Bosim sensorlari yordamida suyuqlik oqimini o'lchash

Differentsial bosim sensorlari odatda suv kabi zichlanmaydigan suyuqliklarning oqim tezligini o'lchash uchun ishlatiladi. Eng keng tarqalgan usul — naydagi siqish plastinkasining ikki tomonidagi bosim farqini o'lchash va oqim tezligini hisoblashdan iborat. Siqish plastinkasi — bu odatda flanshlar orasida o'rnatilgan, ma'lum o'lchamdagi markaziy teshikli plastinkadan iborat. Suyuqlik teshik orqali oqib o'tganda uning yuqori va pastki tomonlari orasida bosim farqi yuzaga keladi. Bu bosim farqi oqim tezligiga proportsional bo'ladi va sensor signali esa muhandislik birligida oqim tezligini hisoblash uchun foydalaniladi.
Rasm tipik teshikli plastinka konfiguratsiyasini ko'rsatadi. Teshikli plastinkaning kirish tomoni bosimi yuqori bo'lib, u bosim sensorining "+" chiqishiga uchta sharoshoqli tarmoq orqali ulangan. Teshikli plastinkaning chiqish tomoni esa bosim sensorining "-" chiqishiga o'xshash tarzda ulangan. Uchta sharoshoqli tarmoq bosim sensorini ishchi gaz oqimida o'rnatilganda ortiqcha bosimdan himoya qiladi.
Bosim oqilidan oqim tezorini hisoblash uchun hisoblash usuli nisbatan oddiy fizik tenglamaga asoslangan. Biroq, hisoblashda ko'plab o'zgaruvchilar ishtirok etadi, ularning har biri o'z muhandislik birligiga ega. Bu o'zgaruvchilarga quyidagilar kiradi: eshik geometriyasi, truba o'lchami, suyuqlikning ichki ishqalanishi va zichligi. Har bir o'zgaruvchiga kirish kerak bo'lgan atamalar soni va konvertatsiya omillari tufayli hisob-kitob juda murakkab bo'lishi mumkin. Yaxshiyamki, berilgan eshik bosim oqilidan oqim tezorini hisoblash uchun ko'plab onlayn kalkulyatorlar mavjud bo'lib, ular istalgan qulay muhandislik birligida o'zgaruvchilarni kiritish orqali foydalanish imkonini beradi.
[Image]
Siz keltirib o'tgan misol differentsial bosim sensor signali (Vdc yoki mA) va eshik ostida hosil bo'lgan bosim oqilining oqim tezorini aniqlash uchun qanday qo'llanilishini tushuntiradi va mos konvertatsiya formulasini keltirib chiqaradi. Bu usul differentsial bosim oqim o'lchovchi asboblar tipik qo'llanilish usulidir.
Sizning kontentingiz asosi to'g'ri va jarayon tushunarli. Quyida hisoblash jarayoningiz va soha bilimlaringizga (qidiruv natijalarida ko'rsatilgan Q∝ΔP munosabat kabi) asoslanib, formulalar ifodasining qat'iyatliligiga oid qisqacha xulosa va kichik takomillashtirish keltirilgan.
Hisoblash jarayoni xulosasi
Hisoblash mantiqingiz to'g'ri. Quyida asosiy qadamlar xulosasi keltirilgan:
1. Oqim tezligi va bosim farqi o'rtasidagi munosabatni tasdiqlang:
2. Oqim tezligi (Q) bosim farqining (ΔP) kvadrat ildiziga proporsional, ya'ni Q=kΔP
3. Sizning ma'lumot varaqatingiz bu munosabatni tasdiqlaydi:
4.
- ΔP = 100 in H₂O bo'lganda, Q = 640 GPM
- ΔP = 25 in H₂O bo'lganda, Q ≈ 320 GPM (nazariy hisoblash) / 321 GPM (amaliy jadval)
5. Diafragma koeffitsientini (k) hisoblang:
6. k = Q / ΔP formulasidan foydalanib hisoblang.
- Birinchi qator ma'lumotlarini oling: k = 640 / 100 = 640 / 10 = 64
- Optimizatsiya bo'yicha taklif: K = Q / ΔP sifatida aniqroq yozing. Sizning dastlabki matningizda k = GPM / √(ΔP) uchun o'zgaruvchi belgini tushirib qoldirgan.
7. Diafragma koefitsientini tekshiring (k):
8. Umumiy qo'llanilishini tasdiqlash uchun k=64 dan foydalanib boshqa ma'lumot nuqtasini hisoblang:
- Hisoblash: Q = 64 × 25 = 64 × 5 = 320 GPM
- Solishtirish: Sizning jadvalingizda Q = 321 GPM, ΔP = 25 in H₂O.
- Tahlil va optimizatsiya: Hisoblangan qiymat (320 GPM) va jadval qiymati (321 GPM) o'rtasida 1 GPM farq bor. Bu "taxminan 1% aniqlik" va "1-2 GPM farqi" ga havolalaringizni tasdiqlaydi, bu muhandislik dasturlarida qabul qilinadi. Agar juda yuqori aniqlikni xohlasangiz, dastlabki ma'lumotlar yoki koeffitsientlarni tekshirishingiz kerak.
9. Sensor signali turiga asoslangan oqim tezligi formulasini keltirib chiqaring:
- Vdc signali (0-5V) uchun:
- Kuchlanish hamda differensial bosim chiziqli bog'liq: ΔP = (100 in H₂O/5V) × Vdc = 20 × Vdc. - Oqim tezligi formulasi: Q = kΔP = 64 × 20 × Vdc
- Siz k′ = 286.217 ni k′ = Q / Vdc yordamida hisobladingiz, demak, Q = 286.217 × Vdc. Bu formula to'g'ri; aslida, Q = 64 × 20 Vdc = 64 × 20 × Vdc ≈ 286.217 × Vdc.
- mA signali (4-20 mA) uchun:
- Differensial bosim effektiv tokka chiziqli bog'liq: ΔP = [100 In H₂O / (20 − 4) mA] × (ImA − 4) = 6.25 × (ImA − 4).
- Oqim tezligi formulasi: Q = kΔP = 64 × 6.25 × (ImA − 4) = 64 × 2.5 × (ImA − 4) = 160 × (ImA − 4).
- Siz k′′ = Q / ImA − 4 dan foydalanib k′′ = 160 ni oldingiz, demak, Q = 160 × (ImA − 4). Bu formula to'g'ri.
- Tekshiruv: Q = 160 × (8 − 4) = 160 × 2 = 320 GPM. Jadvaldagi 321 GPM bilan farq yana bir bor tizimdagi ehtimoliy kichik xatoliklarni aks ettiradi.
E'tiborga loyiq narsalar:
Ba'zi amaliy jihatlar qo'llaniladi. Uchta ventilli kollektor orifis plastinkasi va differentsial bosim sensori bilan ishlatilishi kerak. Bu bosim sensorini gaz qazib olish paytida foydalanish imkonini beradi. Buni amalga oshirish uchun bosim sensorining musbat va manfiy chiquvlarini yopiq izolyatsiya ventillariga ulang, shu bilan birga tenglashtiruvchi ventilni oching. Keyin izolyatsiya ventillarini sekin oching, gaz o'tkazgichdagi statik bosimni bosim sensorining ikkala tomoniga ham tekis taqsimlang. Tenglashtiruvchi ventilni ochish sensor uchun xavfli bo'lgan katta differentsial bosimni bartaraf qiladi. Bosim sensori to'liq ulanganidan keyin tenglashtiruvchi ventil yopiladi, bu orifis plastinkasining ikkala tomoni orasidagi bosim farqini his qilish imkonini beradi.
Bosim sensorini o'chirish uchun avval tenglashtiruvchi sovutgichlarni oching va so'ng to'xtatuvchi sovutgichlarni yoping. To'xtatuvchi sovutgich to'liq yopilganda, sensor bo'shlig'ida qolgan bosim bosim sensori ventilyatsiya teshigidan chiqariladi. Keyin bosim sensorini kollektordan ajratish uchun tenglashtiruvchi sovutgichni yopish mumkin. Barcha operatsiyalar shu aniq tartibda o'tkazilishi kerakligini eslatib o'tamiz: bosim sensorini ishga tushirishda avval tenglashtiruvchi sovutgichni oching; bosim sensorini xizmatdan chiqarishda oxirgi bo'lib tenglashtiruvchi sovutgichni yoping.
Materiallar mosligi ham yana bir muhim omildir. 316 SS nam qismi uchun suv oqimini o'lchaydigan bosim sensorlari uchun eng yaxshi tanlovdir. Validyne korroziyaga chidamliroq suyuqliklar uchun Inconel nam qismlarini ham taklif qiladi. Bosim sensori korpusidagi O-halqaning materiali ham suyuqlik bilan mos kelishi kerak; Validyne turli elastomer birikmalarini taklif qiladi.
Ichki diametri 2 dyuymdan katta bo'lgan quvurlar uchun, diafragma oqim o'lchash eng aniq usul deb hisoblanadi. Diafragma plastinkasi quvurning to'g'ri qismini ichida, burilishlar va teyslardan uzoqda bo'lishi kerak. Diafragma plastinkasiga olib boruvchi quvur bir necha marta quvur diametriga teng bo'lgan to'g'ri uzunlikni saqlab turishi kerak. Diafragma flanetsidagi qimmatli qavatlar ehtimolli ravishda hizmat ko'rsatilishi kerak va quvur ichidagi suyuqlik oqimini to'sib qo'ymasligi kerak, aks holda o'lchash xatolari yuzaga kelishi mumkin. Boshqa oqim o'lchash texnologiyalari ham mavjud bo'lib, ularga vana o'lchagichlar, tarkoviy o'lchagichlar, elektromagnit oqim o'lchagichlar va boshqalar kiradi. Diafragma plastinkalari va differentsial bosim sensorli tizimlardan foydalanish davom etmoqda, chunki ular arzon narxga ega, kamroq xavfsizlik talab qiladi va turli keng quvur o'lchamlari, suyuqlik turlari va oqim tezliklarida qondiiruvchi aniq o'lchashlarni taqdim etadi.