Расходомеры с постоянным перепадом давления и уровня (по обтеканию)

Ротаметр:

Обязательно наличие сонического участка, расположенного вертикально, для этого используется коническая пробка. Поток жидкости или газа движется снизу и приподнимает пробку настолько, чтобы перепад давления снизу и сверху был равен весу поплавка, при это м приоткрывается проход.

Выходная величина – перемещение поплавка.

Входная величина – расход.

Q=f (∆x).

Электромагнитный «Взлет ЭР»:ИР-61.

	~

E0

ℓ

Применяется для измерения расхода проводящей жидкости (воды).

Основан на законе электромагнитной индукции, согласно которой в жидкости, пересекающей пульсирующий магнитный поток, индуцируется ЭДС пропорциональная скорости движения жидкости.

Достоинства:

- нет влияния t⁰С окружающей среды;

- независимость от вязкости, плотности и химического состава;

- высокое быстродействие;

- линейность;

- большой диапазон.

E=BℓV=BDV+E₀

ℓ – расстояние между электродами;

ℓ=D

D-диаметр;

V=Q/S

V – скорость;

S=πD²/4

Q-расход

S-сечение

вход – расход

выход – Е

Q=f (E).

ЭДС зависит от температуры связности.

Скоростные расходомеры:

ТДР – турбинный датчик расхода (7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21). Применяется в авиации.

Жидкость-керосин, масла, спирт, аммиак, вода.

Вязкость ТДР7÷ТДР11 - 50 мм²/с,

ТДР12÷ТДР21 – 100мм²/с.

f=500±50 Гц – на верхнем пределе.

Q=a+bf

a, b – градировочный коэффициент.

f=kn

f - частота

k – число лопастей

n – число оборотов

- идеальная характеристика.

а – зона нечувствительности.

В потоке вращается элемент (вертушка). Скорость вращения зависит от скорости движения среды жидкости или газа и зависит от расхода. Если измерять количество оборотов – интегральный расход. Если измерять скорость – мгновенный расход.

Делаются также обмотки, т.е. индукционный принцип получения электрического сигнала.

Вход – расход

Выход - либо S.

Q=f(υ), Q=f(S)

Шариковый расходомер:

Вода заходит по касательной и закручивается, увлекая за собой шарик. Шарик выполнен из резины со стальными опилками. Когда шарик проходит мимо датчика, то наводятся импульсы.

Вход – расход

Выход – f. Q=f(f).

Вихреакустический датчик – расходомер.

1 – тело обтекания;

2 – пьезоизлучатель;

3 – пьезоэлемент – приемник;

4 – генератор ультразвуковой частоты;

5 – фазовый детектор;

6 – цифровой фильтр;

7 – блок формирования сигнала;

Q≡V_x Вход – расход, выход – φ. Q=f(φ).

При движении потока за препятствие происходит завихрение. Чем больше завихрение, тем больше скорость потока. Через зону завихрения проходит ультразвук, происходит сдвиг фазы ультразвуковой волны, пропорциональный интенсивности завихрения.

Фазовый детектор выделяет сигнал.

Цифровой фильтр отслеживает помехи.

Ультразвуковой расходомер:

;

С-скорость ультразвука в среде

пренебрегаем, т.к. << C

Д₁, Д₂ – преобразуют электрический сигнал в ультразвук; Д₃, Д₄ – наоборот.

Вход – расход, выход - ∆φ. Q=f(∆φ).

Расходомер со сносом излучения:

1 - нагреватель 2, 3 – медные термометры

сопротивления Rt₁ и Rt₂

Под действием тепла нагревателя меняется сопротивление термометра 3.

Термоанемометр (датчик движения воздуха):

1 – нить накала

2 – термопара

Через нить накала проходит ток. Чем быстрее скорость воздуха, тем быстрее охлаждается нить.

DU_K – для компенсации разогрева холодных концов термопары.

R₁>>R_Л R₁+R_Л=50 Ом.