Тензометрический метод

Чувствительные элементы датчиков базируются на принципе измерения деформации тензорезисторов, припаянных к титановой мембране, которая деформируется под действием давления.

Тензорези́стор (от лат. tensus — напряжённый и лат. resisto — сопротивляюсь) — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации. Тензорезисторы используются в тензометрии. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов. Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр.

Часто, особенно в иностранной литературе, полупроводниковые тензорезисторы называют пьезорезисторами (не путать с пьезоэлектриками).

3.1.1.2. Датчик расходов (расходомер)

3.1.1.2.1. Расходомер электромагнитной жидкости

Для контроля расхода и учёта воды и теплоносителя с 40-х годов XX века в промышленности применяются электромагнитные расходомеры. Неоспоримые достоинства электромагнитных расходомеров — отсутствие гидродинамического сопротивления, отсутствие подвижных механических элементов, высокая точность, быстродействие — определили их широкое распространение

В проводнике, пересекающем силовые линии магнитного

поля, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника. При этом направление тока, возникающего в проводнике, перпендикулярно к направлению движения проводника и направлению магнитного поля.

Это известный закон электромагнитной индукции — закон Фарадея.

Если заменить проводник потоком проводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, и измерять ЭДС, наведённую в жидкости по закону Фарадея, можно получить принципиальную схему электромагнит­ного расходомера, предложенную ещё самим Фарадеем.

Электромагнитные расходомеры могут быть выпол­нены как с постоянными магнитами, так и с электромагнитами, питаемыми пере­менным током. Электромагнитные расходомеры имеют свои достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Труба в зоне измерения расходомера (длина участка 2..5 диаметров трубы) выполняется из непроводящего немагнитного материала. Чаще всего делается футеровка (вставка) из инертных пластиков (типа фторопласта, полиэтилена) в трубу из нержавеющей стали. Для уменьшения турбулентности потока в зоне измерения рекомендуется монтировать расходомер в прямолинейные участки без изменения сечения на протяжении 5..10 диаметров трубы до и после расходомера.

3.1.1.2.2. Расходомеры массовые кориолисовые

Кориолисовые расходомеры — приборы, использующие для измерения массового расхода жидкостей, газов эффект Кориолиса. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U образных трубок, по которым движется измеряемая среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление Вы можете чувствовать когда гибкий шланг извивается под напором воды в него подаваемой.

Преимущества измерения кориолисовым расходомером:

§ высокая точность измерений параметров;

§ работают вне зависимости от направления потока;

§ не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;

§ нет затрат на установку вычислителей расхода;

§ надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);

§ длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;

§ нет необходимости в периодической перекалибровке и регулярном техническом обслуживании;

§ могут работать от разных источников питания с помощью самопереключающегося встроенного блока питания;

§ измеряют расход сред с высокой вязкостью;

§ разрешено использование в пищевой и фармацевтической промышленностях.

Аналоговые тепловые расходомеры и регуляторы массового расхода серии LIQUI-FLOW предназначены для измерения расхода жидкостей в диапазонах от минимального 0,1…5г/ч до 20...1000кг/ч при давлениях от вакуума до 200бар. В общем случае измеритель представляет собой трубку внутренним диаметром около 1мм, согнутую U-образно, и патентованный нагреватель/сенсор. Проходя по трубке через сенсор, жидкость подогревается примерно на 1 градус по отношению к температуре окружающей среды. Такой небольшой нагрев практически абсолютно гарантирует то, что жидкость не претерпит разложения или перехода в газовую фазу. Приборы имеют проточный дизайн и не чувствительны к положению монтажа. Более того, измеритель может быть стерилизован, а также не содержит движущихся частей или эластомерных уплотнений. Расходомер серии LIQUI-FLOW имеет встроенную плату регулятора, поэтому может быть подключен к регулирующему клапану для формирования замкнутого контура регулирования. Регулирующий клапан со стандартным штуцером в верхней части для прокачки обеспечивает плавную регулировку потока, без пульсаций, даже при расходах менее 1г/ч.

· от минимального диапазона 0,1…5 г/ч (H₂O-эквивалент)

· до максимального 20…1000 г/ч (H₂O-эквивалент)

3.1.1.2.3. Расходомеры вихревые

В основе принципа действия любого вихревого расходомера лежит широко известное природное явление - образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока. При скоростях среды выше определенного предела вихри образуют регулярную дорожку, называемую «дорожкой Кармана». Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока.

В диапазоне чисел Рейнольдса от 2х10⁴ до 7х10⁶ коэффициент пропорциональности между частотой образования вихрей и скоростью потока практически не зависит от числа Рейнольдса. Это позволяет вихревым расходомерам с хорошей точностью измерять скорость потока независимо от типа среды.

Дата добавления: 2015-08-05