Ротаметр с емкостным преобразователем

Белорусский национальный технический университет, приборостроительный факультет, кафедра "Контрольно-измерительные приборы"
Курсовой проект по дисциплине "Конструирование приборов"
На тему "Проектирование ротаметра с емкостным преобразователем"
Минск 2016

Наименование изделия – расходомер газа.
Область применения – предприятия приборостроительные, машиностроительные, научно-исследовательские лаборатории и др.
Назначение изделия – измерение объемного расхода газа.
Цель разработки – создание расходомера газа для измерения объемного расхода, более дешевого, чем аналоги и не уступающего по техническим характеристикам.
Основные требования к изделию.
Состав изделия и требования к конструктивному устройству - измерительный блок, информационно-вычислительный модуль, специализированное программное обеспечение.
Требования к конструкции изделия
Прибор должен строиться на моноблочном принципе и состоять из унифицированных и функционально законченных элементов.
В качестве преобразователей используются ротаметрическая пара с емкостным преобразователем, с выдачей частотного сигнала, пропорционального мгновенному объемному расходу.
Питание прибора осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220 В.
Изделие должно обеспечивать достоверность контроля в цеховых условиях.
Технические характеристики
Изделие предназначено для измерения объемного расхода воздуха и газов, а также плавно меняющихся однородных потоков чистых и слабозагрязненных неэлектропроводных жидкостей (в том числе и непрозрачных) при условии индивидуальной градуировки на данном газе или жидкости.
Погрешность измерения не более 2%.
Время подготовки к работе 2 минуты.
Требования к показывающему устройству:
шкала аналоговая условная равномерная, требующая пересчет показаний по тарировочной характеристике для данного измеряемого вещества, и цифровое табло, не требующее пересчета значений.
Габаритные размеры, не более 230х75 мм.
Погрешность измерения: для всего диапазона измерений не более 2%.

Расходомер содержит ротаметр с цилиндрической измерительной трубкой, поплавок кольцевой формы, электронную измерительную схему. Через центральное отверстие в поплавке проходит центральный конус, к поверхности которого прилегает конусная боковая внутренняя стенка поплавка при нижнем положении последнего. Трубка, поплавок и конус, выполненные из электропроводного материала, являются обкладками емкостного преобразователя перемещения поплавка и для предотвращения электрического замыкания покрыты изоляционным слоем. Электронная измерительная схема состоит из высокочастотного автогенератора, в задающую RC-цепочку которого в качестве емкости включен емкостный преобразователь перемещения поплавка.
Поплавковый ротаметр состоит из цилиндрической измерительной трубки 1, центрального конуса 2 и поплавка 3 кольцевой формы с конусной боковой внутренней стенкой, прилегающей к центральному конусу 2, при нижнем положении поплавка, при¬чем и цилиндрическая измерительная трубка 1, и центральный конус 2, и поплавок 3 выполнены из электропроводного материала, а для предотвращения электрического замыкания между ними поверхности поплавка покрыты изоляционным слоем, а центральный конус крепится с помощью диэлектрической втулки со сквозными отверстиями для прохода газа.
Счетчик расхода газа работает следующим образом. Поплавковый ротаметр встраивается в газовую магистраль строго вертикально так, чтобы поток газа был направлен снизу. При нулевом расходе газа давление снизу и сверху поплавка 3 одинаково и поплавок под собственным весом опускается в крайнее нижнее положение, при котором кольцевой зазор между поплавком 3 и центральным конусом 2 равен нулю. При наличии расхода газа давление сверху поплавка падает и под напором газового потока снизу поплавок поднимается на такую высоту, на которой напор газа снизу уравновешивается весом поплавка и уменьшившимся давлением газа сверху поплавка. При подъеме поплавка емкость С, между внутренней боковой стенкой поплавка 3 и центральным конусом 2 будет уменьшаться за счет увеличения кольцевого зазора между ними.
Содержание
1. Назначение область применения
2. Основные технические характеристики
3. Анализ существующих конструкций и обоснование выбора конструкции
4. Описание устройства изделия
Графическая часть
Сборочный чертеж ротаметра (А1)
Деталировка - 8 деталей (А1)