Қысым датчиктерін қолданып сұйық ағынын өлшеу

Әртүрлі қысым датчиктері су сияқты қысылмайтын сұйықтардың шығынын өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Ең кең тараған әдіс - құбыр өткізгіштегі диафрагмалық тақтадан қысымның түсуін өлшеп, шығынды есептеу. Диафрагмалық тақта әдетте фланецтер арасында орнатылған, белгілі өлшемдегі орталық тесігі бар тақтадан тұрады. Сұйық диафрагма арқылы ағып өткенде тесіктің жоғарғы және төменгі жағында қысымның түсуі пайда болады. Бұл қысымның түсуі шығынға пропорционал, ал датчик сигналын инженерлік бірліктерде шығынды есептеу үшін қолдануға болады.
Суретте тәжірибеде кездесетін тесік пластина орналасуы көрсетілген. Тесік пластина үстіңгі жағында жоғары қысым болады және ол үш вентильді коллектормен қысым сенсорының «+» түйініне қосылған. Тесік пластина төменгі жағында сәйкесінше қысым сенсорының «-» түйініне қосылған. Үш вентильді коллектор қысым сенсорын жұмыс істейтін құбыр желісіне орнатылған кезде артық қысымнан қорғайды.
Қысымның түсуінен шығынды есептеу әдісі салыстырмалы қарапайым физикалық теңдеуге негізделген. Алайда, есептеу барысында көптеген айнымалылар қатысады, олардың әрқайсысында өзінің инженерлік бірліктері болады. Осы айнымалыларға диафрагма геометриясы, құбыр өлшемі, сұйықтың тұтқырлығы және сұйықтың тығыздығы жатады. Әр айнымалыда қатысатын мүшелер мен түрлендіру коэффициенттерінің көптігіне байланысты есептеу қиын болуы мүмкін. Бағылы, көптеген онлайн калькуляторлар бар, олардың көмегімен сіз кез келген ыңғайлы инженерлік бірліктерде айнымалыларды енгізіп, берілген диафрагмадағы қысым түсуі үшін шығынды есептей аласыз.
[Сурет]
Сіз келтірген мысалда дифференциалды қысым сенсоры сигналының (Vdc немесе мА) диафрагмадағы қысым түсуімен қатынасын пайдаланып, шығынды анықтау әдісі және сәйкес түрлендіру формуласы көрсетілген. Бұл әдіс дифференциалды қысымды өлшеудің типтік қолданысы болып табылады.
Сіздің мәтініздің негізі дұрыс, процесстер анық көрсетілген. Төменде сіздің есептеу процесстеріңіз бен сала бойынша білімдерге (іздеу нәтижелерінде айтылған Q∝ΔP қатынасы сияқты) сүйене отырып, қосымша түсініктеме мен оңтайландыру жасалынды, негізінен формуланың өрнектелуінің қатаңдығына байланысты.
Есептеу процесстерінің қорытындысы
Сіздің есептеу логикаңыз дұрыс. Төменде негізгі қадамдар қорытындыланып келтірілген:
1. Өтімділік пен қысым айырымының арасындағы қатынасты растау:
2. Өтімділік (Q) қысым айырымының (ΔP) квадрат түбіріне тура пропорционал, яғни Q=kΔP
3. Сіздің деректер парағыңыз бұл қатынасты растайды:
4.
- ΔP = 100 in H₂O болғанда, Q = 640 GPM
- ΔP = 25 in H₂O болғанда, Q ≈ 320 GPM (теориялық есептеу) / 321 GPM (нақты кесте)
5. Тесік коэффициентін (k) есептеу:
6. k = Q / ΔP формуласын қолданып есептеу.
- Бірінші деректер жолын алыңыз: k = 640 / 100 = 640 / 10 = 64
- Оңтайландыру ұсынысы: Формула k = Q / ΔP ретінде қатаңырақ жазыңыз. Сіздің шығындалған мәтіңізде k = GPM / √(ΔP) үшін айнымалы таңбаны көрсетпеу.
7. Диафрагма коэффициентін (k) тексеріңіз:
8. k=64 қолданып, оның жалпы қолданыста екенін тексеру үшін басқа дерек нүктесін есептеңіз:
- Есептеу: Q = 64 × 25 = 64 × 5 = 320 GPM
- Салыстыру: Кестеңізде ΔP = 25 in H₂O болғанда Q = 321 GPM.
- Талдау мен оңтайландыру: Есептелген мән (320 GPM) мен кесте мәні (321 GPM) арасында 1 GPM айырмашылық бар. Бұл «шамамен 1% дәлдік» пен «1-2 GPM айырмашылық» деген сіздің сілтемеңізді растайды, бұл инженерлік қолданбаларда қабылданатын мән. Егер сіз өте жоғары дәлдік іздейтін болсаңыз, шығындалған деректер немесе коэффициенттерді тексеру керек.
9. Сигнал түріне негізделген шығын формуласын шығарыңыз:
- Vdc сигналы үшін (0-5V):
- Кернеу мен дифференциалды қысым сызықты тәуелді: ΔP = (100 дюйм H₂O/5B) × Vdc = 20 × Vdc. - Шығын формуласы: Q = kΔP = 64 × 20 × Vdc
- Сіз k′ ​​= 286,217 мәнін k′ = Q / Vdc пайдаланып есептедіңіз, демек, Q = 286,217 × Vdc. Бұл формула дұрыс; негізінде, Q = 64 × 20 Vdc = 64 × 20 × Vdc ≈ 286,217 × Vdc.
- Ток сигналы үшін (4-20 мА):
- Дифференциалды қысым тиімді токқа сызықты тәуелді: ΔP = [100 дюйм H₂O / (20 − 4) мА] × (ImA − 4) = 6,25 × (ImA − 4).
- Шығын формуласы: Q = kΔP = 64 × 6,25 × (ImA − 4) = 64 × 2,5 × (ImA − 4) = 160 × (ImA − 4).
- Сіз k′′ = Q / ImA − 4 бойынша k′′ = 160 есептедіңіз, демек, Q = 160 × (ImA − 4). Бұл формула дұрыс.
- Тексеру: Q = 160 × (8 − 4) = 160 × 2 = 320 GPM. Кестедегі 321 GPM мәнінен ауытқу қайтадан жүйеде болуы мүмкін шамалы қателерді білдіреді.
Ескерілуі қажет нәрселер:
Бірнеше практикалық ескертулер қолданылады. Үш клапанды коллекторды тесік пластинасымен және дифференциалды қысым сенсорымен пайдалану керек. Бұл қысым сенсорын құбыр желісі қысымдалған кезде пайдалануға мүмкіндік береді. Осыны істеу үшін қысым сенсорының оң және теріс тұрақтарын жабық изоляция клапандарымен жалғаңыз, сонымен қатар теңестіру клапанын ашыңыз. Содан кейін изоляция клапандарын ақырын ашыңыз, құбыр желісіндегі статикалық қысымды қысым сенсорының екі жағына біркелкі тарату үшін. Теңестіру клапанының ашылуы сенсорға үлкен дифференциалды қысым әсер етуінің барлық мүмкіндіктерін жояды. Қысым сенсоры толық жалғанғаннан кейін теңестіру клапаны жабылады, ол тесік пластинасы арқылы қысым айырымын сезуіне мүмкіндік береді.
Қысым датчиғын қолданудан шығару үшін алдымен теңгеру клапандарын ашыңыз, содан кейін тұтып тұратын клапанды жабыңыз. Изоляциялық клапан толық жабылған кезде, датчик қуысындағы қалдық қысым қысым датчиғының шығару тесігі арқылы шығарылады. Содан кейін қысым датчиғын коллектордан ажырату үшін теңгеру клапаны жабылады. Барлық операциялар дәл осы ретпен орындалуы керектігін ескеріңіз: қысым датчиғын пайдалануға енгізгенде алдымен теңгеру клапанын ашыңыз; қысым датчиғын пайдаланудан шығарғанда соңында теңгеру клапанын жабыңыз.
Материалдардың үйлесімділігі де маңызды. 316 SS ылғалды бөліктер су ағынын өлшейтін қысым датчиктері үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Validyne сонымен қатар көбірек коррозияға тұрақты сұйықтықтар үшін Inconel ылғалды бөліктерді ұсынады. Қысым датчиғының денесіндегі O-сақинасының сұйықтықпен үйлесімді болуы керек; Validyne әртүрлі эластомер қоспаларын ұсынады.
Екі дюймнен артық ішкі диаметрі бар түтіктер үшін, шүмекпен өлшеу ең дәл деп саналады. Шүмек түтіктің түзу бөлігінде, иілмелерден немесе түйіндес түтіктерден алыс орналасуы керек. Шүмекке әкелетін түтіктің бірнеше есе түтік диаметріне тең түзу арақашықтық сақталуы керек. Шүмектің фланеціндегі орындарды дұрыс орналастырып, түтіктің ішіндегі сұйықтың ағынына кедергі келтірмеу керек, әйтпесе өлшеу қателері пайда болуы мүмкін. Ванналық, турбинелі, электромагниттік өлшеуіштер сияқты басқа да ағын өлшеу технологиялары қол жетімді. Шүмектер мен дифференциалды қысым датчиктерінің жүйелері әлдеқайда төмен құны, аз техникалық қызмет көрсетуі және түтіктердің әртүрлі өлшемдеріне, сұйық түрлеріне және ағын жылдамдықтарына орташа дәл өлшеу мүмкіндігіне ие болғандықтан қолданыста қалып отыр.