являются значительные величины постоянных времени. [c.126] Пути рещения задачи компенсации динамических погрешностей неконтактных расходомеров, так же как и других тепловых приборов, зависят от условий, в которых производится измерение. При измерении в лабораторных условиях допустимо применение сложной аппаратуры, включая элементы моделирующих устройств. В этом случае вполне осуществима автоматическая настройка корректирующего устройства на несколько постоянных времени. Коррекцию же в производственных или полузаводских условиях целесообразно осуществлять путем ручной или автоматической настройки на эквивалентную постоянную времени преобразователя. При этом неизбежны дополнительные динамические погрешности, зато аппаратурное оформление значительно упрощается. Поскольку тепловые расходомеры представляют собой преобразователи, в которых расход (скорость) измеряется посредством измерения температуры или разности температур, то для коррекции их динамических характеристик принципиально применимы все устройства, описанные в гл. IV. [c.126] Для тепловых расходомеров диаметром 16 мм, имеющих эквивалентную постоянную времени около 60 с, осуществлялась [87] компенсация по схеме включения в цепь обратной связи вторичного прибора (рис. 129) корректирующего звена с ламповым усилителем (рис. 130). Диапазон изменения расхода воды находился в пределах 10—100 кг/ч, а эквивалентная постоянная времени без коррекции изменялась в зависимости от расхода в пределах 30— 70 с. Применение указанного корректирующего устройства для различных газов и жидкостей обеспечило снижение постоянной времени до 2—10 с. Благодаря возможности адаптации корректирующего устройства (рис. 130) к новым условиям путем изменения параметров корректирующего звена при увеличении или уменьшении расхода величина постоянной времени для каждого конкретного случая оставалась неизменной во всем диапазоне независимо от величины и знака возмущения. [c.126] Для компенсации динамических погрешностей использовали также систему коррекции с параллельным включением обычного и скорректированного термоприемников, в качестве которых применяли дифференциальные гипертермопары. Одна группа спаев каждой термопары устанавливалась рядом с нагреваталем, а другая группа — вдали от него. Мощность нагрева стабилизировалась. [c.127] Другим примером реализации замкнутой измерительной системы является расходомер с диаметром приемного преобразователя 18 мм и толщиной стенки 3,5 мм. На вход усилителя У поступает разность сигналов от дифференциальной гипертермопары. В качестве задатчика стабилизируемой разности температур служит мостовая схема. Корректирующим звеном КЗ является пассивный четырехзвеннник (рис. 76). [c.127] Таким образом, на вход электронного потенциометра поступает термо-э. д. с. [c.128] Эквивалентная постоянная времени благодаря введению скоростной термопары снижена в два раза и не превышала 50 с. Перегрев нагревателя при скорости потока, равной нулю, предотвращается разрывом контакта регулирующим устройством, помещенным внутри электронного потенциометра, при подходе стрелки к началу шкалы. [c.128] Способ компенсации динамических погрешностей системой комбинированных термобатарей был применен также для измерения расхода эмульсии [1051. [c.128] Для компенсации динамических погрешностей расходомеров газов в толстостенных трубках диаметром 10 мм применялись системы с коррекцией вторичных электронных приборов. Для этого в цепь обратной связи электронного потенциометра включались корректирующие звенья, схемы которых приведены на рис. 117 и 130. [c.128] Автоматическая настройка параметров корректирующего усилителя на эквивалентную постоянную преобразователя производится при изменении расхода. [c.128] Применение скорректированной измерительной системы позволило снизить время переходного процесса при различных коэффициентах коррекции (0,05—0,1) с 5—19 мин до 15—40 с. [c.128] Вернуться к основной статье