Расходомеры, основанные на определении дифференциального давления, принцип работы, преимущества и недостатки.
Принцип действия: основан на изменении давления в воздушном потоке при наличии аэродинамического сопротивления этому потоку. Такие устройства применяются довольно часто, так как имеют почти линейные характеристики и позволяют производить измерения с приемлемой точностью.
При прохождении потока воздуха через некоторое сопротивление (сетка, сужение трубки и т.д.) возникает перепад давления в потоке. Разность давлений зависит от скорости потока. Чтобы обеспечить ламинарность потока, используют резистивные элементы либо в виде набора капиллярных трубочек (трубки Лилли), либо в виде каналов (пневмотахометр Флейша), размещенных вдоль оси потока. Самым точным клиническим измерителем скорости воздушного потока является пневмотахометр Флейша.
В таких пневмотахометрах скорость воздушного потока определяется как Q = P/R, где P - падение давления на участке аэродинамического сопротивления. При этом предполагается, что R (радиус) остается постоянным.
Для регистрации разности давлений перед резистивным элементом и последнего рационально использовать преобразователи дифференциального давления (ПДД), преобразующие разность давлений в электрический сигнал. Так как сопротивление воздуху резистивного элемента трубки Флейша мало, разность давлений на входе и на выходе трубки Флейша при дыхательных маневрах не превышает 200 Па. Для регистрации такой разности давлений необходимо использовать датчик с высоким уровнем чувствительности.
Сопротивление может значительно возрастать в результате накопления конденсированных водяных паров, содержащихся в выдыхаемом воздухе. Для устранения этого недостатка осуществляют нагрев элемента пневмотахометра. Однако при нагревании элемента изменяется температура воздуха (соответственно, меняется и давление) и соответственно требуется калибровка ИП (значительный минус).
Рис. 3. Линейные потокорезистивные элементы
На рис. 3 показаны два типа линейных потокорезистивных элементов, используемых для измерения объемного расхода воздуха при обследованиях дыхательной системы. Узкие каналы обеспечивают однородность профиля потока воздуха, благодаря чему реализуется линейная взаимосвязь между разностью давлений и потоком. Дифференциальный преобразователь давления измеряет перепад давления на элементе, пропорциональный объемному расходу воздуха (м3/с). Для корректировки градуировочной характеристики используют специальный шприц-калибратор вместимостью 1-3 л. Для обеспечения достаточной точности калибровки объем шприца при ходе поршня "от упора до упора" должен тарироваться с точностью 1 мл. В этом случае удается восстановить градуировочную характеристику с точностью не ниже 3-4%. Калибровку необходимо проводить каждый раз после смены ИП ППД или его измерительного элемента.
(Из интернета типо то же коротко)
В основе принципа действия таких приборов – измерение перепада давления, возникающего в момент прохождения жидкостного или газового потока через сужающееся приспособления (шайбу, сопло). В этом месте меняется скорость потока, а давление возрастает. Замеры в точке прохождения препятствия производятся с использованием дифференциального датчика давления.
Преимущества
Движущиеся части в приборе отсутствуют.
Недостатки
Измерения возможны в малом динамическом диапазоне.
Любые осадки на сужающем устройстве приводят к значительным погрешностям.
Механические препятствия в сечении снижают надежность конструкции.