snímače průtoku

Snımace objemoveho toku
Ucebnı text VOS a SPS Kutna Hora
Za kladnıpojmy
l
Definice
objemoveQv nebo hmotnostnıQm mnoz stvıkapaliny nebo
plynu protekledany m pru rezem za jednotku casu
Objemovy pru tok:
V
Qv =
m3s −1
t
Q v = v ⋅ S m3s −1; ms −1, m 2
[
]
[
]
Hmotnostnı pru tok:
Qm = ρ ⋅ Q v
[kgs
−1
; m3s −1, kgm −3
]
Metody mšrenıpru toku
l
l
l
Neprıme m–renı
pru tok se vypocıta vštsinou z rychlosti a typu proudšnı,
pru rezu potrubı, viskozity atd.
Prıme m–renı
da vkovacısenzory pocıtajıcıkvanta protekajıcıla tky
Za kladnı metody:
V
Q
=
Qm = ρ ⋅ Q v
a) Objemove- vycha zejıze vztahu :
v
t
b) hmotnostnı- vycha zejıze vztahu : Qm =
c) rychlostnı- vycha zejıze vztahu :
m
t
Qv = v ⋅ S
Qm = ρ ⋅ Q v
Prehled snımacu pru toku
Plova ckovesnımace pru toku
l
Rotametr
l
l
l
l
plova k se pohybuje v na dobš kuz eloveho tvaru
tekutina plova k nadna sı(rotace ú stabilizace)
s polohou plova ku se mšnıstšrbina mezi
na dobkou
pri rovnova ze sil dojde k usta lenıpolohy
Fgravitacnı = Fvztlakova
poloha plova ku je snıma na na stupnici nebo
bezdotykovy m snımacem polohy
Vlastnosti
l opakovatelna presnost az 0,25%
l mala tlakova ztra ta
l citlivost na vizkozitu a vychy lenız vodorovne
polohy
l
Rychlostnısnımace pru toku
Rozd–lenı
l turbınkove
l vırove
l indukcnı
l ultrazvukove
l znackovacı
l se skrticımi cleny
Turbınkovea lopatkovesnımace
Princip:
l
tekutina rozta cısoustavu vhodnš uspora dany ch ploch:
l
l
sroubovicovelopatky turbıny
plochelopatky vodnıho kola
Turbınkovepru tokomšry
l
snıma nıota cek:
l
l
l
bezdotykovy m indukcnım senzorem
Hallovou sondou a miniaturnımi magnety na lopatka ch turbıny
impulsy se tvarujıa cıtacem se mšrıjejich frekvence
platı:
f = K QV
kde K je konstanta turbınkoveho pru tokomšru
l
vlastnosti:
l
l
l
dobra linearita mezi f a Qv (az 0,1%)
opotrebenıloz isek (safırova loz iska)
vy voj smšruje k bezkoz iskovy m pru tokomšru m (rotujıcıkulicka
s bezdotykovy m snıma nım)
Lopatkovepru tokomšry
l
l
l
lopatkova kola jsou orientova na kolmo na smšr proudšnı
ekonomicka varianta turbınkovy ch snımacu
snıma nıota cek:
l
l
l
Hallovou sondou
opticky mi metodami (vyuz itıvla knovy ch svštlovodu )
vlastnosti:
l
l
linearita a presnost cca 2%
vhodnei pro tekutiny s vštsıviskozitou
Vırovesnımace pru toku
l
Princip
l
l
l
l
vhodny objekt v cestš proudıcıtekutiny vyvola jejıoscilacnıpohyb, jehoz
parametry jsou ťmšrneobjemovemu pru toku
vytvorenıprirozeny ch oscilacı(Karma novy vırovestezky)
vıry vznikajıza preka z kou strıdavš na hornıa dolnıstranš
kruhove, trojťhelnıkovea lichobšz nıkovepru rezy preka z ek
frekvence vıru je ťmšrna
rychlosti proudšnıtekutiny
f = Sr/a. v
l
l
l
a ú charakteristicky rozmšr
preka z ky
Sr ú Strouhalovo cıslo
v ú rychlost proudšnı
Provedenıvırovy ch pru tokomšru
Ultrazvukovepru tokomšry
l
Princip:
l
skla da nıvektoru rychlosti proudšnıkapaliny v a ultrazvukove
vlny c0
l
pribliz nš platı:
c 02
v≅
(∆t 2 − ∆t1 )
2L cos α
l
l
l
∆t2 ú doba sırenıod mšnice M2 k M1
∆t1 ú doba sırenıod mšnice M1 k M2
c0 ú rychlost sırenıultrazvukovevlny
Provedenıultrazvukovy ch pru tokomšru
Znackovacıpru tokomšry
l
Princip:
l
vyuz ıvajıznacenıtekutiny znackami
l
l
l
l
vodivostnımi ú vstrik elektrolytu do tekutiny
opticky mi ú vstrik barviva
tepelny mi a ionizacnımi ú vstrik radioizotopu
mšrenıintervalu mezi pru chodem znacky dvšma body ve
smšru proudıcıla tky
Indukcnıpru tokomšry
l
Princip:
l
l
ve vodivekapalinš se indukuje na vnitrnıch elektroda ch napštı
ťmšrnerychlosti proudšnı
platıvztah: U = D.B.v
l
l
l
U ú indukovanenapštınapra zdno
B ú magneticka indukce
v ú rychlost proudšnı
Indukcnısnımace
l
vy stupnınapštısnımace
l
l
urcıse z na hradnıho obvodu
vnitrnıodpor je ťmšrny
l
l
l
l
mšrnevodivosti kapaliny σ
plose elektrod
pru mšru potrubıD
magnetickepole senzoru
l
stejnosmšrnepole
l
l
strıdaveharmonickepole B = Bm sinωt
l
l
l
je nevhodne(elektrochemickenapštı)
pouz ıva se casto
nevy hoda ú rozptylovepole cıvek
impulsnımagnetickepole
l
zpoz dšnevzorkova nıpro potlacenıza kmitu
na hranš impulsu
Pru tokomšry se skrticımi cleny
l
Princip
l
l
mšrenıtlaku v mıstech potrubıs ru zny m pru rezem
do potrubıse vkla dajıskrticıcleny
l
l
l
l
venturiho trubice
clona
dy za
odvozenıza vislosti Qv a tlakoveho rozdılu
l
l
rovnice kontinuity:
Qv = v1S1 = v2S2
pro jednotliverychlosti platı:
Qv
Q
,v2 = v
S1
S2
Q
Q
Q
∆v = v 2 − v1 = v − v = v (1 − n)
S 2 S1 S 2
S
kde n = 2
S1
v1 =
Pru tokomšry se skrticımi cleny
QV =
S2
∆v
1− n
l
pro velikost pru toku platı:
l
rychlost proudšnıv1 a v2 urcujıdynamicketlaky pd1 a pd2
∆v vypocteme pomocıBernoulliho rovnice:
l
l
l
pro ∆v platı:
∆p
∆v = 2
ρ
1 2
p d = ρv
2
∆p mu z eme zjistit mšrenım staticky ch tlaku
du vod - absolutnıhodnota statickeho tlaku je mnohem vyssınez
tlaku dynamickeho
platı, z e celkovy tlak v potrubıje konstantnı: pc = ps + pd = konst
pd = pc - ps
pro ∆p platı: ∆p = pd2 ú pd1 = pc ú ps2 ú pc + ps1 = ps1
ps2
Provedenıskrticıch clenu
l
l
l
centricka clona
clona s bodovy m odbšrem
clona s komorovy m odbšrem
l
Venturiho trubice
Snımace Qm s Coriolisovou silou
l
princip
l
l
l
l
l
l
na tšleso pohybujıcıse prımocare v
ota cejıcıse soustavš pu sobı
Coriolisova sıla
proudı-li kapalina rotujıcım potrubım
pu sobına kaz dy jejıelement sıla
ťmšrna hmotnostnımu pru toku
pri praktickem snıma nıCoriolisovy
sıly se nahradıora civy pohyb
kmita nım kolem osy
kapalina proteka zťz enou zakrivenou
trubicıve tvaru U
trubice je elektromagneticky
rozkmita va na
indukcnım snımacem se zjis uje
casovy posun vznikly ch kmitu , ktery
je ťmšrny Qm
Tepelnesnımace Qm
l
princip:
l
l
zpu soby mšrenı:
l
l
l
za vislost vy mšny tepla mezi zdrojem (topny odpor) a okolım
(proudıcıla tka) na hmotnostnım pru toku
mšrenıochlazenıtopneho odporu (termoanometry)
mšrenıoteplenıkapaliny (kalorimetrickeanemometry)
Termoanemometry
Mu stek s jednım senzorem
l hmotnostnıpru tok je ťmšrny teplotš z havene
ho dra tku
l mu stkovezapojenıú pri nulove
m pru toku je mu stek vyva z en
zmšna pru toku zpu sobırozva z enımu stku
Termoanemometry
l
Kalorimetrickesnımace
l
l
l
v potrubıje topnetšleso a dva snımacıPt odpory (pred a za)
odpory jsou zapojeny do mu stku, ktery vyhodnocuje teplotnı
spa d
Obš skupiny snımacu jsou vhodnepredevsım pro mšrenı
pru toku plynu