Ultratovushli, issiqlik va ionli sarf o‘lchagichlar

Ultratovushli, issiqlik va ionli sarf o‘lchagichlar.
Ifloslangan, tez
kristallanadigan va agressiv suyuqliklar, shuningdek, tez o‘zgaruvchan va
pulslanuvchi oqimlar, ayniqsa, elektr o‘tkazmaydngan suyuqliklar sarfini
o‘lchashda induksion sarf o‘lchagichlarni ishlatib bo‘lmagan hollarda ultratovushli
qurilmalardan foydalaniladi.
165
Sarf o‘lchashning ultratovushli usuli
quvurga nisbatan ultratovush tezligining
oqim tezligiga bog‘liqligiga asoslangan. Tovush to‘lqinining harakatdagi muhitda
tarqalishida tovushning manbadan qabul qiluvchi qurilmaga yetib borish tezligi
faqat tovushning tezligiga emas, balki harakat qiluvchi muhitning tezligiga ham
bog‘liq bo‘ladi. Sarf o‘lchashning ultratovushli prinsipi shunga asoslangan. Agar
tovush to‘lqini oqim yo‘nalishida harakat qilsa, ularning tezligi qo‘shiladi, tovush
oqimga qarshi yo‘nalsa, tezliklar ayirmasi topiladi. Ultratovushning oqim bo‘yicha
va unga qarshi yo‘nalishdagi tezligining farqi oqim tezligiga, binobarin, oqayotgan
suyuqlik sarfiga mutanosib.
Ultratovushli sarf o‘lchagichlarning ishlash prinsipi quyidagilarga asoslangan:
1)
ultratovushning oqim bo‘ylab va unga qarshi yo‘nalishdagi vaqt
tafovutini o‘lchash;
2)
ultratovush tebranishlarining oqim bo‘ylab va unga qarshi
yo‘nalishdagi tebranishlari fazalarining siljishini o‘lchash;
3)
avtotebranishlar sxemasi vujudga qeltirgan va shu bilan birga oqim
bo‘ylab hamda unga qarshi io‘nalishda hosil kilingan ultratovush tebranishlari
chastotasining ayirmasini o‘lchash.
Ultratovushli sarf o‘lchagichlardan birining tuzilish sxemasi 114-rasmda
ko‘rsatilgan. Bu asbob ikki kanalli fazaviy sxema bo‘yicha ishlaydi. Ultratovushli
sarf o‘lchagichlar quyidagi asosiy qismlardan iborat: UTG - ultratovush
generatorining ta’minlash manbai; NO‘
1
, va NO‘
2
nurlanuvchi o‘zgartkichlar; QP
1
va QP
2
- qabul qiluvchi pezoo‘zgartkichlar; FQ - faza o‘zgartiruvchi qurilma,
fazaviy siljishlarni o‘zgartgichlar kanali asimmetriyasi yo‘li bilan bartaraf etadi; K-
elektron kuchaytirgich, O‘A - o‘lchash asbobi. O‘lchash asbobi sarf birligida
darajalanadi. Pezoelementlar sifatida, ko‘pincha, bariy titanatdan ishlangan
plastinkalar ishlatiladi. Pezoelementlar kvars, titanatsirkoniy, sopol hamda
magnitostriksion bo‘lishi mumkin.
166
114-rasm. Ultratovushli sarf o‘lchagichning sxemasi.
Issiqlik (kalorimetrik) sarf o‘lchagichlarning
ishlash prinsipi suyuqlik yoki
gaz oqimining yordamchi energiya manbai yordamida qizdirilishiga asoslangan.
Bu energiya manbai oqim tezligi va qizdiruvchi qurilmalardagi issiqlik sarfiga
bog‘lik bo‘lgan temperaturalar farqini vujudga keltiradi. Agar oqimning atrof-
muhitga bergan issiqligini e’tiborga olmasak qizdiruvchi asbob sarflagan va
oqimga uzatilgan issiqlik o‘rtasidagi issiqlik balansi tenglamasi quyidagicha
bo‘ladi:
g
t
=K·Q
m
·C
p
·∆t
bu yerda, g
t
- qizdirirgichning suyuqlik yoki gazga bergan issiqlik miqdori, Vt; K -
quvur kesimi bo‘yicha temperaturaning notekis tarqalishiga tuzatish koeffitsiyenti;
Q
m
- muhitning massa sarfi, kg/s; С
p
- muhitning o‘zgarmas bosimdagi solishtirma
issiqlik sig‘imi, J/(kg·k); ∆t - oqim temperaturaining qizdirishdan avvalgi va
keyingi o‘rtacha qiymatining farqi,
0
К.
Kalorimetrik sarf o‘lchagichlarda oqimga issiqlik, odatda, elektr qizdirgich
orqali beriladi. Bu holda
g
t
=0.24·I
2
·R
Keltirilgan formulalar asosida massa sarfni topamiz:
167
t
C
K
R
I
Q
p
m
2
24
.
0
Kalorimetrik sarf o‘lchagichlar ikki guruhga bo‘linadi. Ulardan birinchisida
sarf qizdirgich iste’mol qilgan quvvat miqdoridan aniqlanadi. Bu quvvat o‘zgarmas
temperaturalar farqi ∆t ni ta’minlaydi. Ikkinchi guruhdagi kalorimetrik sarf
o‘lchagichlar sarf qizitgichga berilgan o‘zgarmas quvvatdagi ∆t temperaturalar
farqidan aniqlanadi. Temperaturalar farqi, odatda, termoparalar yoki qarshilik
termometrlari orqali o‘lchanadi.
115-rasmda ikkinchi guruh sarf o‘lchagichning prinsipial sxemasi
tasvirlangan. Sarf o‘lchagichga ketma-ket ulangan ikkita qarshilik termometrlari 1
va 2 o‘rnatilgan.
Termometrlarning ketma-ket ulanishi ulardagi tokning tengligini ta’minlaydi.
Bu hol termometrlarni qizitgich 3 dan avvalgi va undan keyingi temperaturalar
farqi bo‘yicha darajalashga imkon beradi. Qarshilik termometrlarining ikki tirsagi
R
1
va R
2
doimiy qarshilikdan iborat bo‘lgan ko‘prik tirsaklariga ulanadi.
115-rasm Kalorimetrik sarf o‘lchagich sxemasi.
Kalorimetrik sarf o‘lchagichlarning afzalliklari - yuqori aniqlik sinfiga ega
(xatoligi ±0,5...1%); o‘lchash diapazoni katta (10:1); pulslanuvchi va kichik
sarflarni o‘lchash imkoni bor. Bu asboblarning kamchiligi - berilgan
temperaturalar farqi va oqimni isitish uchun elektr quvvatinng doimiyligini
168
avtomatik ravishda saqlash murakkab. Kalorimetrik sarf o‘lchagichlar asosan
gazlar sarfini o‘lchash uchun ishlatiladi.
Gazlar sarfini o‘lchash uchun
ionli o‘lchash
usulidan foydalanish mumkin. Bu
usul quvurdan o‘tayotgan gazlarning radioaktiv nurlanish manbalari yordamida
davriy ionlanishiga asoslangan. Gazning ionlashgan qismi ma’lum vaqt o‘tgach
(bu vaqt gaz tezligiga bog‘liq) nurlanishni qabul qilgichga boradi va bu yerda, tok
impulsi hosil bo‘ladi. Shundan so‘ng impuls kuchlanadi va bir qator
o‘zgartishlardan so‘ng sarf birligiga keltiriladi. Shu bilan birga harakatdagi oqimga
vaqti-vaqti bilan izotopli radioaktiv nishonlar kiritiladi. Bu nishonlardan
chiqadigan impulslar qabul qiluvchi qurilma orqali tutiladi va qator o‘zgartuvchi
elementlar yordamida o‘lchash asbobiga uzatiladi.
Ionli asboblar ishda g‘oyat qulay va ishonchli, ammo ularni ishlatish,
qo‘zg‘atish va ta’mirlash uchun maxsus xizmat xonasi, xizmat ko‘rsatuvchi
xodimlar talab qilinadi, radioaktiv nurlanishdan tegishli himoya kerak bo‘ladi.
Shuning uchun, amalda sarfni o‘lchash uchun neytral nurlanish, masalan,
ultratovush nurlanish ma’qulroq.
|