Датчик расхода Метран 300-ПР. Руководство - часть 3

12

1.2.21 Параметры надежности

Надежность в условиях и режимах эксплуатации, установленных в настоящем РЭ,

характеризуется следующими значениями показателей надежности:

- средняя наработка на отказ Т- не менее 50000 ч;

- средний срок службы - не менее 8 лет.

1.3.1 Преобразователь представляет собой моноблочную конструкцию, состоящую

из проточной части и электронного блока. В состав изделия входят также комплект

монтажных частей согласно приложению В.

о

1.2.22 При отсутствии ЖКИ преобразователь в транспортной таре прочен к

воздействию температуры от минус 50 до плюс 50 С. При наличии ЖКИ преобразователь

в транспортной таре прочен к воздействию температуры от минус 20 до плюс 50 С.

0

0

1.3 Состав изделия

1.4 Устройство и работа
1.4.1 Принцип работы преобразователя

В преобразователе реализован вихревой метод измерения расхода. Этот метод

основан на явлении Ван Кармана: при обтекании неподвижного твердого тела потоком

жидкости за телом образуется вихревая дорожка, состоящая из вихрей, поочередно

срывающихся с противоположных сторон тела. На рисунке 1.1 показано обтекание

цилиндра потоком и образование вихрей.

Рисунок 1.1

Частота образования вихрей за телом пропорциональна скорости потока.

Детектирование вихрей и определение частоты их образования позволяет определить

скорость и объемный расход среды.

В преобразователе Метран-300ПР в качестве тела обтекания применяется призма

трапецеидального сечения, а детектирование вихрей производится с помощью

ультразвукового луча.

1.4.2 Описание функциональной схемы

Преобразователь состоит из проточной части и электронного блока.

13

Блок-схема преобразователя приведена на рисунке 1.2.

1

3

5

6

2

7

4

Рисунок 1.2 - Блок-схема преобразователя

В корпусе проточной части расположены тело обтекания - призма трапецеидальной

формы (1), пьезоизлучатель ПИ (2), пьезоприемник ПП (3) и термодатчик (7).

Электронный блок включает в себя генератор (4), фазовый детектор (5),

микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов (6).

Тело обтекания расположено на входе жидкости в проточную часть. При обтекании

этого тела потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка, частота следования

вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна объемному расходу.

За телом обтекания в корпусе проточной части диаметрально противоположно друг

другу расположены ультразвуковые пьезоизлучатель ПИ и пьезоприемник ПП. На ПИ от

генератора подается переменное напряжение, которое преобразуется в ультразвуковые

колебания. Пройдя через поток, эти колебания в результате взаимодействия с вихрями

оказываются модулированными по фазе. На ПП ультразвуковые колебания преобразуются

в электрические и подаются на фазовый детектор.

Для увеличения динамического диапазона преобразователя за счет измерения малых

расходов, где характеристика преобразователя нелинейна и зависит от температуры

теплоносителя, в проточную часть установлен термодатчик. Показания термодатчика

автоматически учитываются при вычислении расхода в области малых его значений.

На фазовом детекторе определяется разность фаз между сигналами с приемника и

опорного генератора. На выходе фазового детектора образуется напряжение, частота

изменения которого равна частоте образования вихрей и является мерой расхода.

Для фильтрации случайных составляющих сигнал с фазового детектора подается на

микропроцессорный адаптивный фильтр и затем в блок формирования выходных

сигналов.

14

Таким образом, в результате преобразований и программной обработки электронный

модуль формирует импульсный выходной сигнал.

1.4.3 Конструкция преобразователя.

Основные элементы конструкции преобразователя приведены на рисунке 1.3.

Проточная часть преобразователя (1) представляет собой полый цилиндр

специальной конструкции, в котором установлены тело обтекания (2), термодатчик и

пъезопреобразователи.

Рисунок 1.3

А

+

-

1

2

3

4

Ä

Î

Î

Ä

8

9

3

6

7

5

10

1

2

11

12

13

А

вариант

Б

Б

ТЕСТ

15

Для снижения требований к длинам прямых участков до и после преобразователя и

повышения временной стабильности метрологических характеристик преобразователя

используются конические сужения потока конфузор и диффузор, установленные на входе

в проточную часть и выходе из проточной части. У преобразователей исполнения А

конфузор и диффузор выполнены непосредственно в проточной части, у

преобразователей исполнения В конфузор и диффузор изготовляются и монтируются

отдельно. У преобразователей Ду250, Ду300 мм конфузоры и диффузоры отсутствуют.

Общий вид преобразователей, габаритные и установочные размеры приведены в

приложении Д.

Для увеличения срока службы преобразователя и минимизации отложений

проточная часть изготовлена из нержавеющей стали и обработана по высокому классу

чистоты поверхности.

Для проведения периодической поверки тело обтекания сделано съемным.

Извлечение и установку тела обтекания следует производить согласно 2.2.4 настоящего

руководства по эксплуатации.

Электронный блок преобразователя размещен в отдельном корпусе (3), соединенном

с проточной частью трубчатым кронштейном (4). В корпусе размещены электронные

платы и клеммная колодка (5). На колодке размещены два светодиода (6) и перемычка (7).

Свечение красного светодиода сигнализирует о возникновении исключительной

ситуации (см. 1.2.11). Зеленый светодиод мигает при поступлении импульса на

импульсный выход преобразователя.

Перемычка (7) предназначена для настройки вида выходного сигнала: при наличии

перемычки между клеммами “0” и “4” преобразователь имеет импульсный сигнал типа

“замкнуто/разомкнуто” (оптопара); При отсутствии перемычки между клеммами “0” и “4”

преобразователь имеет токоимпульсный выходной сигнал. Допускается использовать оба

типа выходного сигнала одновременно, при этом перемычка должна отсутствовать.

Преобразователь имеет сальниковый ввод (11) или вилку 2РМ22Б10Ш1Е1Б

штепсельного разъема (8) (в зависимости от заказа), которые служат для соединения

преобразователя по импульсному выходному сигналу со вторичными приборами. При

наличии аналогового токового сигнала и (или) выходного сигнала на цифровом

интерфейсе на противоположной боковой стороне корпуса располагается розетка

2РМ22Б10Г1В1 (9). Корпус электронного блока закрыт крышками (12) и (13), уплотнение

которых производится резиновыми кольцами.

ЖКИ (при наличии) размещается под стеклом крышки электронного блока.

1.4.4 Выбор типоразмера преобразователя

Одним из важнейших условий штатной работы преобразователя и получения

достоверных результатов измерений при организации учета энергоносителей является