2. Измерение массового расхода топлива

В зависимости от единицы измеряемой среды каждая из этих групп расходомеров подразделяется на объёмные и массовые.

Массовые расходомеры предназначены для прямого или косвенного измерения непосредственно массового расхода. В этом случае измерения плотности среды не требуется.

Система автоматизированного измерения массового расхода топлива (САИРТ). Задачи автоматизации. Что задаётся и что является мерой расхода? Схема с использованием рычажных весов: основные элементы, принцип работы, основные особенности, диаграмма работы на разных режимах (4-5). Точность результатов.

В основе таких СИ лежит использование стандартного двухплечевого весового устройства (стр. 3 рис. внизу). На одной из платформ размещается балансир. С ней также жёстко связана планка, которая при перемещении этой платформы в определённом положении перекрывает оптический канал оптической пары (оптопара), состоящей из излучателя и фотоприёмника. Как правило, эту пару составляют светодиод (СД) и фотодиод (ФД). На другой платформе (грузовой) размещается мерная ёмкость с топливом, из которой в процессе измерения оно поступает в двигатель. Над этой же платформой устанавливаются грузоукладчики (электромагниты), один их которых в момент начала измерения укладывает на платформу груз определённой массы. Выбор массы определяется величиной расхода топлива и временем измерения, значение которого обеспечивает необходимую точность результата.

В исходном состоянии (при отсутствии топлива) балансир опускает измерительную платформу, открывая оптический канал оптопары. При включении электропитания блок управления выдаёт команду на долив топлива в мерную ёмкость (рис. ). Последняя наполняется до тех пор, пока планка не перекроет световой поток от СД к ФД, что обеспечит выключение электромагнитного клапана управления доливом топлива.

После запуска двигателя и его дальнейшей работе на каком-либо установившемся режиме расход топлива из мерной ёмкости приведёт к подъёму грузовой платформы весового устройства и к опусканию измерительной платформы. После её снижения на некоторую величину управляющая планка откроет световой поток от СД к ФД. Блок управления сразу выдаст команду на долив топлива в мерную ёмкость, что реализуется срабатыванием электромагнита управления доливом: грузовая платформа начнёт опускаться, а измерительная подниматься. Перекрытие светового потока планкой прекращает долив топлива. После чего этот цикл повторяется заново. Таким образом, если команда на измерение отсутствует, то расходомер работает в качестве астатического стабилизатора уровня топлива в мерной ёмкости (рис. ). При увеличении расхода топлива среднее значение этого уровня останется прежним, но частота срабатывания клапана управления доливом увеличится.

После выдачи команды на измерение электромагнит управления доливом топлива блокируется в закрытом состоянии не зависимо от наличия или отсутствия освещённости ФД, и доступ топлива в мерную ёмкость прекращается. По мере расходования топлива грузовая платформа поднимается вверх, а другая платформа опускается вниз. Момент начала измерения определяется моментом прохождения определённого состояния, при котором открывается оптический канал оптопары, и начинается отсчёт времени. Сразу после этого грузоукладчик укладывает на грузовую платформу груз необходимой массы. Тогда грузовая платформа опускается вниз, а измерительная поднимается вверх (рис. ). Измерительная планка снова перекрывает световой поток оптопары. По мере расходования топлива весовое устройство вновь проходит прежнее состояние, в котором вторично открывается оптический канал оптопары. Это определяет конец измерения (прекращение отсчёта времени). После этого грузоукладчик снимает груз с платформу (рис. ). Электромагнит управления доливом топлива разблокируется, что возвращает систему в исходное состояние, которое соответствует рабочему режиму СИ при работающем на установившемся режиме двигателе (т.е. в режиме астатического регулятора уровня).

Таким образом, за время измерения израсходована масса топлива, численно равная эталонной массе груза, который грузоукладчик опустил на грузовую платформу в начале измерения.

Отличительными особенностями этой системы являются:

 момент начала процесса измерения и момент его окончания происходят при одном и том же состоянии измерительной системы;

 в этом состоянии суммарная масса движущихся частей системы и её скорость одинаковы, что способствует повышению точности фиксации начала отсчёта и его завершения.

При грамотном исполнении погрешность таких СИ не превышает 0,5% от текущего значения расхода.

Погрешности САИТР: в том числе: “сифонная ” погрешность и способы её уменьшения; влияние температуры; влияние реактивной силы струи при заборе топлива из мерной ёмкости и при обратном возврате (способы устранения). Обеспечение идентичности условий регистрации начала и конца измерения. Задача №12.