Датчик расхода Метран-303ПР. Руководство - часть 6

 

 

24

Частота образования вихрей за телом обтекания пропорциональна скорости 

потока. Детектирование вихрей и определение частоты их образования позволяет 
определить скорость и объемный расход среды. 

В  качестве  тела  обтекания  применяется  призма  трапецеидального  сечения,  а 

детектирование вихрей производится с помощью ультразвукового луча. 

1.4.2 Описание функциональной схемы 
Преобразователи состоят из проточной части и электронного блока.  
Блок-схема преобразователей приведена на рисунке 1.2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В  корпусе  проточной  части  расположены  тело  обтекания - призма 

трапецеидальной формы поз.1, пьезоизлучатель ПИ поз.2, пьезоприемник ПП поз.3 

и термодатчик поз.7.  

Электронный  блок  включает  в  себя  генератор  поз.4,  фазовый  детектор  поз.5, 

микропроцессорный  адаптивный  фильтр  с  блоком  формирования  выходных 

сигналов поз.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 ПИ и 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. ПП ультразвуковые колебания преобразует 

в  электрические,  которые  поступают  в  фазовый  детектор.  Фазовый  детектор 

Рисунок 1.2 - Блок-схема преобразователей 

1 

2 

4 

3 

5 

6 

7 

 

 

25

определяет 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.  

Таким  образом,  в  результате  преобразований  и  программной  обработки 

электронный модуль формирует выходные сигналы, указанные в 1.2.4. 

Для  увеличения  точности  измерения  малых  расходов,  где  характеристика 

преобразователя нелинейная и зависит от температуры теплоносителя, в проточную 

часть 

установлен 

термодатчик. 

Показания 

термодатчика 

автоматически 

учитываются при вычислении расхода в области его малых значений. 

1.4.3 Конструкция преобразователей 

Основные  элементы конструкции преобразователей приведены на рисунке 1.3. 

 

Рисунок 1.3 – Внешний вид преобразователей 

 

 

26

Преобразователь  состоит  из  двух  основных  частей:  проточной  части  поз. 1 и 

электронного преобразователя поз.2. 

Проточная  часть  преобразователя  (поз.1)  представляет  собой  полый  цилиндр 

специальной  конструкции,  в  котором  установлены  тело  обтекания  (поз.3) 

термодатчик  и  пьезопреобразователи.  Пьезопреобразователи  закрыты  защитными 

крышками поз. 4. 

Для  снижения  требований  к  длинам  прямых  участков  до  и  после 

преобразователя  и  повышения  стабильности  метрологических  характеристик 
преобразователя используются конические сужения потока – конфузор и диффузор, 
устанавливаемые  на  входе  в  проточную  часть  и  выходе  из  неё. 
У  преобразователей  исполнения  А  конфузор  и  диффузор  выполнены 
непосредственно  в  проточной  части,  у  преобразователей  исполнения  Б  
конфузор 

и 

диффузор 

изготовляются 

и 

монтируются 

отдельно.  

У преобразователей Ду250 и Ду300 мм конфузоры и диффузоры отсутствуют. 

Общий вид преобразователей, габаритные и установочные размеры приведены 

в приложении Е. 

Для увеличения срока службы преобразователя и минимизации отложений на 

проточной части она изготовлена из нержавеющей стали и обработана по высокому 
классу чистоты поверхности (Ra 3,2). 

Для проведения периодической поверки тело обтекания выполнено съемным. 

Извлечение и установку тела обтекания следует производить согласно 3.5. 

Электронный  преобразователь  (поз.2)  размещен  в  отдельном  корпусе  в 

соответствии  с  рисунком  1.3, выполнен  из  алюминиевого  сплава.  Электронный 
преобразователь  соединен  с  проточной  частью  трубчатым  кронштейном  поз.5.  В 
корпусе размещены электронные платы и клеммная колодка.  

На  боковой  стороне  корпуса  электронного  преобразователя  располагается 

штепсельный  разъем  (поз.6) -  вилка  типа  2РМГ14Б4Ш1Е2 (ШР),  служащая  для 
соединения  преобразователя  со  вторичными  приборами.  При  исполнении 
преобразователей с сальниковым вводом ШР отсутствует, а в корпусе электронного 
преобразователя  выполнено  резьбовое  отверстие  для  ввинчивания  уплотняющего 
штуцера.  Корпус  электронного  преобразователя  закрыт  крышками,  уплотнение 

 

 

27

которых производится резиновыми кольцами, что обеспечивает защиту электронной 
части от пыли и влаги. 

ЖКИ  размещается  под  стеклом  крышки  электронного  преобразователя.  У 

преобразователей без ЖКИ крышка выполнена без стекла. 

1.4.5 Выбор типоразмера преобразователей 

Одним  из  важнейших  условий  штатной  работы  преобразователей  и  получения 

достоверных  результатов  измерений  при  организации  учета  энергоносителей 

является  выбор  оптимального  типоразмера  преобразователей,  основными 

критериями которого служат: 

-

 

соответствие  характеристик  преобразователей  реальным  технологическим 

параметрам (диапазону реальных расходов, давлению в сети, свойствам измеряемой 

среды); 

-

 

диаметр условного прохода трубопровода; 

-

 

оценка дополнительных гидравлических потерь; 

-

 

наличие элементов автоматики и регулирования. 

При  анализе  характеристик  преобразователей  необходимо  располагать 

сведениями  о  реальных  параметрах  контролируемой  жидкости  в  трубопроводе  и 

рассматривать  этот  фактор  в  комплексе,  учитывая  тепловую  нагрузку  на  объект  и 

температурный  график  (для  систем  теплоснабжения),  количество  водоразборных 

устройств  (для  систем  горячего  и  холодного  водоснабжения)  и  режимы 

потребления. 

Диаметр  условного  прохода  трубопровода  зачастую  значительно  больше 

диаметра  условного  прохода  монтируемого  преобразователя,  поскольку  реальные 

расходы,  как  правило,  меньше  максимальных  величин,  поэтому  не  следует 

отождествлять  диаметр  условного  прохода  трубопровода  с  диаметром  условного 

прохода преобразователя. 

При  оценке  дополнительных  гидравлических  потерь,  обусловленных 

установкой  преобразователя,  важными  показателями  являются  значения