Χρήση τεχνολογίας υπερήχων για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής

Τα μετρητές ροής με υπερήχους χρησιμοποιούν την εξάρτηση χρόνου ροής χρόνου από την πτήση (TOF) του ρυθμού ροής για τον προσδιορισμό του όγκου της ίδιας της ροής. Σε αυτή την περίπτωση, υπολογίζεται η διαφορά στο χρόνο διάδοσης του υπερήχου στην προς τα εμπρός και προς τα πίσω κατεύθυνση. Αυτή η τεχνολογία είναι εξαιρετική για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής σε ένα ευρύ φάσμα τιμών και επιτρέπει την εργασία με τα δύο υγρά, όπως για παράδειγμα το νερό ή το πετρέλαιο, και με αέρια όπως ο αέρας και το μεθάνιο.

Οι μετρητές υπερήχων με βάση το TOF μετρούν τον ρυθμό ροής με βάση τη χρονική διαφορά στην μετάδοση υπερηχητικών σημάτων προς την κατεύθυνση της ροής και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το υπερηχητικό κύμα κινείται γρηγορότερα όταν μεταδίδεται προς την κατεύθυνση της ροής και πιο αργό, όταν διαδίδεται κατά της ροής. Με αυτή την τεχνολογία, οι αισθητήρες μπορούν να τοποθετηθούν μέσα ή έξω από το σωλήνα. Και στις δύο περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να παρέχεται μια άμεση διαδρομή για τη διέλευση υγρού (αερίου) μεταξύ δύο μορφοτροπέων, η οποία απαιτεί κατάλληλο σχεδιασμό του σωλήνα μέτρησης στον οποίο είναι τοποθετημένοι αυτοί οι μορφοτροπείς. Η τεχνολογία δεν είναι αποτελεσματική παρουσία φυσαλίδων αέρα, καθώς οδηγεί σε σημαντική εξασθένηση του υπερηχητικού σήματος. Δεδομένου ότι η ταχύτητα της διάδοσης του ήχου εξαρτάται από τη σύνθεση των συστατικών του μέσου, η τεχνολογία υπερήχων με βάση το TOF μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση της σύνθεσης της ροής.

Σχέδια μετρητών ροής

Σύμφωνα με το σχεδιασμό, οι μετρητές ροής υπερήχων με βάση το TOF χωρίζονται σε δύο τύπους: με εσωτερική και εξωτερική εγκατάσταση αισθητήρων. Σε μετρητές ροής με εσωτερικούς αισθητήρες, οι μορφοτροπείς βρίσκονται σε άμεση επαφή με τη ροή του υγρού. Σε ροόμετρα με εξωτερική εγκατάσταση αισθητήρα, οι μορφοτροπείς τοποθετούνται στην επιφάνεια του σωλήνα και δεν επηρεάζουν τη ροή.

Transdyusory στους μετρητές μπορεί να βρίσκεται διαγωνίως, όντας σε οπτική επαφή μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Μπορούν επίσης να συνεργαστεί με ανακλώμενα κύματα, σε μια τέτοια περίπτωση, ο υπέρηχος από τον πομπό φτάνει στον δέκτη transdyusora transdyusora μόνο μετά την ανάκλαση από τους ανακλαστήρες, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Ορισμένα βιομηχανικά μετρητές για σωλήνα μεγάλης διαμέτρου έχουν δύο ζεύγη transdyusorov να βελτιώσουν την απόδοση και σημαντική αποζημίωση απόσβεσης όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Το Σχ. 1. Διαγώνια τοποθέτηση μετατροπέων στο ροόμετρο

Το Σχ. 2. Διάταξη μετατροπέων που λειτουργούν με ανακλώμενο ηχητικό κύμα

Το Σχ. 3. Επιλογές τοποθέτησης ανιχνευτή

Το σχήμα 4 δείχνει ένα μετρητή ροής με μια εξωτερική διάταξη μετατροπέων. Με αυτό το σχέδιο, το ηχητικό κύμα βιώνει αυξημένη εξασθένηση, αφού χρειάζεται να περάσει μέσα από το υλικό του σωλήνα.

Το Σχ. 4. Τοποθέτηση μετατροπέων σε ροόμετρα με εξωτερικούς αισθητήρες

Ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα που ανακύπτουν στην ανάπτυξη μετρητών υπερήχων είναι η διατήρηση υψηλής ακρίβειας μέτρησης σε ένα ευρύ φάσμα ρυθμών ροής από πολλά λίτρα ανά ώρα έως δεκάδες χιλιάδες λίτρα ανά ώρα. Ένα άλλο πρόβλημα είναι η διατήρηση της ακρίβειας των μετρήσεων σε διαφορετικές θερμοκρασίες ροής, οι οποίες, ανάλογα με την εφαρμογή, μπορούν να κυμαίνονται από 0 ° C έως 85 ° C. Δεδομένου ότι η ταχύτητα διέλευσης του υπερηχητικού κύματος ποικίλει ανάλογα με τη θερμοκρασία του υγρού, η διαφορά στο χρόνο διάδοσης θα οδηγήσει σε σφάλμα θερμοκρασίας. Όπως φαίνεται στο σχήμα 5, η εξάρτηση από την θερμοκρασία της ταχύτητας του ήχου στο νερό δεν είναι γραμμική και κυμαίνεται μεταξύ 1420... 1540 m / s. Στο τέλος, αν δεν λάβετε υπόψη την επίδραση της θερμοκρασίας, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σφάλμα στη μέτρηση του ρυθμού ροής κατά περισσότερο από 5 τοις εκατό. Έτσι, για να αυξηθεί η ακρίβεια του συστήματος, απαιτείται αισθητήρας θερμοκρασίας.

Το Σχ. 5. Εξάρτηση από την θερμοκρασία της ταχύτητας του ήχου στο νερό

Υπάρχει μια εναλλακτική προσέγγιση που επιτρέπει μετρήσεις χωρίς έλεγχο θερμοκρασίας. Αυτό λαμβάνει υπόψη όχι μόνο τη διαφορά του χρόνου πτήσης στην εμπρόσθια και την αντίστροφη κατεύθυνση, αλλά και τις απόλυτες τιμές των χρόνων διέλευσης.

Πλεονεκτήματα της χρήσης αναλογικού-ψηφιακού μετατροπέα (ADC)

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να μετρήσετε τη διαφορά των χρόνων πτήσης στην προς τα εμπρός και προς τα πίσω κατεύθυνση. Στην πρώτη περίπτωση, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας χρόνου προς ψηφιακό (TDC). Η δεύτερη μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση ενός ψηφιακού προς αναλογικό μετατροπέα για την ψηφιοποίηση των σημάτων που λαμβάνονται από τους μετατροπείς, με την επακόλουθη συσχέτισή τους.

Σε μια μέθοδο που χρησιμοποιεί το TDC, καθορίζονται μόνο τα σημεία τομής του σήματος με δεδομένο όριο μηδενισμού, όπως φαίνεται στο σχήμα 6.

Το Σχ. 6. Μέτρηση της ώρας της πτήσης με χρήση μετατροπέα χρόνου προς ψηφιακό

Όταν χρησιμοποιείτε το ADC, τα κύματα προς τα εμπρός και προς τα πίσω που λαμβάνονται από τους μετατροπείς ψηφιοποιούνται και αποθηκεύονται στο σύνολό τους. Η περαιτέρω ψηφιακή μετα-επεξεργασία της κυματομορφής προσδιορίζει τη διαφορική τιμή του TOF.

Η χρήση ADCs έχει τα κύρια πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη χρήση του TDC:

  • Επιπλέον μείωση θορύβου. Η συσχέτιση σημάτων παρέχει επιπλέον φιλτράρισμα χαμηλής συχνότητας, καταστέλλοντας τον θόρυβο. Αυτή η λειτουργία εκτελείται αποτελεσματικά από τον μικροελεγκτή χαμηλής ισχύος MSP430FR6047 της Texas Instruments. Η υπό εξέταση μέθοδος έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του θορύβου κατά 3-4 φορές. Η συσχέτιση καταστέλλει επίσης τον γραμμικό θόρυβο.
  • Αντοχή στις αλλαγές στο πλάτος του σήματος. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στον συσχετισμό δεν είναι ευαίσθητος στη μεταβολή του εύρους του ληφθέντος σήματος, στην εξάπλωση των παραμέτρων του μορφοτροπέα και στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Η αλλαγή στο πλάτος σήματος παρατηρείται συχνά σε υψηλές ταχύτητες ροής. Η σταθερότητα είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα, καθώς τα χαρακτηριστικά των μετατροπέων επιδεινώνονται με την πάροδο του χρόνου και η διάρκεια ζωής του μετρητή μπορεί να υπερβαίνει τα 10 χρόνια.
  • Η δυνατότητα κατασκευής του φακέλου του λαμβανόμενου σήματος. Η διαθεσιμότητα πληροφοριών για το εύρος σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τις συχνότητες των μετατροπέων. Επιπροσθέτως, ο έλεγχος του περιβλήματος παρέχει σταθεροποίηση των αλλαγών στα χαρακτηριστικά των μετατροπέων λόγω της γήρανσης. Η εφαρμογή ADC επιτρέπει τη χρήση αυτόματου ελέγχου κέρδους (AGC) για την αύξηση του πλάτους του σήματος εάν το κέρδος του μορφοτροπέα μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, η απόδοση του συστήματος διατηρείται, παρά τη γήρανση των μετατροπέων.

Το σχήμα 7 δείχνει ένα διάγραμμα βαθμίδων ενός μετρητή με βάση το ADC που παρέχει την απαραίτητη υπερδειγματοληψία για την ψηφιοποίηση των σημάτων.

Το Σχ. 7. Δομικό διάγραμμα του μετρητή βάσει του ADC

Μέτρηση του απόλυτου χρόνου πτήσης TOF

Η μέτρηση του απόλυτου χρόνου πτήσης TOF εξαλείφει την ανάγκη χρήσης αισθητήρα θερμοκρασίας και υπολογίζει την ταχύτητα του ήχου στο νερό. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να μετρήσετε με ακρίβεια την απόλυτη τιμή του TOF. Ένας τρόπος είναι να υπολογιστεί ο φάκελος του λαμβανόμενου σήματος και να καθοριστεί το σημείο στο οποίο ο φάκελος λαμβάνει ένα προκαθορισμένο όριο.

Η απόλυτη τιμή TOF θα καθοριστεί από τον χρόνο μετατόπισης του σημείου τομής της τιμής κατωφλίου, όπως φαίνεται στο σχήμα 8.

Το Σχ. 8. Το ADC σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα φάκελο σήματος για τη μέτρηση του απόλυτου χρόνου της πτήσης TOF. Η μεγεθυμένη εικόνα εμφανίζεται στο κάτω σχήμα

Μονάδα μικροελεγκτή υπερήχων MSP430FR6047

Ο μικροελεγκτής MCP430 ™ περιλαμβάνει μια λύση ανίχνευσης υπερήχων. Χάρη στη λειτουργικότητά του είναι δυνατή η δημιουργία υψηλής απόδοσης μετρητών ροής υπερήχων. Στην περίπτωση αυτή, το USS λειτουργεί ανεξάρτητα από τον επεξεργαστή MCP430 ™. Το σχήμα 9 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα αυτής της μονάδας. USS περιλαμβάνει μια παροχή καθολικής ισχύος (UUPS), ισχυρό sequencer (PSQ), μία γεννήτρια προγραμματιζόμενη παλμών (PPG), τον οδηγό και το κύκλωμα της αντίστασης που ταιριάζουν (ΡΗΥ), ένα προγραμματιζόμενο ενισχυτή (PGA), ένα μπλοκ γρήγορο βρόχο κλειδωμένης φάσης (HSPLL), σίγμα υψηλή ταχύτητα δέλτα ADC (SDHS) και συλλογή δεδομένων αλληλουχίας (ASQ).

Η ενσωματωμένη υπομονάδα υπερήχων USS χρησιμοποιεί το δικό της σύστημα ισχύος και μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί ανεξάρτητα από τις άλλες μονάδες του μικροελεγκτή MCP430FR6047. Μπορεί επίσης να φορτιστεί χωρίς να επηρεαστεί οποιαδήποτε άλλη μονάδα μικροελεγκτή.

Η αντιστοίχιση της σύνθετης αντίστασης στην υπομονάδα υπερήχων είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη ελάχιστης μετατόπισης στη μέτρηση της χρονικής διαφοράς TOF με την πάροδο του χρόνου και με οποιεσδήποτε διακυμάνσεις στη θερμοκρασία του νερού. Αυτό σας επιτρέπει επίσης να εργάζεστε με πολύ χαμηλές παροχές.

Το Σχ. 9. Λειτουργικό μπλοκ διάγραμμα της υπομονάδας υπερήχων USS

Συμπέρασμα

Η νεώτερη τεχνολογία των μετρήσεων υπερήχων από την TI χρησιμοποιεί ένα ADC και επιτρέπει ευφυείς μετρητές ροής για την παροχή υψηλής ακρίβειας μέτρησης. Ταυτόχρονα, μπορεί να επιτευχθεί υψηλή ακρίβεια διατηρώντας παράλληλα τη χαμηλή κατανάλωση μέσω της χρήσης μικροελεγκτών MSP430FR6047 με ενσωματωμένη υπομονάδα υπερήχων.

Για να μετρήσετε την παροχή,

Διάφορες μέθοδοι μέτρησης της ταχύτητας χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανική, ιδίως κατά τη μέτρηση της ροής υγρού (αέριου) σε σωλήνες ή κανάλια. Μπορούν να χωριστούν σε διάφορες ομάδες: κινηματικές, δυναμικές και φυσικές μέθοδοι μέτρησης της ταχύτητας. Κάθε ένα από αυτά έχει μια σειρά χαρακτηριστικών που τα διακρίνουν μεταξύ άλλων.

Οι κινηματικές μέθοδοι βασίζονται στη μέτρηση είτε του χρόνου διέλευσης ενός σημείου μιας γνωστής απόστασης είτε της απόστασης που διανύθηκε για δεδομένο χρόνο. Μια ετικέτα είναι ένα ξένο σώμα τοποθετημένο σε ένα περιβάλλον ή στοιχείο όγκου που έχει ιδιότητες που διαφέρουν από ορισμένες ιδιότητες του μέσου, γεγονός που επιτρέπει την παρακολούθηση της κίνησης αυτού του όγκου. Από αυτή την άποψη, τα ροόμετρα που βασίζονται στη κινηματική μέθοδο μέτρησης της ταχύτητας καλούνται μετρητές ροής εν όψει των χαρακτηριστικών της.

Δυναμικές μεθόδους, με τη σειρά του, που σχετίζονται με την άμεση αλληλεπίδραση του μέσου υπό έρευνα με ένα μετρητή (σωλήνα pitot, νημάτιο, κλπ), δηλαδή, ως το όνομα της μεθόδου, που βασίζεται στην δυναμική αλληλεπίδραση του μετρούμενου ροής και τον ανιχνευτή, με τη βοήθεια των οποίων λαμβάνονται μετρήσεις. Εκτός από τον καθετήρα, αλληλεπίδραση ως πηγή εφαρμόζονται ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, στην περίπτωση, όταν το μέσο είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Ως όργανο μέτρησης, οι σωλήνες Pitot, που προορίζονται για τη μέτρηση της κεφαλής ταχύτητας, χρησιμοποιούνται ευρέως. η οποία δημιουργεί μια μετακινούμενη ροή στο σημείο της επιβράδυνσής της. Αυτή η πίεση σχετίζεται με την ταχύτητα της προς τα εμπρός ροής, η οποία καθιστά δυνατή τη μέτρηση. Επιπλέον Pitot σωλήνες, το νημάτιο που χρησιμοποιείται, τις περισσότερες φορές είναι κατασκευασμένα από πλατίνα, ο λόγος είναι ότι υπάρχει ουσιαστικά γραμμική εξάρτηση μεταξύ της αντίστασης νήματος και η θερμοκρασία θέρμανσης του. Κατά συνέπεια, γνωρίζοντας την αντίσταση του νήματος, μπορείτε να μάθετε εύκολα ποια θερμοκρασία έχει. Διερευνώντας την μεταφορά θερμότητας μεταξύ του ανιχνευτή και ένα μετρημένο μέσο ή μεταξύ δύο ανιχνευτών διατεταγμένα σε μία απόσταση το ένα από το άλλο, είναι δυνατόν να κριθεί η ταχύτητα ροής στην οποία βρίσκονται.

Οι φυσικές μέθοδοι διακρίνονται από το γεγονός ότι η μέτρηση της ταχύτητας βασίζεται σε οποιεσδήποτε φυσικές διεργασίες, η ροή των οποίων εξαρτάται από την ταχύτητα ροής. Ωστόσο, η δυσκολία έγκειται στο γεγονός ότι συχνά μια συγκεκριμένη φυσική παράμετρος εξαρτάται όχι μόνο από την ταχύτητα ροής, αλλά και από άλλες παραμέτρους, για παράδειγμα τη θερμοκρασία και την πίεση. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη λήψη μετρήσεων. Συνεπώς, παρατηρώντας τις αλλαγές, είναι δυνατόν να υπολογίσουμε την απαραίτητη παράμετρο του μέσου, δηλαδή την ταχύτητα. Οι μετρήσεις, κατά κανόνα, πραγματοποιούνται χωρίς την εισαγωγή ανιχνευτών στο μέσο, ​​δηλ. αυτή [το περιβάλλον] δεν είναι αγανακτισμένη. Τις περισσότερες φορές, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί το φαινόμενο της μετατόπισης Doppler, το οποίο συμβαίνει όταν τα ακουστικά κύματα υψηλής συχνότητας μεταδίδονται μέσω ενός ρεύματος. Ο λόγος για τη μετατόπιση είναι η διασπορά κυμάτων από αιωρούμενα σωματίδια του μέσου. Αυτά τα σωματίδια είναι συνήθως σκόνη ή ακαθαρσίες. Τα κύματα μέσης συχνότητας περνούν από το μέσο, ​​επειδή έχουν τον χαμηλότερο συντελεστή εξασθένησης. Με τη μετατόπιση Doppler, μπορεί κανείς να βρει την ταχύτητα ροής. Επιπλέον, συσκευές που βασίζονται στο φαινόμενο Fizeau χρησιμοποιούνται για μέτρηση. Αυτή η επίδραση σχετίζεται με την επίδραση της κινούμενης ροής στην ταχύτητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Ας μιλήσουμε πιο λεπτομερώς για την πρώτη μέθοδο μέτρησης του ρυθμού ροής, δηλαδή: τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματά του και τους τύπους των ετικετών που χρησιμοποιούνται.

Η κινηματική μέθοδος μέτρησης της ταχύτητας έχει αρκετά πλεονεκτήματα, ως αποτέλεσμα της οποίας έχει ένα ευρύ πεδίο εφαρμογής. Πρώτα απ 'όλα, η χρήση του δεν εισάγει διαταραχές στο περιβάλλον, δηλαδή. δεν έχει καθετήρα. Αυτό σημαίνει ότι τα όργανα μέτρησης ταχύτητας δεν μπορούν να τοποθετηθούν στη ροή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στην κατεύθυνση της κίνησης, την εμφάνιση τυρβώδους ρεύματος και κύματα κρούσεων. Αντίστοιχα, ακολουθεί ένα πλεονέκτημα: η κινηματική μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος ταχυτήτων, αφού οι μεγαλύτερες διαταραχές προκύπτουν σε ταχύτητες ροής που υπερβαίνουν την ταχύτητα του ήχου στο μέσο. Επιπλέον, η κινηματική μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας διαφόρων τύπων μέσων (υγρά, αέρια, πλάσμα).

Η απλούστερη εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι να μετρήσει την ταχύτητα των ρευμάτων στον ωκεανό μετρώντας τη θέση στο διάστημα και την ώρα των πλωτών που κινούνται στη ροή του νερού. Για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών των ρευμάτων χρησιμοποιούνται διάφορα είδη πλωτήρων, τα οποία μπορούν να εκτοξευθούν τόσο στην επιφάνεια του νερού όσο και στο απαιτούμενο βάθος [1]. Η ταχύτητα ροής θεωρείται ίση με την ταχύτητα της κίνησης του σήματος.

Επίσης, μία περιοχή του μέσου στο οποίο η συγκέντρωση ιόντων είναι υψηλότερη από ό, τι σε όλες τις άλλες περιοχές μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σήμανση. Αυτό καθιστά δυνατή την εφαρμογή αυτής της μεθόδου όχι μόνο για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής ρευστού αλλά και για τα αέρια. Παρακολουθώντας την κίνηση αυτού του όγκου, μπορείτε να καθορίσετε την ταχύτητά του. Προκειμένου η συγκέντρωση ιόντων να είναι μεγάλη, δηλ. επαρκή για την εγγραφή, οι διάφορες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για το στοιχείο όγκου ιονισμού: τη χρήση ραδιενεργών ισοτόπων (πηγές β-ακτινοβολίας) και πέρασμα ενός ηλεκτρική εκκένωση. Έτσι, τα σωματίδια μεσαίου ιονίζονται με πρόσκρουση ηλεκτρονίου: τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άτομα, knock ηλεκτρόνια από τα κελύφη ηλεκτρονίων των ατόμων, έτσι ώστε να φορτίζεται θετικά. Επιπλέον, εφαρμόζεται επίσης ιονισμού φωτόνια αυτά, έχοντας υψηλότερη ενέργεια από την ενέργεια εκπομπής του ηλεκτρονίου από το άτομο, το [το ηλεκτρόνιο] αποτυχαίνω με το κέλυφος ηλεκτρονίων, ιονίζουσα έτσι το άτομο. Γνωρίζοντας την απόσταση μεταξύ της πηγής εκκένωσης και της συσκευής εγγραφής ή απόσταση μεταξύ των δύο συσκευών εγγραφής, και το πέρασμα των ιόντων του μέσου αυτής της απόστασης, μπορούμε να βρούμε την ταχύτητα της περιοχής ροής. Καθώς οι συσκευές εγγραφής μπορούν να χρησιμοποιηθούν πυκνωτές, το οποίο είναι στερεωμένο για να εκτονώσει την παρουσία ιόντων στην περιοχή μεταξύ των πλακών [2]. Το μειονέκτημα αυτού του τύπου της ετικέτας είναι η περιορισμένη διάρκεια ζωής της ετικέτας, αφού ανασυνδυασμό ιόντων, η οποία συνεπάγεται την ανάγκη να διατηρηθεί μία μικρή απόσταση μεταξύ της πηγής και του δέκτη (της τάξης του 1 μέτρου), και υποφέρει από την ακρίβεια των μετρήσεων που εκτελούνται από [3].

Εκτός από ιονισμού για τη μέτρηση της ταχύτητας του μέσου (υγρό, αέριο) εφαρμόζεται εισαγωγή ραδιενεργών ισοτόπων. Η ροή των εγχύεται ραδιενεργού αερίου, συχνά χρησιμοποιείται ή χορηγείται στερεά ραδονίου που έχουν πλευστότητα, αλλά περιέχουν ορισμένα ραδιενεργά ισότοπα. Αυτό σηματοδοτεί τον τύπο που χρησιμοποιείται συχνά για τη μέτρηση της ταχύτητας μέσου υγρών ή αερίων σε σκληρά για να εγκαταστήσουν οποιαδήποτε άλλα αντικείμενα όργανα, όπως υψικαμίνους, κινητήρες πυραύλων, αγωγοί φυσικού αερίου κατά τη διάρκεια της βαθιάς μελέτες των θαλασσίων ρευμάτων, και η χρήση φαρμάκων που εκπέμπουν ακτίνες γάμα επιτρέπει να εγγραφούν κίνηση σημάτων ακόμη και μέσω των μεταλλικών τοιχωμάτων των δομών [4]. Κατά συνέπεια, με την τοποθέτηση ιονίζουσα ακτινοβολία δύο καταχωρητή, όπως μετρητές Geiger ή μετρητές σπινθηρισμού σε μία προκαθορισμένη απόσταση μεταξύ τους και τον καθορισμό του πέρασμα των ισοτόπων που απόστασης, τα σήματα ταχύτητας μπορεί να βρεθεί, και ως εκ τούτου του ρυθμού ροής, όπου η σήμανση είναι [4]. Ένα χαρακτηριστικό αυτού του τύπου της ετικέτας είναι η ανάγκη να ταιριάζει με το χρόνο ημίσειας ζωής ραδιενεργό στοιχείο, τη δραστηριότητά της και την απόσταση μεταξύ των καταχωρητών ιονίζουσα ακτινοβολία, έτσι ώστε κατά τη διέλευση ενός προκαθορισμένου στοιχείου απόστασης δεν έχει σπάσει, και η δραστικότητά της δεν μειώνεται με το επίπεδο της ακτινοβολίας υποβάθρου. Επειδή σε αυτή την περίπτωση δεν είναι δυνατή η μέτρηση της ταχύτητας ροής.

Κατά τη μέτρηση κινηματικό ταχύτητα ροής του ρευστού ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος φαινομένου του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, η οποία είναι πιο ξεκάθαρα στα περιβάλλοντα που περιέχουν υδρογόνο. Οι ετικέτες δημιουργούνται από την πόλωση των υγρών πυρήνων σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Εάν το άκρο του τμήματος σωλήνα μέτρησης τοποθετημένο αισθητήρα πυρηνικού συντονισμού, στη συνέχεια υπό ορισμένες συνθήκες, το πλάτος του σήματος είναι ανάλογη με την μαγνήτιση των πυρήνων. Ταχεία αλλαγή στην πόλωση του υγρού που παράγεται από το πρώτο τμήμα μετρήσεως, να προκαλέσει μετά από ένα χρόνο που αντιστοιχεί σε μια αλλαγή των πλατών πυρηνικών σήματος συντονισμού [5]. Το πρόβλημα της εφαρμογής αυτού του φαινομένου έγκειται στο γεγονός ότι η μέτρηση της πόλωσης των πυρήνων λαμβάνει χώρα για μεγάλο χρονικό διάστημα, της τάξης των μερικών δευτερολέπτων. Αυτό, με τη σειρά του, μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλο σφάλμα μέτρησης. Για να αποφευχθεί αυτό, παράγουν τεχνητό πυρήνες αποπόλωση συντονιζόμενο ταλαντούμενο πεδίο, δηλαδή, πριν από την διέλευση του ρευστού διαμέσου του τμήματος στο οποίο πραγματοποιείται η μέτρηση της ταχύτητας, αυτό είναι πολωμένο από την ισχυρό μαγνητικό πεδίο και το πηνίο RF τοποθετείται στην αρχή του παρόντος τμήματος. Εκκίνηση συντονισμού ταλαντούμενο πεδίο στο πηνίο μπορεί να προκαλέσει ταχεία εκπόλωση ή υγρό επαναπόλωσης, και απενεργοποιώντας το πεδίο - γρήγορη πόλωση [5].

Οι λεγόμενες θερμικές ετικέτες αναφέρονται επίσης σε κοινούς τύπους ετικετών. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ταχύτητας ή της παροχής ενός υγρού ή αερίου [3]. Η ετικέτα δημιουργεί έναν θερμαντήρα ή εισάγεται από το εξωτερικό, δηλ. κάποιος όγκος υγρού ή αερίου προθερμαίνεται σε χωριστή δεξαμενή και κατόπιν τοποθετείται στο μέσο που πρόκειται να μετρηθεί. Μετά από αυτό, οι θερμικοί μετατροπείς καθορίζουν τον χρόνο για τον οποίο περνάει μια προκαθορισμένη απόσταση. Τα σχέδια χρησιμοποιούνται επίσης χωρίς θερμαντήρα, και στη συνέχεια οι θερμικές ανομοιογένειες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα ορισμένων διακυμάνσεων στο μέσο, ​​που είναι χαρακτηριστικές για τυρβώδεις ροές, δρουν ως σημάδι. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αναταραχή της ροής οδηγεί στην εμφάνιση ενός άλλου τύπου μεταφοράς θερμότητας στο μέσο, ​​εκτός από τη θερμική αγωγιμότητα και τη μεταφορά - τη μεταφορά θερμότητας από τυρβώδεις μάζες. Συνεπώς, καθορίζοντας την κίνηση αυτών των μαζών, μπορούμε να κρίνουμε την ταχύτητα ροής. Αλλά μπορεί να υπάρξει μια κατάσταση όπου οι ανομοιογένειες θα είναι αδιαμφισβήτητες μεταξύ τους λόγω της υψηλής έντασης τους, η οποία θα επηρεάσει αρνητικά την εγγραφή τους και, κατά συνέπεια, την αξία της ταχύτητας ροής. Η ευκολία χρήσης αυτού του τύπου ετικέτας είναι ότι ο θερμαντήρας μπορεί να βρίσκεται τόσο μέσα στο κανάλι όσο και έξω, καθώς αυτό καθιστά δυνατή την απλούστευση της κατασκευής της συσκευής μέτρησης κάπως.

Οι δείκτες μπορούν να χρησιμεύσουν ως ουσίες που έχουν οπτικές ιδιότητες, διαφορετικές από τις ιδιότητες του προς μέτρηση μέσου. Σε μεγάλες και μεσαίες αγωγούς οπτικών σημάτων καταλαμβάνουν μόνο ένα ορισμένο τμήμα του ρεύματος, αλλά στην περίπτωση των σωλήνων μικρής διαμέτρου (περίπου 10 mm), η ετικέτα μπορεί να καλύψει τη διατομή σύνολο της ροής. Μπορούν να είναι ροκανίδια αλουμίνιο, πλεξιγκλάς ή σκόνη αλάβαστρο, υγρό ή χρωματιστό διάφορα γαλακτώματα, π.χ. ένα γαλάκτωμα ελαίου βαζελίνης και χλωροβενζόλιο οποία το ρεύμα του νερού μετατρέπεται σε μπάλες με διάμετρο 2-2,5 mm. Οι δείκτες επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε οι πυκνότητες τους να πλησιάζουν την πυκνότητα του προς μέτρηση υγρού. Επιπλέον, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι σχηματισμού των σημάτων της μετρούμενης θέματος και, αν ρεύμα περιέχει φθορίζοντα σωματίδια, οι ετικέτες που παράγονται από περιοδική ακτινοβολία μέσω ενός διαφανούς παραθύρου σε αυτή την ακτινοβολία [3].

Ένα σήμα μπορεί να δημιουργηθεί με μαγνητισμό ενός συγκεκριμένου όγκου του μέσου, στην περίπτωση αυτή, οι επαγωγείς χρησιμοποιούνται ως καταγραφικά. Όταν ο μαγνητισμένος όγκος διέρχεται από καθένα από αυτά τα πηνία, εμφανίζεται ένα ρεύμα σε αυτά, η παρουσία του οποίου μπορεί να υποδηλώνει την μετατόπιση του σήματος. Γνωρίζοντας την απόσταση μεταξύ των πηνίων και τον καθορισμό του χρόνου της τρέχουσας εμφάνισης σε κάθε πηνίο, μπορούμε να βρούμε την ταχύτητα ροής στην οποία κινείται ο μαγνητισμένος όγκος.

Από τα παραπάνω μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η κινηματική μέθοδος μέτρησης της ταχύτητας είναι η απλούστερη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχύτητα του σήματος ευρίσκεται ως ο λόγος της διανυθείσας απόστασης προς τον χρόνο που δαπανάται και η ταχύτητα του μέσου θεωρείται ότι είναι ίση με την ταχύτητα του σημείου αυτού. Επιπλέον, οι μονάδες διαφέρουν στη δομική απλότητα και το ελάχιστο των κινούμενων μερών.

Η μέθοδος είναι καθολική, επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας των επιθετικών μέσων, καθώς και για τα συστήματα που βρίσκονται σε διάφορες συγκεντρωτικές καταστάσεις (υγρό, αέριο, πλάσμα).

Πρέπει να αναφέρουμε τα μειονεκτήματα που συνδέονται με την ακρίβεια των μετρήσεων. Αυτό, με τη σειρά του, εξαρτάται από το μήκος του εξεταζόμενου τμήματος της ροής: όσο μεγαλύτερη είναι η τομή, τόσο ακριβέστερα προσδιορίζεται η τιμή της ταχύτητας. Όμως, όταν χρησιμοποιούνται ετικέτες ενός συγκεκριμένου τύπου, ο χρόνος ύπαρξής τους, δηλ. Ο χρόνος κατά τον οποίο ο ανιχνευτής ανιχνεύει την ανομοιογένεια του μέσου είναι περιορισμένος. Συνεπώς, είναι αναγκαίο να επιλεγούν οι παράμετροι έτσι ώστε η ταχύτητα να προσδιορίζεται με μεγαλύτερη ακρίβεια, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες των ετικετών που χρησιμοποιούνται.

Έτσι, εξετάστηκαν τα κύρια πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της κινηματικής μεθόδου για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής, καθώς και τα είδη των σημάτων που έχουν γίνει πιο διαδεδομένα στη μηχανική.

Αρχές μέτρησης της ταχύτητας και της ροής υγρών

Για τον προσδιορισμό των ρυθμών και των ρυθμών ροής των υγρών στη βιομηχανική πρακτική χρησιμοποιούνται συνήθως συσκευές στραγγαλισμού και πνευμομετρικοί σωλήνες.

Αρχή λειτουργίας πνευμομετρικούς σωλήνες, για παράδειγμα, οι σωλήνες Pitot-Prandtl, εξετάσαμε κατά την εξαγωγή της εξίσωσης Bernoulli (Εικόνα 6-1). Σε κάθε τομή η διαφορά στα επίπεδα υγρών στους σωλήνες που απεικονίζονται στο σχήμα εκφράζει την κεφαλή ταχύτητας στο σημείο του τμήματος που βρίσκεται στον άξονα του σωλήνα.

Το Σχ. 6-2. Μέτρηση της ταχύτητας του ρευστού από ένα πνευμομετρικό σωλήνα.

Η διαφορά στα επίπεδα του εργαζόμενου ρευστού στους σωλήνες μετριέται πιο εύκολα όχι από τους πιεζομετρικούς σωλήνες, όπως φαίνεται στο Σχ. 6-1, a χρησιμοποιώντας ένα διαφορικό μετρητή πίεσης (Εικόνα 6-2). Σχήματος U σωλήνα του γεμάτο με ένα υγρό το οποίο είναι μη αναμίξιμο με την εργατική και έχει μια σημαντικά μεγαλύτερη πυκνότητα από την τελευταία (για παράδειγμα, νερό ή αλκοόλη - όταν ασχολείται με αέρια ή υδραργύρου - κατά την εργασία με σταγονιδίων). Αυτό καθιστά δυνατή τη μέτρηση των σταγόνων πίεσης στην περίπτωση σημαντικής υπερπίεσης (ή κενού) στον αγωγό σε σχετικά μικρό ύψος της συσκευής.

Με βάση τα αποτελέσματα της μέτρησης, διαπιστώνεται η μέγιστη ταχύτητα του υγρού κατά μήκος του άξονα του αγωγού. Για να προσδιοριστεί η μέση ταχύτητα του υγρού απομακρύνεται είτε Epure κατανομή της ταχύτητας πάνω από την διατομή του αγωγού μετακινώντας το σωλήνα σε διάφορες pneumometric σημείο αποκοπής, ή να χρησιμοποιήσετε αναλογία μεταξύ των μέση και μέγιστη ταχύτητα για στρωτή και τυρβώδη ροή καθεστώτα. Ο ρυθμός ροής βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας τη μέση ταχύτητα με την περιοχή διατομής του αγωγού.

Μια τέτοια μέθοδος για τον προσδιορισμό της ταχύτητας και του ρυθμού ροής ενός υγρού είναι απλή, αλλά όχι ακριβής, λόγω της δυσκολίας εγκατάστασης πνευμομετρικών σωλήνων αυστηρά κατά μήκος του άξονα του αγωγού.

Ευρέως γνωστό είναι ο προσδιορισμός των ταχυτήτων και των ρυθμών ροής των ρευστών με τη χρήση συσκευών στραγγαλισμού, η αρχή της οποίας βασίζεται στη μέτρηση της πτώσης πίεσης όταν αλλάζει η διατομή του αγωγού. Σε τεχνητό στένωση της διατομής ροής διαμέσου της ταχύτητας διάταξη στραγγαλισμού και, κατά συνέπεια, η κινητική ενέργεια της ροής στις στενότερες αυξήσεις διατομή, η οποία οδηγεί σε μείωση του δυναμικού ενέργειας πίεση στο ίδιο τμήμα. Ως εκ τούτου, με μέτρηση της διαφορικής πίεσης μεταξύ της πτώσεως πιέσεως του τμήματος αγωγού πριν από την εγκάρσια διατομή του και στενεύει στη στένωση (ή κοντά) για τον υπολογισμό της αλλαγής στην ταχύτητα μεταξύ των τμημάτων, και μέσα από αυτό - την ταχύτητα ροής και την ταχύτητα.

Καθώς οι συσκευές στραγγαλισμού χρησιμοποιούν τα μετρούμενα διαφράγματα, ακροφύσια και σωλήνες venturi.

Το διάφραγμα μέτρησης (σχήμα II-17) είναι ένας λεπτός δίσκος με κυκλικό άνοιγμα, το κέντρο του οποίου βρίσκεται στον άξονα του σωλήνα. Το ακροφύσιο μέτρησης (Εικόνα 6-3) είναι ακροφύσιο με ομαλή στρογγυλή είσοδο και κυλινδρική έξοδο. μανόμετρα Διαφορική διαστάσεων ακροφυσίων (και διαφράγματα) συνδέεται με τον αγωγό μέσω του δακτυλιοειδούς θαλάμου και συνδέεται με το εσωτερικό των οπών σωλήνων, ομοιόμορφα κατανεμημένες περιφερειακά, ή δύο κανάλια.

Το Σχ. 6.3 - Μέτρηση του διαφράγματος

Το Σχ. 6-4. Μετρήστε το ακροφύσιο.

Το Σχ. 6.5 Σωλήνας Venturi

Ο σωλήνας Venturi (Σχήματα 6-5) έχει ένα βαθμιαία κωνικό τμήμα, το οποίο στη συνέχεια επεκτείνεται στο αρχικό του μέγεθος. Λόγω αυτής της μορφής του βεντούρι, η απώλεια πίεσης σε αυτό είναι μικρότερη από ό, τι στα διαφράγματα ή στα ακροφύσια. Ταυτόχρονα, το μήκος του βεντούρι είναι πολύ μεγάλο σε σύγκριση με το πάχος του διαφράγματος ή του ακροφυσίου, το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί μεταξύ των φλαντζών του αγωγού.

Στον σωλήνα Venturi και στο ακροφύσιο, η περιοχή διατομής του συμπιεσμένου πίδακα είναι ίση με την περιοχή της ίδιας της οπής (την περιοχή διατομής του αγωγού στον οποίο είναι εγκατεστημένη η διάταξη γκαζιού).

Στο διάφραγμα (βλ. Σχήμα 6-4).

Υποθέτοντας ότι ο αγωγός θα είναι οριζόντιος, θα καταγράψουμε για δύο τμήματα, η διαφορική πίεση μεταξύ τους μετράται με ένα διαφορικό μετρητή πίεσης, την εξίσωση Bernoulli. Σύμφωνα με τη σημείωση στο Σχ. 6-4 και παραβλέποντας την απώλεια πίεσης, έχουμε

Πού είναι η διαφορά (διαφορά) των πιέσεων, που μετράται με ένα διαφορικό μετρητή πίεσης και εκφράζεται σε μέτρα μιας στήλης λειτουργικού ρευστού.

Για να προσδιοριστεί η μέση ταχύτητα της ροής του υγρού στον αγωγό, μπορούμε να εκφράσουμε την ταχύτητα στο τμήμα του σωλήνα μέσα από ένα στενό τμήμα της ταχύτητας του πίδακα πίσω από το διάφραγμα, όπου η πίεση μετράται χρησιμοποιώντας την εξίσωση της συνέχειας της ροής

Υπολογίζουμε την τιμή στην έκφραση για τη διαφορά στην κεφαλή της ταχύτητας

Ογκομετρική ροή υγρού Q στο τμήμα του ανοίγματος ανοίγματος (και επομένως στον αγωγό) θα είναι ίσο με

όπου είναι ο συντελεστής διόρθωσης (); Ο παράγοντας αυτός λαμβάνει υπόψη τη μείωση της ταχύτητας στην εγκάρσια τομή σε σύγκριση με την ταχύτητα λόγω της στενότητας του πίδακα (), καθώς και την απώλεια πίεσης στο διάφραγμα.

Ο συντελεστής ονομάζεται συντελεστής στραγγαλισμού. Η τιμή του εξαρτάται από την τιμή της δοκιμής Reynolds για το ρευστό και από τη σχέση της διάμετρος του ανοίγματος της πεταλούδας με τη διάμετρο του αγωγού:

Οι τιμές που προσδιορίζονται πειραματικά δίνονται σε ειδική βιβλιογραφία αναφοράς.

Η διάμετρος της συσκευής στραγγαλισμού είναι συνήθως 3-4 φορές μικρότερη από τη διάμετρο του αγωγού, οπότε η τιμή του (δ2/ /δ1) i στην εξίσωση (6-5) μπορεί να παραμεληθεί στην πρώτη προσέγγιση και να βρεθεί ο ρυθμός ροής του ρευστού στην εξίσωση

Η μέση ταχύτητα ρευστού στον αγωγό προσδιορίζεται διαιρώντας Q στην εγκάρσια διατομή του αγωγού. Παραλείποντας τους δείκτες "1" y και την απόκτηση

Στην περίπτωση λειτουργίας με συμπιέσιμα ρευστά (αερίου ή ατμού) σε υψηλές διαφορικές πιέσεις στην εξίσωση (6-5) και (5-8) χορηγείται ένας παράγοντας διόρθωσης η οποία λαμβάνει υπόψη την μεταβολή της πυκνότητας του αερίου (ατμός).

Μέτρηση της ταχύτητας και της κατεύθυνσης της ροής.

Σε χαμηλές ταχύτητες, χρησιμοποιείται μόνο άμεση μέτρηση της ταχύτητας, σε μεγάλες ταχύτητες - έμμεση.

Άμεση μέτρηση της ταχύτητας - με τη βοήθεια αισθητήρων περιστροφής υπό τη δράση μιας προσπίπτουσας ροής:

Ανεμόμετρα, που βρίσκονται κατά μήκος της ροής. Κάτω από τα κύπελλα, δημιουργείται ένα κενό, μέσω του οποίου ροπή. Όταν το ανεμόμετρο τοποθετείται κατά μήκος της ροής στο κατώτερο κύπελλο, υπάρχει αντίσταση σε πίεση μεγαλύτερη από την αντίσταση διαχωρισμού ροής, προκύπτει ροπή στρέψης. Για ομαλότητα περιστροφής, ο αριθμός των κυπέλλων γίνεται μονός, με ελάχιστη διάμετρο 10 cm.

Πλεονεκτήματα των ανεμόμετρων: ανεξαρτησία της ταχύτητας ροής, απλότητα σχεδιασμού.

Μειονεκτήματα των ανεμόμετρων: μέτρηση σημείου (μόνο για μεγάλες ροές), χρήση μόνο σε ανοιχτό χώρο, ανομοιογενής περιστροφή.

Weathervane - μια πιο συμπαγής συσκευή, οι διαστάσεις είναι αντιστρόφως ανάλογες με τον αριθμό και το μέγεθος των λεπίδων. Στην περίπτωση κοντών λεπίδων, η επαγωγική αντίσταση επηρεάζεται από τη ροή ροής από την περιοχή ανυψωμένης στην περιοχή μειωμένης πίεσης. Μέθοδοι αγώνα: η γεωμετρία του πτερυγίου, η μείωση του πάχους του προφίλ, η άκρη του πτερυγίου.

Αισθητήρας στροβίλου - ένα είδος πτερυγίου με έναν κύλινδρο γύρω από τις λεπίδες, αποτρέποντας τη ροή στην περιοχή χαμηλής πίεσης. Χρησιμοποιείται μαζί με πτερύγια για τον αυτόματο προσανατολισμό στη ροή. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ροής υγρών και αερίων στα υδραυλικά συστήματα.

Rotameter - Μια συσκευή για την άμεση μέτρηση της ταχύτητας ροής, χρησιμοποιώντας μια βαθμονομημένη κλίμακα για τη μέτρηση της ανύψωσης μιας μπάλας, η οποία ασκείται από ένα ρεύμα ενός εισερχόμενου ρεύματος. Δεδομένου ότι η ταχύτητα ροής γύρω από τη σφαίρα είναι πάντα σταθερή, οι μετρήσεις κλίμακας εξαρτώνται μόνο από την ταχύτητα ροής. Ανάλογα με τη βαθμονόμηση της κλίμακας, το όργανο μετρά τη ροή της ταχύτητας ή του όγκου. Με το πέρασμα του χρόνου, τα χαρακτηριστικά του οργάνου αλλάζουν, οπότε στην πράξη η κλίμακα του οργάνου απλά αριθμείται και προσαρμόζεται ένα γράφημα βαθμονόμησης στον τεχνικό φάκελο, ο οποίος ενημερώνεται καθώς το όργανο φθείρεται.

Έμμεση μέτρηση της ταχύτητας. Η άμεση μέτρηση παράγει στατική και ολική πίεση και ο ρυθμός ροής υπολογίζεται από τον τύπο για μια ασυμπίεστη ροή:

συντελεστής διόρθωσης · σταθερή πυκνότητα.

Για μια συμπιεστή ροή:

Σε χαμηλές ταχύτητες και σε υψόμετρα πτήσης συμπιέσιμων ρευμάτων, η μεταβολή της θερμοκρασίας είναι μικρή (6,5 0 ανά χιλιόμετρο), επομένως δεν λαμβάνεται υπόψη, επομένως είναι δυνατή η μέτρηση του ρυθμού ροής με τη βοήθεια του σωλήνα Pitot.

Σε υψηλές ταχύτητες, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία ροής.

Σωλήνας Venturi - συσκευή στραγγαλισμού, μέτρηση ταχύτητας για διαφορά πίεσης διαφοράς. Αποτελείται από ένα κεκλιμένο και επεκτεινόμενο τμήμα του σωλήνα, η πίεση λαμβάνεται από το στόμιο εισόδου και το μεσαίο τμήμα. Το διαστελλόμενο τμήμα του σωλήνα είναι απαραίτητο για την ομαλή αύξηση της πίεσης στην ατμοσφαιρική πίεση μετά από ένα στενό τμήμα. Το τμήμα άκρου σε ταχύτητες μεγαλύτερες από 150 πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την αρχική διατομή για να αντισταθμίζει την επιτάχυνση λόγω τριβής και θέρμανσης όταν ρέει από το μεσαίο τμήμα στο ακραίο τμήμα.

Διαφράγματα (βαθμολογημένα ροδέλες) - να δημιουργήσετε ένα αέριο ή υδραυλικό έργο Venturi. Σε αυτή την περίπτωση, μετράται η πλήρης πίεση πριν από τη βαθμονομημένη ροδέλα, ακολουθούμενη από μια στατική πίεση. Η ροδέλα μέτρησης εγκαθίσταται στο ευθύγραμμο τμήμα του σωλήνα. Ο πίδακας κάτω από τη δράση των δυνάμεων αδρανείας στενεύει περισσότερο από τη διάμετρο της οπής. Η ανατάραξη οδηγεί σε μείωση της στατικής πίεσης. Για να αντισταθμιστούν αυτά τα αποτελέσματα, εισάγονται συντελεστές διόρθωσης: ο λόγος συμπίεσης του πίδακα και ο συντελεστής απώλειας, το προϊόν του οποίου ισούται με τον ρυθμό ροής της συσκευής μέτρησης. Μειονεκτήματα: μεγάλη απώλεια αντοχής, εφαρμογή μόνο σε χαμηλές ταχύτητες ροής.

Μετρήστε το ακροφύσιο - πιο βελτιωμένη συσκευή μέτρησης από το διάφραγμα. Η αρχή είναι η ίδια, αλλά αντί της ροδέλας χρησιμοποιείται ένα τμήμα ακροφυσίων. Η ένταση των στροβίλων και το επίπεδο των απωλειών είναι μικρότερες, η μέτρηση είναι πιο σταθερή. Χρησιμοποιούνται ως μετρητές ροής. Για τη μέτρηση της ταχύτητας, δεν χρησιμοποιούνται σε μικρά και μεγάλα κανάλια, καθώς η μετρημένη ταχύτητα είναι ένα μέσο ολοκλήρωμα.

Σε μεγάλα κανάλια, οι ταχύτητες μετριούνται κατά το μήκος ολόκληρου του μήκους του καναλιού χρησιμοποιώντας σωλήνες Pitot ή παρόμοιες συσκευές.

Κατεύθυνση ροής μαθαίνουν μέσω εξαιρετικά ευαίσθητων αισθητήρων που καθορίζουν τη διαφορά πίεσης σε δύο σωλήνες με λοξή τομή 30 °. Η αλλαγή της κατεύθυνσης θα αλλάξει την πίεση και στους δύο σωλήνες. Όταν ο αισθητήρας αυτός συνδυάζεται με τον πλήρη σωλήνα μέτρησης πίεσης, ο αισθητήρας δεν θα χρειαστεί προσανατολισμό ροής, καθώς η κατεύθυνση ροής θα σταθεροποιηθεί. Η ταχύτητα και η πίεση καθορίζονται από τα χρονοδιαγράμματα βαθμονόμησης. Για να εξαλειφθεί η αναταραχή και η ευαισθησία στην κλίση της ροής του σωλήνα, οι οδηγίες συνδυάζονται σε ένα δακτύλιο γύρω από τον σωλήνα πλήρους πίεσης.

3.13. Όργανα μέτρησης της ταχύτητας και της ροής του υγρού

Σε αντίθεση με τον σωλήνα Pitot, ο σωλήνας Pitot-Prandtl είναι ένας σωλήνας στον σωλήνα (Εικόνα 3.15). Ο κεντρικός σωλήνας με ένα λείο άκρο στη διάμετρο της εισόδου κατευθύνεται προς την εισερχόμενη ροή του υγρού και μετρά τη συνολική πίεση λαμβάνοντας υπόψη τη δυναμική πίεση (- την πυκνότητα του υγρού).

Ο εξωτερικός σωλήνας έχει οπές στην πλευρική επιφάνεια, που βρίσκεται περίπου σε απόσταση από την είσοδο του σωλήνα. Τα επίπεδα των τμημάτων του κεντρικού και του εξωτερικού σωλήνα δεν επικοινωνούν μεταξύ τους. Στο τελικό τμήμα του, ο εξωτερικός σωλήνας είναι κλειστός. Οι οπές του εξωτερικού σωλήνα χρησιμεύουν για τον προσδιορισμό της υδροστατικής πίεσης. Τα άκρα των σωλήνων, κατά κανόνα, συνδέονται με μετρητή διαφορικής πίεσης. Όταν χρησιμοποιείται υγρό μανόμετρο γεμάτο με υγρό, η πυκνότητα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υγρού. Αυτή η συνθήκη λαμβάνεται υπόψη για τον προσδιορισμό της ταχύτητας. Μπορεί να γραφεί ότι για μια διαφορά στις μετρήσεις του διαφορόμετρου

Εξ ου και η δυναμική (υψηλής ταχύτητας) κεφαλή

Ταχύτητα στο σημείο τοποθέτησης του σωλήνα Pitot-Prandtl

Δεδομένου του σφάλματος στη μέτρηση της ταχύτητας του σωλήνα

όπου είναι ο συντελεστής του σωλήνα, ο οποίος προσδιορίζεται ως αποτέλεσμα της βαθμονόμησής του.

Το Σχ. 3.15. Σωλήνα Pitot-Prandtl

Κυλινδρικά και σφαιρικά ακροφύσια

Το κυλινδρικό ακροφύσιο είναι ένας σωλήνας με τρεις οπές, τοποθετημένος σε κάποια απόσταση από το άκρο του σωλήνα σε ένα επίπεδο. Οι πλευρικές δύο οπές βρίσκονται συμμετρικά γύρω από την κεντρική οπή υπό γωνία (Εικόνα 3.16). Το ακροφύσιο επιτρέπει τη μέτρηση της ταχύτητας, της πίεσης και της πλήρους κεφαλής.

Το Σχ. 3.16. Κυλινδρικό ακροφύσιο:

1,2,3 - Τρύπες στο ακροφύσιο. 4 - ακροφύσιο σωλήνα. 5 οπές οπών

Το κύριο στοιχείο του ακροσωληνίου είναι η μπάλα (δοχείο πίεσης) που βρίσκεται στο άκρο ενός κυλινδρικού σωλήνα (συγκρατητήρα). Μία μπάλα με διάμετρο mm έχει πέντε οπές σε δύο διαμετρικά επίπεδα κάθετα μεταξύ τους. Η γωνία μεταξύ των πλευρικών τεσσάρων οπών και της κεντρικής οπής είναι. Στο τέλος του ακροφυσίου έχει πέντε ακροφύσια τα οποία συνδέονται με λεπτούς σωλήνες που εκτείνονται στο εσωτερικό του σωλήνα, με τις οπές του ακροφυσίου μπάλα.

Η μέθοδος σχετίζεται με τη χρήση λέιζερ. Όταν χρησιμοποιείτε λέιζερ, δεν υπάρχει διαταραχή της ροής, καθώς δεν υπάρχει ξένο σώμα μέσα σε αυτό. Η μέτρηση της ταχύτητας βασίζεται στη χρήση της μετατόπισης Doppler της συχνότητας του φωτός που διασκορπίζεται στη ροή του ρευστού και περιέχει ανομοιογένειες.

Διαπιστώνεται ότι η χρήση του νερού της βρύσης ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις ετερογένειας του υγρού. Η μέθοδος μετρά τα εξαρτήματα ταχύτητας σε ένα σημείο, σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ροής με πολύ υψηλό βαθμό ανατάραξης.

Το γενικό όνομα των εγκαταστάσεων είναι ένας μετρητής ταχύτητας λέιζερ, LDIS. Για παράδειγμα, λέιζερ ηλίου-νέον.

Η ακρίβεια της στερέωσης του μετρούμενου σημείου στο μετρημένο πεδίο είναι μικρότερη από 0,1 mm. Αυτό μας επιτρέπει να διερευνήσουμε το οριακό στρώμα στη ροή οποιουδήποτε σώματος γύρω από ένα ρεύμα υγρού ή αερίου με πολύ υψηλή ακρίβεια. Πρέπει να σημειωθεί ότι η χρήση του LDIS στη μελέτη της κατανομής της ταχύτητας στη ροή του ρευστού απαιτεί την ύπαρξη ειδικών υδραυλικών βάσεων και εξοπλισμού.

Τυπικές συσκευές στένωσης. Με στένωση συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ροής του ρευστού και του αερίου περιλαμβάνουν: τυποποιημένο άνοιγμα, το τμήμα ανοίγματος, το ακροφύσιο και τα μέτρα βεντούρι ροής. Η μέτρηση του ρυθμού ροής του υγρού πραγματοποιείται από τη διαφορά πίεσης (διαφορά) στη διάταξη στενώσεως. Η πτώση πίεσης προκύπτει ως αποτέλεσμα της αύξησης της μέσης ταχύτητας στο στενό τμήμα της συσκευής, δηλ. αύξηση της κινητικής ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, η υδροστατική πίεση εντός του στενού τμήματος τίθεται μικρότερη από την πίεση μπροστά από τη διάταξη στενώσεως. Η πτώση πίεσης (κεφαλή) θα είναι μεγαλύτερη, τόσο περισσότερο θα είναι ο ρυθμός ροής του υγρού. Η σχέση μεταξύ του ρυθμού ροής μιας μη συμπιεζόμενης ροής ρευστού και της διαφοράς πίεσης καθορίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση Bernoulli (βλέπε 3.12, ροόμετρο Venturi).

Η διαφορά πίεσης στη συσκευή στενώσεως προσδιορίζεται με τη βοήθεια των διαχυτών του τύπου πλωτήρα, δακτυλιοειδούς φυσιγγίου και μεμβρανών. Πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη μέτρηση των διαφορών, μια πιο εξελιγμένη συσκευή είναι ο μετατροπέας μέτρησης Sapphire.

Για παράδειγμα, το "Sapphire 22DD" σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τη πτώση πίεσης στην περιοχή από 60 Pa έως 16 MPa. Η πτώση πίεσης αντιστοιχεί σε ένα ηλεκτρικό σήμα σε μικροαμίνες (μΑ). Το ηλεκτρικό σήμα μεταδίδεται στη συσκευή, το οποίο την μετατρέπει σε ρυθμό ροής υγρού και καθορίζει την τρέχουσα ταχύτητα ροής στην κλίμακα οργάνων ή στον πίνακα επιδόσεων. Όταν χρησιμοποιείται στο όργανο μικροεπεξεργασιών, ο ρυθμός ροής καταγράφεται σε ένα χρονικό πλαίσιο και σας επιτρέπει να δείτε το μέσο κόστος για ορισμένες χρονικές περιόδους.

Ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα. Η αρχή του μετρητή ροής είναι η χρήση του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Η συσκευή αποτελείται από μια κύρια μονάδα που είναι ενσωματωμένη στη σωλήνωση και ένα μετρητή πομπού και μονάδα ένδειξης. Το πρωτεύον μπλοκ δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο κατά μήκος του περιγράμματος του σωλήνα κατά μήκος του οποίου κινείται η ροή του υγρού. Ως αποτέλεσμα της μεταβολής του μέσου ρυθμού ροής (ρυθμός ροής), η emf (ηλεκτροκινητική δύναμη) των επαγωγικών μεταβολών. Η τιμή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου επαγωγής μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα που αντιστοιχεί σε ορισμένο ρυθμό ροής του υγρού. Το ηλεκτρικό σήμα σε μΑ μεταδίδεται στη μονάδα μέτρησης και δείχνει την τρέχουσα παροχή.

Οι μετρήσεις του οργάνου είναι ανεξάρτητες από την πυκνότητα, το ιξώδες του υγρού, την παρουσία αιωρούμενων στερεών στη ροή, την πίεση στον αγωγό.

Ροόμετρα στροβίλων (μέτρα). Ένας αξονικός στρόβιλος είναι ενσωματωμένος στο σώμα του μετρητή ροής. Η ροή του νερού που διέρχεται μέσω του αγωγού, όπου ενσωματώνεται ο μετρητής ροής, μεταφέρει κινητική ενέργεια στην πτερωτή της πτερωτής. Ως αποτέλεσμα της μεταφοράς ενέργειας, ο τροχός περιστρέφεται με κάποια γωνιακή ταχύτητα. Η ταχύτητα περιστροφής του άξονα του τροχού στροβίλου αντιστοιχεί στον ρυθμό ροής του υγρού στον αγωγό. Η περιστροφή του τροχού του στροβίλου μέσω του ατέρμονα γραναζιού, που βρίσκεται στο σώμα, μεταφέρεται στη συσκευή μέτρησης. Η συσκευή μέτρησης, που βρίσκεται έξω από το περίβλημα, καθορίζει τη ροή για το χρονικό διάστημα (ώρα, ημέρα, μήνα). Τα ροόμετρα αυτού του τύπου έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση της ροής καθαρού νερού.

Ταχύμετρα ροόμετρα. Τα ταχομετρικά ροόμετρα μπορούν να εξοπλιστούν με εφαπτόμενους ή βιδωτούς μετατροπείς. Ένας εφαπτομενικός μορφοτροπέας έχει ένα θάλαμο στροβιλισμού υγρού. Η ροή, που διέρχεται από το θάλαμο, αποκτά κίνηση με βίδα. Ο θάλαμος είναι μια μπάλα η οποία οφείλεται σε φυγόκεντρες δυνάμεις σε μια ελικοειδή ροή κίνησης πιέζεται έναντι της εξωτερικής επιφανείας του θαλάμου κατά την περιστροφή της γύρω από τον άξονα. Η συχνότητα περιστροφής της σφαίρας είναι ανάλογη προς την ταχύτητα ροής του υγρού. Ο μετρητής ροής είναι εξοπλισμένος με ένα μετατροπέα μαγνητικής επαγωγής που μετατρέπει τη γωνιακή ταχύτητα της σφαίρας σε ένα ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα πηγαίνει στη μονάδα μέτρησης και ένδειξης, η οποία καθορίζει τη ροή του υγρού.

Με έναν μετατροπέα κοχλία, η περιστροφή της ρέουσας ροής ρευστού συμβαίνει όταν ρέουν τα πτερύγια του κοχλία. Ως αποτέλεσμα της ελικοειδούς κίνησης του υγρού, η σφαίρα αποκτά μία περιστροφική κίνηση σε σχέση με τον άξονα της ροής. Η γωνιακή ταχύτητα της περιστροφής της αντιστοιχεί στον ρυθμό ροής του υγρού.

Τα ροόμετρα έχουν σχεδιαστεί για να μετράνε το κόστος των μη επιθετικών και καθαρών υγρών, χωρίς την παρουσία αιωρούμενων σωματιδίων.

Υπερήχων ροόμετρα. Η αρχή της λειτουργίας τέτοιων μετρητών ροής είναι η σταθεροποίηση του υπερηχητικού κύματος στη ροή του υγρού. Τα ροόμετρα διαφέρουν θεμελιωδώς ανάλογα με τη μέθοδο διάδοσης της δέσμης υπερήχων. Ένας τύπος βασίζεται στον προσδιορισμό με τη ροή κατεδάφισης μιας υπερηχητικής δέσμης που κατευθύνεται κανονικά στον άξονα του κινούμενου υγρού. Ένας άλλος τύπος μετρητή ροής βασίζεται στη μέτρηση της ταχύτητας των υπερηχητικών παλμών προς την κατεύθυνση της ροής του υγρού και έναντι αυτού.

Οι μετρητές ροής με υπερήχους μπορούν να είναι φορητοί ή σταθεροί. Το ροόμετρο περιλαμβάνει αισθητήρες που εκπέμπουν υπερηχητικά κύματα, συσκευές εγγραφής με χρονοδιακόπτη.

Οι αισθητήρες είναι τοποθετημένοι απευθείας στο ορθογώνιο τμήμα του αγωγού αντίθετα μεταξύ τους. Το ορθογώνιο τμήμα πρέπει να έχει μήκος ίσο με τη διάμετρο του σωλήνα. Οι αισθητήρες συνδέονται με μια φορητή ή σταθερή συσκευή εγγραφής. Η συσκευή καταγραφής καθορίζει τη ροή και αν υπάρχει χρονοδιακόπτης - η ροή για μια χρονική περίοδο.

Το κύριο πλεονέκτημα του μετρητή ροής είναι η δυνατότητα μέτρησης χωρίς επαφή του ρυθμού ροής οποιωνδήποτε υγρών με υψηλή ακρίβεια σε αγωγούς με διάμετρο διέλευσης υπό όρους από 30 έως 1600 mm. Το σφάλμα μέτρησης είναι.

Μέτρηση ροής αέρα

Συσκευές μέτρησης παραμέτρων ροής αέρα σε συστήματα εξαερισμού και καπναγωγούς

Όταν ελέγχεται η λειτουργία του εξοπλισμού θέρμανσης και ρυθμίζονται τα συστήματα εξαερισμού, τίθεται το ερώτημα: ποια συσκευή χρησιμοποιείται για τη μέτρηση σε αεραγωγούς των παραμέτρων της ροής του αέρα ως ροή ταχύτητας και όγκου;

Στην αγορά υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός συσκευών: ανεμόμετρα ανεμοδείκτης με διαφορετικές διαμέτρους των στροφέων, Θερμό σύρμα ανεμόμετρο, μετρητές διαφορικής πίεσης με διαφορετικές pneumometric (πίεση) σωλήνες, σε συνδυασμό συσκευών και ούτω καθεξής. συσκευή επιλογής εξαρτάται από όπου οι μετρήσεις διεξάγονται - η σχάρα αερισμού ή απευθείας στον αεραγωγό (αγωγός), την περιοχή ταχυτήτων, θερμοκρασία, περιεκτικότητα σε σκόνη. Σε αυτό το άρθρο, δίνονται οι κύριες διαφορές μεταξύ των οργάνων και δίδονται συμβουλές για την επιλογή των οργάνων ανάλογα με το έργο του εγκαταστάτη. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των συσκευών που αναφέρονται στο άρθρο υποδεικνύονται περίπου, καθώς υπάρχουν πολλά μοντέλα με διαφορετικές παραμέτρους.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού συσκευών

Στο Σχ. 1 δείχνει ένα φάσμα μέσων για τη μέτρηση των παραμέτρων ροής αέρα, για παράδειγμα ένας από τους κατασκευαστές με τη σειρά που απαριθμούνται: ανεμόμετρο, ανεμοδείκτης ανεμόμετρο, ένα διαφορικό μανόμετρο, pneumometric σωλήνας συνδυασμένη διάταξη με εναλλάξιμα ανιχνευτές χοάνη για τον προσδιορισμό του ρυθμού ογκομετρικής ροής.

Σημείωση: Η συνάρτηση μέσου όρου, ο υπολογισμός της ογκομετρικής ροής και, στην περίπτωση ενός διαφράγματος και η λειτουργία υπολογισμού της ταχύτητας, μπορούν να ενσωματωθούν στο όργανο ή να λείπουν.

Σημείωση: Τα διαφορικά όργανα μέτρησης πίεσης είναι συχνά πιο αξιόπιστα και προσιτά από τα ανεμόμετρα.

Το Σχ. 1. συσκευές Testo

Συνδυασμένη (πολυλειτουργική) συσκευή - ένα σύνολο συσκευών που παρατίθενται στον παραπάνω πίνακα. Αντιπροσωπεύει μια μονάδα μέτρησης με την ικανότητα να συνδεθεί διαφορετικών ανιχνευτών: pneumometric σωλήνες και πτερωτές ανιχνευτές thermoanemometers, ταχύτητα ανιχνευτές, τη θερμοκρασία και την υγρασία ανιχνευτές και άλλα.

Οι διοχετεύσεις χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με ανεμόμετρα για τη μέτρηση της ογκομετρικής ροής στις σχάρες εξαερισμού και τους διαχύτες. Με τις διοχετεύσεις, η διαδικασία μέτρησης καθίσταται απλούστερη και ακριβέστερη, επειδή πραγματοποιείται μία μέτρηση και όχι αρκετές στην περίπτωση εργασίας μόνο με ένα ανεμόμετρο, ακολουθούμενη από τη μέτρηση των αποτελεσμάτων. Είναι απαραίτητο η χοάνη να καλύπτει πλήρως τη σχάρα (διαχύτη), δηλαδή το μέγεθος και το σχήμα της χοάνης πρέπει να αντιστοιχεί στο μέγεθος και το σχήμα της σχάρας (διαχύτης). Όταν χρησιμοποιείτε μια διοχέτευση στη συσκευή, εισάγεται ο συντελεστής της, επομένως πιο συχνά ένα ανεμόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο από μια εταιρεία που παράγει διοχετεύσεις σε αυτήν.

Σημείωση: Όταν η εργασία ρυθμιστής αποτελείται από μέτρηση πολλαπλών παραμέτρων (π.χ., πίεση, ταχύτητα, υγρασία, θερμοκρασία), είναι καλύτερα να επωφεληθούν από την συνδυασμένη διάταξη, αλλά αυτό δεν είναι πάντα φθηνότερη από την αγορά Μανόμετρο χωριστά, ανεμόμετρο, υγρόμετρο, κ.λπ.

Περιορισμοί στη χρήση συσκευών.

Δεν συνιστάται η χρήση θερμοημεμέτρων και σωλήνων Pitot για μέτρηση σε ρεύματα αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε σκόνη και θερμικών ανεμόμετρων και σε ροές υψηλής ταχύτητας (άνω των 20 m / s). Στους σωλήνες της τρύπας pitot, αντιλαμβάνεται την πλήρη πίεση, μια μικρή διάμετρο, και μπορεί να φράξει. Και στο θερμανόμετρο, ένα ευαίσθητο στοιχείο μπορεί να σχιστεί - μια "θερμαινόμενη χορδή". Η υψηλή περιεκτικότητα σε σκόνη μπορεί να είναι, για παράδειγμα, στην παραγωγή τσιμέντου, αλεύρου, ζάχαρης, στη μεταλλουργία, κατά την προσαρμογή των συστημάτων εξαερισμού κατά την κατασκευή κ.λπ.

Δεν είναι επιθυμητό να χρησιμοποιείτε όργανα εκτός των ορίων θερμοκρασίας λειτουργίας για τη μονάδα μέτρησης και τους ανιχνευτές. Σε υψηλές θερμοκρασίες συνιστούμε τη χρήση πνευμομετρικών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα ή πτερυγίων υψηλής θερμοκρασίας κατασκευασμένων από ειδικά κράματα, αντί των αισθητήρων ταχύτητας κατασκευασμένων με πλαστικά στοιχεία. Για παράδειγμα, όταν μετρώνται σε αγωγούς αερίου, όπου επικρατούν συχνότερα υψηλές θερμοκρασίες.

Κατά τη διεξαγωγή των μετρήσεων είναι απαραίτητο το στοιχείο αισθητήρα του καθετήρα να κατευθύνεται αυστηρά έναντι της ροής του αέρα. Εάν η απόκλιση από αυτόν τον άξονα αυξάνει το σφάλμα μέτρησης, όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία απόκλισης, τόσο μεγαλύτερο είναι το σφάλμα.

Μέτρηση της ταχύτητας ροής και της ροής όγκου στην σχάρα εξαερισμού.

Για μετρήσεις μπορούν να χρησιμοποιήσουν οποιοδήποτε ανεμόμετρο ή θερμική ανεμόμετρο, αλλά οι μετρήσεις θα είναι ταχύτερη, πιο σωστά και με ακρίβεια με τη χρήση ενός ανεμόμετρο με ένα μεγάλο στροφείο διάμετρο D = 60-100 mm, δεδομένου ότι σε αυτή την περίπτωση, η διάμετρος της πτερωτής θα είναι συγκρίσιμη με τις διαστάσεις του πλέγματος. Για να απλοποιήσετε τις μετρήσεις και να μειώσετε τα σφάλματα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη χοάνη με το όργανο. Αν θέλετε να πραγματοποιήσει μετρήσεις σε δύσκολες περιοχές (π.χ. κάτω από το ανώτατο όριο), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε είτε ένα τηλεσκοπικό καθετήρα ή επέκταση ανιχνευτή.

Ένα ανεμόμετρο με πτερύγιο μεγάλης διαμέτρου D = 60-100 mm είναι το καταλληλότερο εργαλείο, καθώς ο ελάχιστος αριθμός μετρήσεων πραγματοποιείται μαζί του, ο οποίος δίνει ένα πιο ακριβές αποτέλεσμα και ένα ελάχιστο χρόνο που δαπανάται.

Ανεμόμετρο με πτερωτή μικρής διαμέτρου D = 16-25 mm και θερμανόμετρο. Όταν χρησιμοποιείτε αυτά τα όργανα, πρέπει να γίνουν περισσότερες μετρήσεις από τη χρήση ανεμόμετρου με πτερωτή μεγάλης διαμέτρου. Αυτό διαρκεί περισσότερο και επίσης μειώνει την ακρίβεια των μετρήσεων, επειδή αυξάνεται η πιθανότητα απόκλισης από τον άξονα μέτρησης με κάθε μέτρηση.

Όταν χρησιμοποιείται οποιαδήποτε από τις παραπάνω συσκευές, είναι επιθυμητό να έχει μια λειτουργία υπολογισμού της ροής όγκου, καθώς και του μέσου όρου χρόνου και του αριθμού των μετρήσεων. Διαφορετικά, θα πρέπει να υπολογίσετε μόνοι σας αυτές τις τιμές. Αρχικά, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η ταχύτητα ροής σε πολλά σημεία που κατανέμονται κατά μήκος του πλέγματος, για παράδειγμα, όπως φαίνεται στο Σχ. 2, στη συνέχεια υπολογίστε τη μέση ταχύτητα σύμφωνα με τον τύπο:

όπου v i [m / s] είναι η τιμή της ταχύτητας μιας μέτρησης, n είναι ο αριθμός των μετρήσεων και από αυτό η τιμή της ροής όγκου έχει ήδη ληφθεί:

Q = v σr x F x 3600 [m 3 / h], όπου v σρ [m / s] είναι η μέση ταχύτητα ροής, F [m 2] είναι η επιφάνεια διατομής της μετρούμενης περιοχής.

Ανεμόμετρα με λειτουργίες υπολογισμού και μέτρησης του μέσου όρου διευκολύνουν το έργο του εγκαταστάτη - αυτοματοποιούν τη διαδικασία υπολογισμού των τιμών των παραμέτρων ροής αέρα, παρόλο που οι μετρήσεις στα σημεία των διατομών πρέπει να γίνουν ακόμη και η περιοχή τομής εισάγεται στη συσκευή.

Το Σχ. 2. Κατανομή σημείων μέτρησης στην ορθογώνια και κυκλική διατομή του αεραγωγού (πλέγμα) σύμφωνα με το GOST 12.3.018-79.

Διοχετεύσεις και άλλα αξεσουάρ. Όταν χρησιμοποιείτε τη συσκευή με μια χοάνη, δεν είναι απαραίτητο να πραγματοποιήσετε πολλαπλές μετρήσεις, οι οποίες θα δώσουν πιο ακριβές αποτέλεσμα μέτρησης και θα εξοικονομήσουν χρόνο. Υπάρχει μόνο μία μέτρηση. Στην περίπτωση ενός διαχυτήρα χωρίς χοάνη, είναι πολύ δύσκολο να γίνει καθόλου. Αφού εγκαταστήσετε τη χοάνη με ένα ανεμόμετρο στη σχάρα εξαερισμού (διάχυση), όπως φαίνεται στο Σχ. 3, μια ομοιόμορφη ροή αέρα θα κατευθύνεται απευθείας στο στοιχείο αισθητήρα της συσκευής, έτσι ώστε να μετράται η μέση ταχύτητα. Ανεμόμετρα με λειτουργία υπολογισμού ογκομετρικής ροής το εμφανίζουν αυτόματα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε χοάνη έχει το δικό της συντελεστή μετατροπής, ο οποίος πρέπει πρώτα να εισαχθεί στη συσκευή. Εάν η συσκευή δεν υπολογίζει την ογκομετρική ροή, τότε μπορεί να υπολογιστεί ανεξάρτητα από τον τύπο:

Q = K σε x v cp [m 3 / h], όπου v cp [m / s] είναι η μέση ταχύτητα ροής, K c είναι ο συντελεστής χοάνης.

Μερικές φορές οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε δύσκολα σημεία, όταν οι γρίλιες βρίσκονται στην οροφή ή αμέσως κάτω από την οροφή. Σε αυτές τις περιπτώσεις, για να αποφύγετε τη χρήση μιας σκάλας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ανιχνευτές με τηλεσκοπική λαβή ή ανιχνευτές προέκτασης.

Το Σχ. 3. Εγκατάσταση της χοάνης στη μάσκα εξαερισμού

Μέτρηση της ταχύτητας ροής και της ροής όγκου απευθείας στον αγωγό (καπναγωγός).

Πριν από την εργασία, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει ένα άνοιγμα στο τοίχωμα του αγωγού, η διάμετρος του οποίου αντιστοιχεί στη διάμετρο του καθετήρα μέτρησης. Είναι απαραίτητο η οπή αυτή να ευρίσκεται σε ευθεία τομή του αγωγού, αφού στην περίπτωση αυτή η ροή του αέρα είναι μέγιστα ομοιογενής. Το ευθύγραμμο τμήμα πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο του αγωγού. Το σημείο μέτρησης επιλέγεται με την προϋπόθεση ότι θα πρέπει να είναι μια απόσταση ίση με τρεις διαμέτρους του αγωγού, και μετά από αυτό - δύο διαμέτρους.

Για τις μετρήσεις χρησιμοποιούμε θερμομενονόμετρα, ανεμόμετρα πτερυγίων με μικρή διάμετρο στροφείου D = 16-25 mm και μετρητές διαφορικής πίεσης με πνευμομετρικές σωλήνες. Εάν υπάρχουν χαμηλές ταχύτητες (80 ° C) στον αγωγό, χρησιμοποιούνται πηνία υψηλής θερμοκρασίας.

Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται στα ίδια σημεία όπως στην περίπτωση μιας μάσκας εξαερισμού. Μια κατά προσέγγιση διάταξη των σημείων μέτρησης φαίνεται στο Σχ. 2.

Όταν χρησιμοποιείτε ανεμόμετρα ανάλογα με το αν η λειτουργία της συσκευής για τον υπολογισμό του ρυθμού ογκομετρικής ροής και λειτουργία μεσοτίμησης χρόνου, και τον αριθμό των μετρήσεων που απαιτούνται αξιών της μέσης ταχύτητας και υπολογίζει μία συσκευή ογκομετρικής ροής ή υπολογίζεται ανεξάρτητα από τους παραπάνω τύπους.

Οι διαφορικές πιεσόμετρα με πνευμομετρικό σωλήνα χρησιμοποιούνται σε υψηλές θερμοκρασίες (> 80 ° C) και / ή ταχύτητες άνω των 2 m / s. Οι συσκευές μπορούν να χωριστούν υπό όρους σε δύο ομάδες: η μία μετράει μόνο την πτώση πίεσης (δυναμική κεφαλή), άλλες έχουν ακόμα τη λειτουργία της μέσης τιμής και υπολογίζουν το ρυθμό ροής και την παροχή όγκου. Εφιστούμε την προσοχή στο γεγονός ότι οι πνευμομετρικοί σωλήνες, καθώς και οι χοάνες, έχουν συντελεστές που πρέπει επίσης να εισαχθούν προκαταρκτικά στη συσκευή. Επιπλέον, η συσκευή πρέπει επίσης να εισέλθει στην περιοχή τομής του αγωγού και στη θερμοκρασία ροής. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διαφορικό μετρητή πίεσης με αυτόματο κανάλι εισόδου θερμοκρασίας και πνευμομετρικούς σωλήνες με ενσωματωμένο θερμοστοιχείο για την απλούστευση των υπολογισμών. Δεν συνιστάται η χρήση του πνευματικού σωλήνα Pitot σε σκονισμένες ροές, στην περίπτωση αυτή είναι καλύτερα να μετρήσετε με ένα ζεστό κορδόνι

Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται στα ίδια σημεία όπως στην περίπτωση μιας μάσκας εξαερισμού. Μια κατά προσέγγιση διάταξη των σημείων μέτρησης φαίνεται στο Σχ. 2.

Για την πρώτη ομάδα των διακοπτών πίεσης που δεν έχουν τη λειτουργία για τον υπολογισμό της ταχύτητας ροής και της ροής όγκου (π.χ., ένα DMC 01About), απλοποιημένη τύπος για τον υπολογισμό των τιμών στόχων δίνονται παρακάτω. Για ακριβείς τύπους με τον υπολογισμό της πυκνότητας του μέσου στη γενική περίπτωση, βλέπε GOST 17.2.4.06-90.

Δυναμική κεφαλή, μετρούμενη από τη συσκευή:

Pd = Pt - Ps [Pa ή mm Hg νερού], όπου Pt είναι η ολική πίεση, Ps είναι η στατική πίεση.

Ρυθμός ροής στο σημείο μέτρησης:

- για Pd i σε [Pa] και

- για το Pd i σε [mm Hg νερό],

όπου Pd i είναι η δυναμική κεφαλή στο σημείο μέτρησης, T p [° C] είναι η θερμοκρασία

Km είναι ο συντελεστής του πνευμομετρικού σωλήνα.

Μέσος ρυθμός ροής:

- όπου v i [m / s] είναι η τιμή της ταχύτητας μιας μέτρησης, n είναι ο αριθμός των μετρήσεων.

Q = v cp x F x 3.600 [m 3 / h], όπου πρβλ v [m / s] - η μέση ταχύτητα ροής, F [m 2] - η επιφάνεια διατομής μετράται επί τόπου.

Δομικό διάγραμμα της επιλογής οργάνου.

Ο κόσμος των οργάνων ασχολείται επαγγελματικά με όργανα μέτρησης παραμέτρων ροής αέρα: παράδοση, πώληση, επαλήθευση, επισκευή. Είμαστε έτοιμοι να συμβουλεύουμε και να βοηθήσουμε στην επιλογή της συσκευής. Αλλά από το σύνολο των συσκευών που παρουσιάζονται στην αγορά, θα ήθελα να επισημάνω τα πιο δημοφιλή με βάση τις πωλήσεις. Κατά τη γνώμη των πολυάριθμων πελατών μας, αυτές οι συσκευές είναι πολύ καλές από την άποψη της τιμής / ποιότητας.