Cảm biến - Chương 9 : Cảm biến đo lưu lượng Và Mức chấT lưu

Lưu lượng và đơn vị đo Lưu lượng chất lưu là lượng chất lưu chảy qua tiết diện ngang của ống trong một đơn vị thời gian. Tuỳ theo đơn vị tính lượng chất lưu (theo thể tích hoặc khối lượng) người ta phân biệt: ư Lưu lượng thể tích (Q) tính bằng m3/s, m3/giờ ... ư Lưu lượng khối (G) tính bằng kg/s, kg/giờ ... Lưu lượng trung bình trong khoảng thời gian
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cảm biến - Chương 9 : Cảm biến đo lưu lượng Và Mức chấT lưu Ch−¬ng IX C¶m biÕn ®o l−u l−îng Vµ MøC CHÊT l−u9.1. C¶m biÕn ®o l−u l−îng9.1.1. L−u l−îng vµ ®¬n vÞ ®o L−u l−îng chÊt l−u lµ l−îng chÊt l−u ch¶y qua tiÕt diÖn ngang cña èng trongmét ®¬n vÞ thêi gian. Tuú theo ®¬n vÞ tÝnh l−îng chÊt l−u (theo thÓ tÝch hoÆc khèil−îng) ng−êi ta ph©n biÖt: - L−u l−îng thÓ tÝch (Q) tÝnh b»ng m3/s, m3/giê ... - L−u l−îng khèi (G) tÝnh b»ng kg/s, kg/giê ...L−u l−îng trung b×nh trong kho¶ng thêi gian ∆t = t2 - t1 x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc: ∆V ∆m Q tb = hoÆc G tb = (9.1) ∆t ∆tTrong ®ã ∆V, ∆m lµ thÓ tÝch vµ khèi l−îng chÊt l−u ch¶y qua èng trong thêi kho¶nggian kh¶o s¸t.L−u l−îng tøc thêi x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: dV dm Q= G= hoÆc (9.2) dt dt§Ó ®o l−u l−îng ng−êi ta dïng c¸c l−u l−îng kÕ. Tuú thuéc vµo tÝnh chÊt chÊt l−u,yªu cÇu c«ng nghÖ, ng−êi ta sö dông c¸c l−u l−îng kÕ kh¸c nhau. Nguyªn lý ho¹t®éng cña c¸c l−u l−îng kÕ dùa trªn c¬ së: - §Õm trùc tiÕp thÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ trong mét kho¶ng thêi gian x¸c ®Þnh ∆t. - §o vËn tèc chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ khi l−u l−îng lµ hµm cña vËn tèc. - §o ®é gi¶m ¸p qua tiÕt diÖn thu hÑp trªn dßng ch¶y, l−u l−îng lµ hµm phô thuéc ®é gi¶m ¸p. TÝn hiÖu ®o biÕn ®æi trùc tiÕp thµnh tÝn hiÖu ®iÖn hoÆc nhê bé chuyÓn ®æi ®iÖnthÝch hîp.9.1.2. C«ng t¬ thÓ tÝch C«ng t¬ thÓ tÝch ®o thÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ b»ng c¸c ®Õm trùc tiÕpl−îng thÓ tÝch ®i qua buång chøa cã thÓ tÝch x¸c ®Þnh cña c«ng t¬. S¬ ®å nguyªn lý cña c«ng t¬ thÓ tÝch kiÓu b¸nh r¨ng h×nh «van tr×nh bµy trªnh×nh 9.1. - 142 - C«ngt¬ gåm hai b¸nh r¨ng h×nh «van (1) vµ (2) truyÒn ®éng ¨n khíp víi nhau(h×nh 9.1a). D−íi t¸c ®éng cña dßng chÊt láng, b¸nh r¨ng (2) quay vµ truyÒn chuyÓn®éng tíi b¸nh r¨ng (1) (h×nh 9.1b) cho ®Õn lóc b¸nh r¨ng (2) ë vÞ trÝ th¼ng ®øng,b¸nh r¨ng (1) n»m ngang. ChÊt láng trong thÓ tÝch V1 ®−îc ®Èy sang cöa ra. Sau ®ãb¸nh r¨ng (1) quay vµ qu¸ tr×nh t−¬ng tù lÆp l¹i, thÓ tÝch chÊt láng trong buång V2®−îc ®Èy sang cöa ra. Trong mét vßng quay cña c«ngt¬ thÓ tÝch chÊt láng quac«ngt¬ b»ng bèn lÇn thÓ tÝch V0 (b»ng V1 hoÆc V2). Trôc cña mét trong hai b¸nhr¨ng liªn kÕt víi c¬ cÊu ®Õm ®Æt ngoµi c«ngt¬. V2 1 2 V1 a) c) b) H×nh 9.1 S¬ ®å nguyªn lý c«ng t¬ thÓ tÝch ThÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ngt¬ trong thêi gian ∆t = t2 - t1 tØ lÖ víi sè vßngquay x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: ∆V = q v (N 2 − N 1 ) (9.3)Trong ®ã: qV - thÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ øng víi mét vßng quay. N1, N2 - tæng sè vßng quay cña c«ng t¬ t¹i thêi ®iÓm t1 vµ t2.Th«ng th−êng thÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng: ∆V = q c (N c 2 − N c1 ) (9.4) qc - hÖ sè c«ng t¬ (thÓ tÝch chÊt l−u ch¶y qua c«ng t¬ øng víi mét ®¬n vÞ chØ thÞtrªn c«ng t¬). Nc1, Nc2 - sè trªn chØ thÞ c«ng t¬ t¹i thêi ®iÓm t1 vµ t2. L−u l−îng trung b×nh: ∆V q v (N 2 − N 1 ) Q tb = = (9.5) ∆t t 2 − t1 L−u l−îng tøc thêi: - 143 - dV dN Q= = qv = qvn (9.6) dt dt dNVíi n = lµ tèc ®é quay trªn trôc c«ng t¬. dt §Ó ®Õm sè vßng quay vµ chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ng−êi ta dïng mét trongba c¸ch d−íi ®©y: - Dïng mét nam ch©m nhá g¾n trªn trôc quay cña cña c«ng t¬, khi namch©m ®i qua mét cuén d©y ®Æt cè ®Þnh sÏ t¹o ra xung ®iÖn. §Õm sè xung ®iÖn theothêi gian sÏ tÝnh ®−îc tèc ®é quay cña trôc c«ng t¬. - Dïng tèc ®é kÕ quang. - Dïng m¹ch ®o thÝch hîp ®Ó ®o tÇn sè hoÆc ®iÖn ¸p. Giíi h¹n ®o cña c«ng t¬ lo¹i nµy tõ 0,01 - 250 m3/giê, ®é chÝnh x¸c cao ±(0,5 -1)%, tæn thÊt ¸p suÊt nhá nh−ng cã nh−îc ®iÓm lµ chÊt láng ®o ph¶i ®−îc läc tèt vµg©y ån khi lµm viÖc. §Ó ®o l−u l−îng dßng khÝ ng−êi ta södông c«ng t¬ khÝ kiÓu quay. C«ng t¬ (h×nh9.2) gåm vá h×nh trô (1), c¸c c¸nh (2,4,7,8), 1tang quay (3) vµ cam (6). Khi c¸nh ...