Перейти к содержанию

    

Корректность измерения скорости потока жидкости

Почти все понятно в описании принципов устройства.

Жидкостный термоанемометр по температуре (интенсивности теплообмена с нагревателем) измеряет скорость потока.

Регулятор-преобразователь на операционном усилителе (ОУ) пытается в любой момент обеспечить одну и ту же разность температур Т1 между нагревателем (он же термометр 1) и термометром 2 (, температура T2).

По мощности нагревателя (по напряжению, подаваемому на него) измеряют скорость потока жидкости.

Но возникает сомнение - есть влияние температуры входного потока (назовем ее Т0) на результат измерения должно быть очень существенно, но не учитывается?

Например , пусть температура входящей жидкости Т0 такая же, как и температура T1 при нулевой скорости потока.

Тогда, даже при наличии потока, подогрев термометра Т2 не нужен, и регулятор (ОУ) установит нулевое напряжение на своем выходе, но поток-то не нулевой.

Аналогично, если ТО будет больше чем Т1 для нулевого потока жидкости.

 

Нет ошибки в моих рассуждениях? Предполагаю, что для корректного измерения нужен еще один компенсационный терморезистор для измерения температуры Т0 ...

 

 

Измеритель (термоанемометр) представляет собой трубку из металла и состоит из двух платиновых терморезисторов номинальным сопротивлением 50 и 1000 Ом. Элемент Pt50 выполняет роль нагревателя, а элемент Pt1000 — роль датчика температуры среды.

 

Термосопротивления припаиваются к внешней стенке трубы, через которую идет поток. Хороший тепловой контакт между термосопротивленями и средой достигается за счет небольшой длины трубки и за счет конструкции теплового контакта элементов Pt50 и Pt1000.

Термосопротивления c нижней стороны покрыты металлическим напылением, к которому осуществляется пайка.

 

PS: Направление потока жидкости: от термометра Т2 (терморезистор R4) к нагревателю-термометру Т1 (терморезистор R6), охлаждая Т2 (R4) и Т1(R6)

 

 

post-100298-1511325666_thumb.png

post-100298-1511325699_thumb.png

post-100298-1511325719_thumb.png

 

PS:

 

Описание прототипа устройства, его принципов и фото взял с хабра https://habrahabr.ru/company/efo/blog/325076/

К сожалению, тот форум не позволяет новичку комментировать темы и сообщения, опубликованные более чем 10 дней назад, да и от автора темы нет ответов на новые вопросы от других пользователей.

Изменено пользователем lembalknow

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

У вас какая-то путаница. то T1 это разность температур, то это температура при нулевой скорости.

Всё очень просто - допустим Т0 - температура измеряемая на входе потока, а Т2 температура подогреваемого датчика.

Тогда схема стабилизирует разницу dT = T2-T1= 0, а мощность требуемая для стабилизации зависит от скорости потока. Всё.

 

Конструкция с датчика припаянными на трубки очень плохая - самая простая для реализации, самая неподходящая для использования.

Для моделирования возьмите идеальную схему - датчики торчат внутри трубы в потоке и не касаются стенок, только жидкости.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Но возникает сомнение - есть влияние температуры входного потока (назовем ее Т0) на результат измерения должно быть очень существенно, но не учитывается?

Нет ошибки в моих рассуждениях? Предполагаю, что для корректного измерения нужен еще один компенсационный терморезистор для измерения температуры Т0 ...

 

Не принято ТУТ выделять текст...

Все там правильно. Первый датчик и измеряет температуру потока - его нагрев маленький.

 

Конструкция с датчика припаянными на трубки очень плохая - самая простая для реализации, самая неподходящая для использования.

Бывают жидкости, куда датчик не сунешь. Или давление большое, или вводы нельзя делать...

конструкция нормальная, сто лет применяется. Несколько улучшенный вариант - нагреватель ставится посередине между датчиками, его температуру не измеряют. Компенсируется теплопроводность трубы таким образом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У вас какая-то путаница. то T1 это разность температур, то это температура при нулевой скорости.

Всё очень просто - допустим Т0 - температура измеряемая на входе потока, а Т2 температура подогреваемого датчика.

Тогда схема стабилизирует разницу dT = T2-T1= 0, а мощность требуемая для стабилизации зависит от скорости потока. Всё.

 

Не вижу путаницы. Имхо , если подать малым потоком очень холодную жидкость Т0, то система из-за переохлаждения T2 и Т1 не сможет отличить от большого потока при более высокой температуре.

 

post-100298-1511341736_thumb.jpg

 

Конструкция с датчика припаянными на трубки очень плохая - самая простая для реализации, самая неподходящая для использования.

Для моделирования возьмите идеальную схему - датчики торчат внутри трубы в потоке и не касаются стенок, только жидкости.

 

Эта конструкция для слабоагрессивной среды с pH не равным нулю. Датчики в потоке долго не выживают даже при чистой воде.

Предлагаемая Вами конструкция подходит для газа, а не для жидкости.

 

Не принято ТУТ выделять текст...
Извините

 

Все там правильно. Первый датчик и измеряет температуру потока - его нагрев маленький.

 

Бывают жидкости, куда датчик не сунешь. Или давление большое, или вводы нельзя делать...

конструкция нормальная, сто лет применяется. Несколько улучшенный вариант - нагреватель ставится посередине между датчиками, его температуру не измеряют. Компенсируется теплопроводность трубы таким образом.

 

Первый датчик (Т2) измеряет не температуру потока, а с учетом подогрева датчиком Т1.

Т0 поставленный в большом отдалении, чтобы не чувствовать потока тепла от нагревателя Т1 будет измерять температуру входного потока.

 

Нагреватель между двумя термометрами ставится для определения направления движения потока (смещение теплового пятна в сторону движения), разьве не так?

 

PS: в предыдущем рисунке ошибка, положительная разность dT=T1-T2, а не T2-T1

 

 

post-100298-1511342313_thumb.jpg

 

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Не вижу путаницы. Имхо , если подать малым потоком очень холодную жидкость Т0, то система из-за переохлаждения T2 и Т1 не сможет отличить от большого потока при более высокой температуре.

 

Эта конструкция для слабоагрессивной среды с pH не равным нулю. Датчики в потоке долго не выживают даже при чистой воде.

Предлагаемая Вами конструкция подходит для газа, а не для жидкости.

 

Первый датчик (Т2) измеряет не температуру потока, а с учетом подогрева датчиком Т1.

Т0 поставленный в большом отдалении, чтобы не чувствовать потока тепла от нагревателя Т1 будет измерять температуру входного потока.

pH бывает нулем? В органике? В вакууме?

Не могу понять, что Вы не можете понять...

Даже если поток равен нулю, тепло уходит в воздух или жидкость по трубе. Температурный профиль - колокол такой после установления распределения. Температура датчика- нагревателя всегда выше. Поток уносит тепло - требуется подогрев, - мера потока. Температура жидкости понизилась (пусть резко) - какое-то время нагрев уменьшается, имитирую уменьшение потока. но интеграл через некоторое время даст правильное значение, если Вы зачем-то не будете продолжать снижать температуру на входе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
pH бывает нулем? В органике? В вакууме?

Не могу понять, что Вы не можете понять...

Даже если поток равен нулю, тепло уходит в воздух или жидкость по трубе. Температурный профиль - колокол такой после установления распределения. Температура датчика- нагревателя всегда выше. Поток уносит тепло - требуется подогрев, - мера потока. Температура жидкости понизилась (пусть резко) - какое-то время нагрев уменьшается, имитирую уменьшение потока. но интеграл через некоторое время даст правильное значение, если Вы зачем-то не будете продолжать снижать температуру на входе.

 

Спасибо всем за помощь, вопрос решен. Ответ был в комментариях исходной статьи в хзабре, я не заметил его.

 

- как повлияет изменение температуры жидкости ?

 

- При изменении температуры и/или состава жидкости выходное сопротивление, естественно, изменится.

Этот датчик используют в задачах, где изменения характеристик среды либо не значительны, либо могут быть детектированы и учтены при вычислении скорости потока.

habrahabr.ru/company/efo/blog/325076/

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

post-100298-1511325666_thumb.png

 

 

Вроде бесплатно можно попользоваться им, по крайней мере мы брали для опытов. В целом расходомер имеет право на жизнь, но для нашего применения увы нет. Так же хочу обратить внимание на крепление его, не очень оно удачное. Из интересного - держит 3 бара.

Изменено пользователем born.work

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация