Для обеспечения бесперебойности и непрерывности производственных
процессов на предприятиях требуется измерять и регулировать такие
параметры, как температура, давление, расход транспортируемой среды.
Здесь следует рассмотреть контрольно-измерительные приборы (КИП),
применяемые в трубопроводных системах транспортировки сред.
Измерение температуры осуществляется в основном с помощью термометров
сопротивления, термопар и в определенных областях с помощью ртутных
термометров.
Термометры сопротивления и термопары функционируют по электронному
принципу и работают только в сочетании с электрическим индикаторным
прибором, источником электропитания и соответствующими соединительными
линиями. Преимуществ ом этих измерительных устройств является то, что
индикаторные приборы могут помещаться на центральном пульте. Недостатком
можно считать то, что измеряется косвенное значение температуры. Ртутные
термометры показывают прямое значение температуры, однако индикация
температуры возможна только на месте измерения и считывание показаний
термометра не может осуществляться на центральном пульте. С помощью
контактных термометров можно регулировать обогрев трубопроводов,
резервуаров и т.п.
Для обеспечения техники безопасности необходимо измерение давления в
трубопроводах. Закупорка трубопроводов, неисправность запорных арматур и
т.д. могут привести к разрушению трубопровода. Измерение давления
позволяет обнаружить такие ненормальности.
Давление в трубопроводных системах можно измерять манометрами. Особо
опасные места трубопровода снабжаются контактными манометрами, которые
при достижении определенного давления заданной величины подают сигнал, с
помощью которого, к примеру, выключается насос. Обычно применяются
манометры с пластинчатой пружиной, манометры с капсюльной пружиной и для
низких давлений манометры с U-образной трубкой.
Расход транспортируемой среды можно измерять непосредственно с помощью
расходомеров либо косвенными методами. Волюмометры, непосредственно
измеряющие расход среды, имеют в качестве рабочих органов овальные
колеса либо вращающиеся поршни и работают практически как насосы, только
вместо двигателя в них установлен счетный механизм. Преимущественно для
измерения расхода газов применяются счетчики с вертушкой, например
счетчики Вольтмана. Поскольку газы транспортируются по трубопроводам в
сжатом состоянии, при измерении их расхода необходим пересчет на
нормальное состояние, для чего в последнее время применяются
микропроцессорные системы.
Методы косвенного измерения расхода транспортируемых сред основываются
на законе Бернулли, который гласит, что энергия давления и энергия
скорости в системе являются
постоянными. Если система трубопроводов имеет
сужение (например, расходомерная диафрагма), то энергия давления и
энергия потока изменяются, однако их сумма остается постоянной. Разность
давлений измеряется манометром с U-образной трубкой и на основании
полученных значений вычисляется расход транспортируемой среды. Этот
принцип практически может применяться во всех случаях транспортировки
сред по трубопроводам.
Кроме того, расход транспортируемой среды может измеряться методом
плавающего конуса. Для измерения используется энергия потока, благодаря
которой находящийся в трубе конус поднимается на высоту,
пропорциональную количеству проходящей по трубе транспортируемой среды.
По этому методу измеряется расход газов и низковязких жидкостей.
Для сред, содержащих твердые вещества, применяются магнитные
расходомеры. При этом среда должна быть электропроводной и скорость
йотока должна быть не слишком большой. Измерительным датчиком служит
магнитный возбудитель, генерирующий магнйтное поле. С помощью электродов
в потоке транспортируемой среды создается электрический потенциал,
пропорциональный скорости потока.
Для всех методов косвенного измерения расхода транспортируемой среды
предпосылкой является то, чтобы поток среды был ламинарным.
Далее, здесь следует упомянуть дозирующие насосы. Дозирующие насосы
подают определенные постоянные количества транспортируемых сред. Обычно
применяются поршневые дозирующие насосы. При каждом ходе поршня подается
определенное количество среды, численно равное произведению площади
поперечного сечения поршня на длину его хода. У современных дозирующих
насосов частота вращения и длина хода поршня регулируются, так что в
широких пределах можно изменять количество среды, подаваемое в единицу
времени.
Для дозирования подаваемой среды может служить также комбинация
шестеренного насоса с регулируемой частотой вращения и счетчика с
овальным колесом. С помощью байпаса (обвода), который позволяет отводить
транспортируемую среду от напорного патрубка обратно к всасывающему
патрубку, можно точно устанавливать требуемое количество среды,
подаваемое в единицу времени.