Тахометрические расходомеры

Принцип действия: измерение скорости тела, установленного внутри трубопровода и движущегося за счет потока газа или жидкости. В основном используют для измерения расхода жидкостей.

Рассмотрим схему турбинного расходомера.

1. т рубопровод;

2. крыльчатка (турбинка);

3. индукционный преобразователь;

4. немагнитный участок трубопровода.

В трубопроводе 1 установлена крыльчатка 2, которая вращается под действием потока. Лопасти крыльчатки изготовлены из ферромагнитного материала, а участок трубопровода 1 в месте установки крыльчатки 2 изготовлен из немагнитного материала (4). В непосредственной близости от крыльчатки 2 установлен индукционный преобразователь.

При движении ферромагнитных лопастей крыльчатки 2 относительно индукционного преобразователя 3 в последнем появляется импульсный сигнал, частота импульсов которого пропорциональна расходу.

Тепловые расходомеры

П ринцип действия: зависимость температуры тонкого нагревателя от расхода (скорости потока) среды вследствие теплопереноса. В основном используют для измерения расхода газа.

1. тонкостенная никелевая трубка (δ=0,1 мм);

2,3 - терморезисторы-нагреватели из тонкой медной проволоки сопротивлением R_t1, R_t2;

4. усилитель;

R₁, R₂ - резисторы мостовой измерительной схемы;

U_стаб - стабилизированный источник питания.

Чувствительный элемент теплового расходомера образован тонкостенной никелевой трубкой 1, на наружной поверхности которой размещены два терморезистора R_t1, R_t2 (2,3). Терморезисторы выполнены из тонкой медной проволоки и включены в мостовую измерительную схему с резисторами R₁; R₂. Для питания мостовой схемы используют стабилизированный источник U_стаб. Выходной сигнал с мостовой схемы поступает в усилитель 4 и далее на измерительный прибор.

Парциальные расходомеры

Принцип действия: измерение части общего расхода, протекающей по ответвлению основного трубопровода и определение по измеренной части общего расхода.

1. т рубопровод;

2. сужающее устройство;

3. трубопровод расходомера;

4. расходомер;

Q – общий расход;

Q_р – расход, протекающий через ответвление (расходомер).

Парциальный расходомер представляет собой участок трубопровода 1 с установленным в нем сужающим устройством 2. В обход сужающего устройства 2 смонтирован трубопровод 3 расходомера 4.

Под действием падения давления на сужающем устройстве 2 по трубопроводу 3 протекает часть Q_р общего расхода Q, который нужно определить. Связь между общим расходом Q и парциальным Q_р можно выразить следующим образом:

Q = Q_р ,

где S_р и S_су – проходное сечение расходомера и сужающего устройства соответственно; α – поправочный коэффициент, учитывающий сужение струи.

Приборы для измерения скорости

Трубка ПитоПрандтля

а - насадок для измерения статического давления; б - комбинированный насадок. 1 - головная часть; 2 - отверстие для приема полного давления; 3 - цилиндрический корпус; 4 - приемные отверстия статического давления; 5 - трубка вывода для измерения полного напора; G - державка и штуцер статического давления

Представляет собой длинный цилиндр, носовая часть которого для замеров в дозвуковых потоках имеет сферическую форму. При проведении замеров трубка располагается головной частью навстречу потоку так, чтобы ось цилиндра совпадала с направлением скорости набегающего потока. В лобовой точке на оси симметрии трубки поток полностью затормаживается (^лоб = 0); в точках на боковой поверхности, отстоящих от носка на расстоянии, равном примерно (3 - 8) диаметрам цилиндра, давление восстанавливается до величины, равной измеряемому статическому давлению в невозмущенном течении Очевидно, скорость потока, соответствующая этому давлению, равна скорости невозмущенного датчиком течения В упомянутых точках перпендикулярно к поверхности выполняются отверстия для отбора и последующего замера давления; диаметр отверстий не должен превышать (0.3 - 0.5) мм, так как излишне большие размеры вызовут дополнительные возмущения в потоке, что приведет к искажению измеряемого давления. Пренебрегая изменением потенциальной энергии, запишем уравнение Бернулли для двух точек на поверхности трубки —

лобовой и боковой:

2

Ро =Рж + р р 2

2 (ро - Рж)

Voo = Отсюда скорость невозмущенного потока