Penggunaan teknologi ultrasonik untuk mengukur kecepatan aliran

Flowmeters ultrasonik menggunakan waktu-waktu-penerbangan (TOF) ketergantungan waktu waktu-ke-penerbangan dari laju aliran untuk menentukan volume aliran itu sendiri. Dalam hal ini, perbedaan waktu propagasi USG dalam arah maju dan mundur dihitung. Teknologi ini sangat baik untuk mengukur kecepatan aliran melalui berbagai nilai yang luas dan memungkinkan bekerja dengan kedua cairan, misalnya air atau minyak, dan dengan gas seperti udara dan metana.

Meter ultrasound berbasis TOF mengukur laju aliran berdasarkan perbedaan waktu dalam propagasi sinyal ultrasonik dalam arah aliran dan dalam arah yang berlawanan. Gelombang ultrasonik bergerak lebih cepat ketika menyebar ke arah aliran dan lebih lambat, ketika menyebar melawan aliran. Dengan teknologi ini, sensor dapat ditempatkan di dalam atau di luar pipa. Dalam kedua kasus, perlu untuk menyediakan jalur langsung untuk pengaliran cairan (gas) antara dua transduser, yang memerlukan desain yang sesuai dari tabung ukur di mana transduser ini berada. Teknologi ini tidak efektif di hadapan gelembung udara, karena mereka menyebabkan pelemahan signifikan sinyal ultrasonik. Karena kecepatan propagasi suara tergantung pada komposisi komponen medium, teknologi ultrasound berbasis TOF juga dapat digunakan untuk menganalisis komposisi aliran.

Desain flow meter

Menurut desain, flowmeters ultrasonik berdasarkan TOF dibagi menjadi dua jenis: dengan instalasi sensor internal dan eksternal. Dalam flowmeters dengan sensor internal, transduser secara langsung bersentuhan dengan aliran cairan. Dalam flowmeters dengan instalasi sensor eksternal, transduser ditempatkan di permukaan pipa dan tidak mempengaruhi aliran.

Transdyusory di meter mungkin terletak diagonal, berada di garis pandang satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. Mereka juga dapat bekerja dengan gelombang tercermin, dalam kasus seperti itu, USG dari pemancar mencapai penerima transdyusora transdyusora hanya setelah refleksi dari reflektor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Beberapa meter industri untuk pipa berdiameter besar memiliki dua pasang transduser untuk meningkatkan kinerja dan mengkompensasi redaman yang signifikan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Fig. 1. Diagonal penempatan transduser di flowmeter

Fig. 2. Pengaturan transduser bekerja dengan gelombang suara yang dipantulkan

Fig. 3. Opsi penempatan transduser

Gambar 4 menunjukkan flowmeter dengan pengaturan transduser eksternal. Dengan desain ini, gelombang suara mengalami peningkatan redaman, karena harus melewati material pipa.

Fig. 4. Penempatan transduser dalam flowmeters dengan sensor eksternal

Salah satu masalah utama yang dihadapi saat membuat meter ultrasonik adalah untuk menjaga akurasi pengukuran yang tinggi atas berbagai laju aliran dari beberapa liter per jam untuk puluhan ribu liter per jam. Masalah lainnya adalah mempertahankan keakuratan pengukuran pada suhu aliran yang berbeda, yang tergantung pada aplikasinya, dapat berkisar dari 0 ° C hingga 85 ° C. Karena kecepatan berlalunya gelombang ultrasonik bervariasi dengan suhu cairan, perbedaan waktu propagasi akan menyebabkan kesalahan suhu. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 5, ketergantungan suhu kecepatan suara dalam air tidak linier dan bervariasi antara 1420... 1540 m / s. Pada akhirnya, jika Anda tidak memperhitungkan pengaruh suhu, ini dapat menyebabkan kesalahan dalam mengukur laju aliran lebih dari 5 persen. Jadi, untuk meningkatkan keakuratan sistem, diperlukan sensor suhu.

Fig. 5. Ketergantungan suhu kecepatan suara dalam air

Ada pendekatan alternatif yang memungkinkan pengukuran tanpa kontrol suhu. Ini memperhitungkan tidak hanya perbedaan waktu penerbangan dalam arah maju dan mundur, tetapi juga nilai absolut dari waktu transit.

Keuntungan menggunakan pengonversi analog-ke-digital (ADC)

Ada beberapa cara untuk mengukur perbedaan waktu penerbangan di arah depan dan belakang. Dalam kasus pertama, waktu-ke-digital converter (TDC) digunakan. Metode kedua melibatkan penggunaan konverter digital-ke-analog untuk mendigitalkan sinyal yang diterima oleh transduser, dengan korelasi selanjutnya.

Dalam metode menggunakan TDC, hanya titik-titik persimpangan sinyal dengan ambang nol yang diberikan yang tetap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.

Fig. 6. Pengukuran waktu penerbangan menggunakan konverter waktu-ke-digital

Saat menggunakan ADC, gelombang maju dan mundur yang diterima oleh transduser didigitalkan dan disimpan secara keseluruhan. Selanjutnya pasca-pemrosesan digital dari bentuk gelombang menentukan nilai diferensial TOF.

Penggunaan ADC memiliki keunggulan utama dibandingkan dengan penggunaan TDC:

  • Pengurangan kebisingan tambahan. Korelasi sinyal menyediakan tambahan penyaringan frekuensi rendah, menekan noise. Fungsi ini secara efektif dilakukan oleh mikrokontroler MSP430FR6047 daya rendah dari Texas Instruments. Metode di bawah pertimbangan menghasilkan pengurangan kebisingan 3-4 kali. Korelasi juga menekan noise linear.
  • Ketahanan terhadap perubahan amplitudo sinyal. Algoritma berdasarkan korelasi tidak sensitif terhadap perubahan amplitudo sinyal yang diterima, penyebaran parameter transduser dan fluktuasi suhu. Perubahan amplitudo sinyal sering diamati pada tingkat aliran tinggi. Stabilitas adalah keuntungan yang signifikan, karena karakteristik transduser memburuk dari waktu ke waktu, dan masa pakai meter dapat melebihi 10 tahun.
  • Kemampuan untuk membangun amplop dari sinyal yang diterima. Ketersediaan informasi tentang amplitudo memungkinkan Anda menyesuaikan frekuensi transduser. Selain itu, kontrol amplop menyediakan fiksasi perubahan karakteristik transduser karena penuaan. Aplikasi ADC memungkinkan penguatan kontrol otomatis (AGC) yang akan digunakan untuk meningkatkan amplitudo sinyal jika gain transduser berkurang seiring waktu. Dengan demikian, kinerja sistem tetap terjaga, bahkan meskipun penuaan transduser.

Gambar 7 menunjukkan diagram blok dari meter berdasarkan ADC yang menyediakan oversampling yang diperlukan untuk digitalisasi sinyal.

Fig. 7. Blok diagram meter berdasarkan ADC

Pengukuran waktu mutlak TOF penerbangan

Pengukuran waktu mutlak TOF penerbangan menghilangkan kebutuhan untuk menggunakan sensor suhu dan menghitung kecepatan suara dalam air. Ada beberapa cara untuk mengukur nilai absolut TOF secara akurat. Salah satunya adalah dengan menghitung amplop dari sinyal yang diterima dan untuk menentukan titik di mana amplop mengambil ambang yang telah ditentukan.

Nilai TOF mutlak akan ditentukan oleh waktu offset titik perpotongan dari nilai ambang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.

Fig. 8. ADC memungkinkan Anda untuk membangun amplop sinyal untuk mengukur waktu mutlak TOF penerbangan. Gambar yang diperbesar ditunjukkan pada gambar yang lebih rendah

Modul mikrokontroler ultrasonik MSP430FR6047

Mikrokontroler MCP430 ™ termasuk solusi ultrasonik-sensing. Berkat fungsinya adalah mungkin untuk menciptakan flowmeters ultrasonik yang sangat efisien. Dalam hal ini, USS beroperasi secara independen dari MCP430 ™ CPU. Gambar 9 menunjukkan diagram blok dari modul ini. USS termasuk catu daya universal (UUPS), sequencer kuat (PSQ), generator diprogram pulsa (PPG), pengemudi dan sirkuit pencocokan impedansi (PHY), penguat diprogram (PGA), loop blok fase cepat terkunci (HSPLL), kecepatan tinggi sigma delta ADC (SDHS) dan pengumpulan data sequencer (ASQ).

Modul ultrasonik built-in USS menggunakan sistem dayanya sendiri, dan dapat dihidupkan dan dimatikan secara independen dari unit mikrokontroler MCP430FR6047 lainnya. Ini juga dapat dimuat ulang tanpa mempengaruhi salah satu modul mikrokontroler lainnya.

Pencocokan impedansi dalam modul ultrasonik sangat penting untuk mendapatkan drift minimum dalam mengukur perbedaan waktu TOF dari waktu ke waktu dan dengan fluktuasi dalam suhu air. Ini juga memungkinkan Anda untuk bekerja dengan laju aliran yang sangat rendah.

Fig. 9. Blok diagram fungsional dari modul ultrasonik USS

Kesimpulan

Teknologi terbaru pengukuran ultrasonik dari TI menggunakan ADC dan memungkinkan meteran aliran cerdas untuk memberikan akurasi pengukuran yang tinggi. Pada saat yang sama, akurasi tinggi dapat dicapai dengan tetap menjaga konsumsi rendah melalui penggunaan mikrokontroler MSP430FR6047 dengan modul ultrasonik built-in.

Untuk mengukur laju aliran,

Berbagai metode pengukuran kecepatan banyak digunakan dalam rekayasa, khususnya ketika mengukur aliran cairan (gas) dalam pipa atau saluran. Mereka dapat dibagi menjadi beberapa kelompok: kinematik, dinamis dan metode fisik untuk mengukur kecepatan. Masing-masing memiliki sejumlah fitur yang membedakan mereka antara lain.

Metode kinematis didasarkan pada mengukur waktu lewat tanda jarak yang diketahui, atau jarak yang ditempuh untuk waktu tertentu. Label adalah benda asing yang ditempatkan di lingkungan atau elemen volume yang memiliki properti yang berbeda dari properti tertentu dari media, yang memungkinkan pelacakan pergerakan volume ini. Dalam hal ini, flowmeters berdasarkan metode pengukuran kecepatan kinematik disebut flow meter mengingat fitur-fiturnya.

metode yang dinamis, pada gilirannya, terkait dengan interaksi langsung dari media yang diteliti dengan meter (tabung pitot, filamen, dll), yaitu, sebagai nama metode, itu didasarkan pada interaksi dinamis dari aliran diukur dan probe, dengan bantuan pengukuran yang diambil. Selain probe, medan listrik dan magnet digunakan sebagai sumber interaksi, jika medianya konduktif secara elektrik. Sebagai alat ukur, tabung pitot, yang dimaksudkan untuk mengukur kepala kecepatan, banyak digunakan. tekanan, yang menciptakan aliran yang bergerak pada titik deselerasinya. Tekanan ini terkait dengan kecepatan aliran yang datang, yang memungkinkan untuk melakukan pengukuran. Selanjutnya pitot tabung, filamen digunakan, paling sering mereka terbuat dari platinum, alasannya adalah bahwa ada substansial ketergantungan linier antara ketahanan benang dan suhu pemanasan nya. Dengan demikian, mengetahui ketahanan benang, Anda dapat dengan mudah mengetahui suhu apa yang dimilikinya. Menyelidiki perpindahan panas antara probe dan media diukur atau antara dua probe diatur pada jarak dari satu sama lain, adalah mungkin untuk menilai laju aliran di mana mereka berada.

Metode fisik dibedakan oleh fakta bahwa pengukuran kecepatan didasarkan pada setiap proses fisik, aliran yang tergantung pada kecepatan aliran. Namun, kesulitannya terletak pada fakta bahwa seringkali parameter fisik tertentu tidak hanya bergantung pada kecepatan aliran, tetapi juga pada parameter lain, misalnya, suhu dan tekanan. Ini harus diperhitungkan ketika melakukan pengukuran. Akibatnya, dengan mengamati perubahan, adalah mungkin untuk menghitung parameter yang diperlukan dari medium, yaitu kecepatan. Pengukuran, sebagai aturan, dibuat tanpa pengenalan probe ke media, yaitu dia [lingkungan] tidak marah. Paling sering, metode ini menggunakan fenomena pergeseran Doppler, yang terjadi ketika gelombang akustik frekuensi tinggi ditransmisikan melalui aliran. Alasan untuk pergeseran adalah hamburan gelombang oleh partikel-partikel tersuspensi dari medium. Partikel-partikel ini biasanya debu atau kotoran. Gelombang frekuensi menengah melewati medium, karena mereka memiliki koefisien atenuasi terendah. Dengan pergeseran Doppler, seseorang dapat menemukan kecepatan aliran. Selain itu, perangkat berdasarkan efek Fizeau digunakan untuk pengukuran. Efek ini terkait dengan pengaruh aliran yang bergerak pada kecepatan radiasi elektromagnetik.

Mari kita bicara lebih detail tentang metode pertama mengukur laju aliran, yaitu: keuntungan, kerugian, dan jenis label yang digunakan.

Metode pengukuran kecepatan kinematik memiliki beberapa keuntungan, sebagai akibatnya memiliki bidang aplikasi yang luas. Pertama-tama, penggunaannya tidak memperkenalkan gangguan apa pun ke lingkungan, tk. dia tanpa probe. Ini berarti bahwa alat pengukur kecepatan tidak dapat ditempatkan di aliran, yang dapat menyebabkan perubahan arah gerak, terjadinya arus turbulen dan gelombang kejut. Sejalan dengan itu, satu lagi keunggulan berikut: metode kinematik dapat diterapkan dalam rentang kecepatan yang cukup besar, karena gangguan terbesar muncul pada kecepatan aliran melebihi kecepatan suara dalam medium. Selain itu, metode kinematik dapat digunakan untuk mengukur kecepatan berbagai jenis media (cairan, gas, plasma).

Aplikasi yang paling sederhana dari metode ini adalah untuk mengukur kecepatan arus di lautan dengan mengukur posisi dalam ruang dan pada waktu pelampung bergerak dalam aliran air. Untuk mengukur karakteristik arus, berbagai jenis pelampung digunakan, yang dapat diluncurkan baik di permukaan air dan pada kedalaman yang dibutuhkan [1]. Kecepatan aliran dianggap sama dengan kecepatan gerakan tanda.

Juga, wilayah medium di mana konsentrasi ion lebih tinggi daripada di semua wilayah lain dapat digunakan sebagai label. Ini memungkinkan untuk menerapkan metode ini tidak hanya untuk mengukur kecepatan aliran fluida, tetapi juga untuk gas. Dengan melacak pergerakan volume ini, Anda dapat menentukan kecepatannya. Agar konsentrasi ion menjadi besar, yaitu cukup untuk registrasi, beberapa metode digunakan untuk mengionisasi elemen volume: penggunaan isotop radioaktif (sumber radiasi beta) dan transmisi listrik. Dengan demikian, ionisasi partikel medium dengan cara dampak elektron terjadi: elektron bertabrakan dengan atom dan melumpuhkan elektron atom dari kulit elektron, sehingga menjadi bermuatan positif. Selain itu, ionisasi oleh foton juga digunakan: mereka, memiliki energi yang lebih besar daripada energi emisi elektron dari atom, menjatuhkan elektron dari shell elektron, sehingga mengionisasi atom. Mengetahui jarak antara sumber buangan dan alat perekam atau jarak antara kedua alat perekam, dan waktu ketika ion melewati jarak ini, seseorang dapat menemukan kecepatan dari daerah saat ini. Karena alat perekam dapat digunakan kapasitor, debit yang memperbaiki keberadaan ion di daerah antara pelat [2]. Kerugian dari jenis tag adalah seumur hidup terbatas label, karena rekombinasi ion, yang mencakup kebutuhan untuk mempertahankan jarak kecil antara sumber dan penerima (dari urutan 1 meter), dan menderita keakuratan pengukuran yang dilakukan berdasarkan [3].

Selain ionisasi, aplikasi isotop radioaktif digunakan untuk mengukur kecepatan medium (cairan, gas). Gas radioaktif disuntikkan ke dalam aliran, paling sering radon digunakan atau badan padat yang memiliki daya apung yang diperkenalkan, tetapi mereka mengandung sejumlah isotop radioaktif. Ini menandai jenis yang sering digunakan untuk mengukur kecepatan sedang cair atau gas di sulit untuk menginstal benda instrumentasi lainnya, seperti ledakan tungku, mesin roket, jaringan pipa gas selama studi mendalam dari arus laut, dan penggunaan obat gamma-emitting memungkinkan untuk mendaftar pergerakan tanda bahkan melalui dinding logam struktur [4]. Dengan demikian, dengan menempatkan dua registrar radiasi pengion, seperti counter Geiger atau counter kilau pada jarak yang telah ditentukan dari satu sama lain dan memperbaiki bagian isotop yang jarak, tanda kecepatan dapat ditemukan, dan karenanya laju aliran, dimana label ini [4]. Fitur dari jenis label ini adalah kebutuhan untuk membandingkan paruh unsur radioaktif, aktivitasnya dan jarak antara perekam radiasi pengion sedemikian rupa sehingga elemen tidak membusuk selama perjalanan jarak tertentu dan aktivitasnya tidak menurun ke tingkat radiasi latar belakang. Karena dalam hal ini tidak mungkin mengukur kecepatan aliran.

Ketika mengukur kecepatan aliran cairan dengan metode kinematik, fenomena resonansi magnetik nuklir banyak digunakan, yang paling jelas memanifestasikan dirinya dalam media yang mengandung hidrogen. Label dibuat oleh polarisasi inti cair dalam medan magnet eksternal. Jika sensor resonansi nuklir ditempatkan di ujung bagian pengukuran dari pipa, maka dalam kondisi tertentu amplitudo sinyal akan sebanding dengan magnetisasi inti. Perubahan cepat dalam polarisasi cairan yang dihasilkan pada awal bagian pengukur akan menyebabkan, setelah beberapa waktu, perubahan yang sesuai dalam amplitudo sinyal resonansi nuklir [5]. Masalah penerapan fenomena ini adalah bahwa pengukuran polarisasi inti membutuhkan waktu yang lama, dalam urutan beberapa detik. Ini, pada gilirannya, dapat menyebabkan kesalahan pengukuran yang besar. Untuk menghindari ini, menghasilkan inti depolarisasi buatan bidang berosilasi resonansi, yaitu, sebelum melewati cairan melalui bagian di mana pengukuran kecepatan dilakukan, itu terpolarisasi oleh medan magnet yang kuat dan kumparan RF ditempatkan di awal bagian ini. Dengan memulai medan berosilasi resonan dalam koil ini, seseorang dapat menyebabkan depolarisasi cepat atau repolarisasi cairan, dan mematikan medan ini - polarisasi cepat [5].

Label termal disebut juga disebut jenis label umum. Mereka digunakan untuk mengukur kecepatan atau laju aliran cairan atau gas [3]. Label menciptakan pemanas, atau diperkenalkan dari luar, yaitu beberapa volume cairan atau gas dipanaskan dalam tangki terpisah, dan kemudian ditempatkan di media yang akan diukur. Setelah itu, konverter termal memperbaiki waktu yang melewati jarak yang telah ditentukan. Desain juga digunakan tanpa pemanas, maka inhomogeneities termal yang timbul sebagai akibat dari fluktuasi tertentu dalam medium, yang merupakan karakteristik aliran turbulen, bertindak sebagai tanda. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa turbulensi aliran menyebabkan munculnya jenis transfer panas lain dalam medium, selain konduksi panas dan konveksi - transfer panas oleh massa turbulen. Dengan demikian, memperbaiki gerakan massa ini, kita dapat menilai kecepatan aliran. Tetapi bisa ada situasi di mana inhomogeneities akan dapat dibedakan satu sama lain karena intensitasnya yang tinggi, yang akan berdampak negatif terhadap pendaftaran mereka dan, sebagai akibatnya, nilai kecepatan aliran. Kenyamanan menggunakan jenis label ini adalah bahwa pemanas dapat ditempatkan baik di dalam saluran maupun di luar, karena hal ini memungkinkan untuk menyederhanakan konstruksi alat pengukur agak.

Spidol dapat berfungsi sebagai zat yang memiliki sifat optik, berbeda dari sifat medium yang sedang diukur. Dalam saluran besar dan menengah tanda optik hanya menempati bagian tertentu dari sungai, tetapi dalam kasus tabung berdiameter kecil (sekitar 10 mm), label dapat menutupi seluruh aliran penampang. Mereka mungkin serutan aluminium, plexiglass atau bubuk alabaster, cair atau berwarna berbagai emulsi, misalnya emulsi minyak vaseline dan chlorobenzene yang aliran air diubah menjadi bola dengan diameter 2-2,5 mm. Indikator dipilih sedemikian rupa sehingga densitasnya mendekati kerapatan cairan yang diukur. Selain itu, ada cara berbeda untuk membentuk label dalam substansi yang diukur: jika aliran mengandung partikel fluoresensi, tanda dibuat oleh radiasi periodik melalui kacamata transparan untuk radiasi ini [3].

Tanda dapat dibuat dengan menarik volume medium tertentu, dalam hal ini, induktor digunakan sebagai perekam. Ketika volume magnet melewati setiap kumparan ini, sebuah arus muncul di dalamnya, yang keberadaannya dapat menunjukkan perpindahan tanda. Mengetahui jarak antara kumparan dan memperbaiki waktu kejadian saat ini di setiap kumparan, kita dapat menemukan kecepatan aliran di mana volume magnet bergerak.

Dari semua hal di atas, dapat disimpulkan bahwa metode pengukuran kecepatan kinematik adalah yang paling sederhana. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kecepatan tanda ditemukan sebagai rasio jarak tempuh dengan waktu yang dihabiskan, dan kecepatan medium diasumsikan sama dengan kecepatan tanda ini. Selain itu, unit berbeda dalam kesederhanaan struktural dan minimum bagian yang bergerak.

Metodenya bersifat universal, karena dapat digunakan untuk mengukur kecepatan media agresif, serta sistem yang berada dalam status agregat yang berbeda (cair, gas, plasma).

Perlu untuk menyebutkan kekurangan, yang terhubung dengan ketepatan pengukuran. Ini, pada gilirannya, tergantung pada panjang bagian yang diteliti dari aliran: semakin panjang bagian, semakin akurat nilai kecepatan ditentukan. Tetapi ketika menggunakan tag dari jenis tertentu, waktu keberadaannya, yaitu Waktu di mana detektor mendeteksi inhomogeneity medium terbatas. Oleh karena itu, maka perlu untuk memilih parameter sehingga kecepatan ditentukan paling akurat, dengan mempertimbangkan kekhususan dari label yang digunakan.

Dengan demikian, keuntungan dan kerugian utama dari metode kinematik untuk mengukur kecepatan aliran, serta jenis tanda yang telah menjadi paling luas dalam rekayasa, dianggap.

Prinsip mengukur kecepatan dan aliran cairan

Untuk menentukan tingkat dan laju aliran cairan dalam praktik industri, perangkat pelacak dan tabung pneumatik biasanya digunakan.

Prinsip operasi tabung pneumatik, misalnya, tabung Pitot-Prandtl, kami mempertimbangkan ketika menurunkan persamaan Bernoulli (Gambar 6-1). Di setiap bagian perbedaan tingkat cairan dalam tabung yang digambarkan dalam gambar menyatakan kepala kecepatan pada titik bagian yang terletak pada sumbu tabung.

Fig. 6-2. Pengukuran kecepatan fluida dengan tabung pneumatik.

Perbedaan dalam tingkat fluida kerja dalam tabung lebih mudah diukur bukan dengan tabung piezometrik, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6-1, menggunakan pengukur tekanan diferensial (Gambar 6-2). Tabung berbentuk U diisi dengan cairan yang tidak bercampur dengan yang bekerja dan memiliki kepadatan yang jauh lebih tinggi daripada yang terakhir (misalnya, air atau alkohol - ketika bekerja dengan gas atau merkuri - ketika bekerja dengan tetesan cair). Hal ini memungkinkan untuk mengukur penurunan tekanan dalam kasus tekanan berlebih yang signifikan (atau vakum) dalam pipa pada ketinggian yang relatif kecil dari perangkat.

Berdasarkan hasil pengukuran, kecepatan fluida maksimum sepanjang sumbu pipa ditemukan. Untuk menentukan kecepatan rata-rata cairan dihapus baik distribusi kecepatan Epure atas penampang pipa dengan menggerakkan tabung dalam berbagai batasTLC pneumometric, atau menggunakan rasio antara kecepatan rata-rata dan maksimum untuk laminar dan rezim aliran turbulen. Laju aliran ditemukan dengan mengalikan kecepatan rata-rata dengan luas penampang pipa.

Metode seperti itu untuk menentukan kecepatan dan laju aliran cairan sederhana, tetapi tidak akurat, karena kesulitan memasang tabung pneumatik secara ketat di sepanjang sumbu pipa.

Lebih dikenal luas adalah penentuan kecepatan dan laju aliran fluida menggunakan perangkat pelambat, asas yang didasarkan pada pengukuran penurunan tekanan ketika penampang pipa berubah. Ketika bagian aliran dipersempit secara artifisial dengan menggunakan alat pelambatan, kecepatan dan, karenanya, energi kinetik aliran dalam bagian yang sempit ini meningkat, yang mengarah pada penurunan energi potensial tekanan pada bagian yang sama. Oleh karena itu, dengan mengukur tekanan diferensial antara penampang pipa sebelum penyempitannya dan penampang melintang di penyempitan (atau di dekatnya), Anda dapat menghitung perubahan kecepatan antar bagian, dan di sepanjangnya - kecepatan dan laju aliran cairan.

Karena perangkat yang mencekik menggunakan diafragma, nozel dan pipa venturi yang diukur.

Diafragma pengukur (Gambar II-17) adalah piringan tipis dengan pembukaan melingkar, pusatnya terletak pada sumbu tabung. Nozzle pengukur (Gambar 6-3) adalah nosel dengan saluran masuk bulat yang mulus dan outlet silinder. Diferensial manometer nozel dimensi (dan diafragma) terhubung ke saluran melalui ruang annular dan terhubung dengan interior lubang pipa, merata spasi circumferentially, atau dua saluran.

Fig. 6.3 - Mengukur diafragma

Fig. 6-4. Mengukur nozzle.

Fig. 6.5 pipa Venturi

Tabung Venturi (Gambar 6-5) memiliki bagian yang secara bertahap meruncing, yang kemudian meluas ke ukuran aslinya. Karena bentuk venturi ini, kehilangan tekanan di dalamnya lebih sedikit daripada diafragma atau nosel. Pada saat yang sama, panjang venturi sangat besar dibandingkan dengan ketebalan diafragma atau nosel, yang dapat dipasang di antara flensa pipeline.

Dalam tabung venturi dan di nosel, area cross-sectional dari jet terkompresi sama dengan luas lubang itu sendiri (luas penampang pipa di mana perangkat throttle dipasang).

Diafragma (lihat Gambar 6-4).

Dengan asumsi pipa menjadi horisontal, kami akan merekam untuk dua bagian, tekanan diferensial antara mereka diukur dengan pengukur tekanan diferensial, persamaan Bernoulli. Sesuai dengan notasi pada Gambar. 6-4 dan mengabaikan kehilangan tekanan, kami punya

Di mana perbedaan (perbedaan) tekanan, diukur dengan pengukur tekanan diferensial dan dinyatakan dalam meter dari kolom fluida kerja.

Untuk menentukan kecepatan rata-rata dan laju aliran cairan dalam pipa, kami menyatakan kecepatan di penampang pipa melalui kecepatan di bagian sempit jet di belakang diafragma, di mana tekanan diukur, menggunakan persamaan kontinuitas aliran

Kami mengganti nilai dalam ekspresi untuk perbedaan dalam kepala kecepatan

Aliran volumetrik cairan Q di bagian pembukaan aperture (dan karenanya dalam pipa) akan sama dengan

di mana faktor koreksi (); Faktor ini memperhitungkan penurunan kecepatan di penampang dibandingkan dengan kecepatan karena penyempitan jet (), serta hilangnya tekanan di diafragma.

Koefisien disebut faktor pelambatan. Nilainya tergantung pada nilai uji Reynolds untuk fluida dan rasio diameter pembukaan throttle terhadap diameter pipa:

Nilai-nilai yang ditentukan secara eksperimental diberikan dalam literatur khusus dan referensi.

Diameter perangkat pelambat biasanya 3-4 kali lebih kecil dari diameter pipa, sehingga nilai (d2/d1) i dalam persamaan (6-5) dapat diabaikan dalam aproksimasi pertama dan menemukan laju aliran fluida dalam persamaan

Kecepatan fluida rata-rata dalam pipa ditentukan dengan membagi Q pada area cross-sectional dari pipa. Menghilangkan indeks "1" dan mendapatkan

Dalam hal bekerja dengan cairan kompresibel (gas atau uap) pada tekanan diferensial besar, faktor koreksi lainnya dimasukkan ke dalam persamaan (6-5) dan (5-8), dengan mempertimbangkan perubahan dalam densitas gas (uap).

Pengukuran kecepatan dan arah aliran.

Pada kecepatan rendah, hanya pengukuran kecepatan langsung yang digunakan, pada kecepatan besar - tidak langsung.

Pengukuran kecepatan langsung - dengan bantuan sensor rotasi di bawah aksi aliran insiden:

Anemometer, yang terletak di sepanjang aliran. Di bawah cangkir, ruang hampa dibuat, melaluinya torsi. Ketika anemometer ditempatkan melintasi aliran pada cangkir yang lebih rendah, ada resistensi terhadap tekanan yang lebih besar daripada ketahanan pemisahan aliran, muncul torsi. Untuk pemerataan rotasi, jumlah cangkir dibuat aneh, dengan diameter minimum 10 cm.

Keuntungan anemometer: kemandirian kecepatan aliran, kesederhanaan desain.

Kekurangan anemometer: spot metering (hanya untuk arus besar), hanya digunakan di ruang terbuka, rotasi tidak rata.

Weathervane - perangkat yang lebih ringkas, dimensinya berbanding terbalik dengan jumlah dan ukuran bilah. Dalam kasus bilah pendek, resistansi induktif dipengaruhi oleh aliran aliran dari daerah yang ditinggikan ke daerah tekanan berkurang. Metode perjuangan: geometri sayap, pengurangan ketebalan profil, ujung sayap.

Sensor turbin - semacam baling-baling cuaca dengan silinder di sekitar pisau, mencegah aliran ke area tekanan rendah. Ini digunakan bersama dengan baling-baling cuaca untuk orientasi otomatis dalam aliran. Dapat digunakan untuk mengukur aliran cairan dan gas yang jatuh, dalam sistem hidrolik.

Rotameter - Perangkat untuk pengukuran langsung kecepatan aliran, menggunakan skala yang dikalibrasi untuk mengukur pengangkatan bola, yang ditindaklanjuti oleh aliran aliran yang datang. Karena kecepatan aliran di sekitar bola selalu konstan, pembacaan skala hanya bergantung pada kecepatan aliran. Tergantung pada kalibrasi skala, instrumen mengukur kecepatan atau volume aliran. Dengan berlalunya waktu, karakteristik instrumen berubah, jadi dalam prakteknya skala instrumen hanya diberi nomor, dan bagan kalibrasi dilekatkan pada dokumentasi teknis, yang diperbarui saat instrumen habis dipakai.

Pengukuran kecepatan tidak langsung. Pengukuran langsung menghasilkan tekanan statis dan total, dan laju aliran dihitung dengan rumus untuk aliran mampat:

faktor koreksi; kepadatan konstan.

Untuk aliran kompresibel:

Pada kecepatan rendah dan ketinggian terbang dari aliran kompresibel, perubahan suhu kecil (6,5 0 per km), oleh karena itu tidak diperhitungkan, oleh karena itu mungkin untuk mengukur laju aliran dengan bantuan tabung Pitot.

Pada kecepatan tinggi, suhu aliran harus diperhitungkan.

Tabung Venturi - Perangkat throttling, pengukuran kecepatan untuk penurunan tekanan diferensial. Ini terdiri dari bagian yang meruncing dan meluas dari pipa, tekanan diambil dari inlet dan bagian tengah. Bagian memperluas tabung diperlukan untuk lancar meningkatkan tekanan ke tekanan atmosfer setelah bagian yang sempit. Bagian akhir dengan kecepatan lebih dari 150 harus lebih besar dari penampang awal untuk mengkompensasi percepatan karena gesekan dan pemanasan ketika mengalir dari bagian tengah ke bagian akhir.

Diafragma (pencuci yang lulus) - buat Venturi gas atau hidraulik. Dalam hal ini, tekanan penuh diukur sebelum pencuci yang lulus, diikuti oleh tekanan statis. Mesin cuci ukur dipasang di bagian pipa lurus. Jet di bawah aksi gaya inersia menyempit lebih dari diameter lubang; Vortexing menyebabkan penurunan tekanan statis. Untuk mengimbangi efek ini, faktor-faktor koreksi diperkenalkan: rasio kompresi jet dan faktor kerugian, produk yang sama dengan laju aliran alat pengukur. Kekurangan: kerugian besar resistensi, aplikasi hanya pada laju aliran rendah.

Mengukur nozzle - alat pengukur lebih ramping dari diafragma. Prinsipnya sama, tetapi bukan dari mesin cuci bagian nozzle digunakan. Intensitas vortisitas dan tingkat kerugian lebih kecil, pengukurannya lebih stabil. Mereka digunakan sebagai pengukur aliran. Untuk pengukuran kecepatan, mereka tidak digunakan dalam saluran pendek dan lebar, karena kecepatan yang diukur adalah integral yang tidak berarti.

Dalam saluran lebar, kecepatan diukur secara berurutan di sepanjang seluruh saluran menggunakan tabung Pitot atau perangkat sejenis.

Arah aliran belajar melalui sensor yang sangat sensitif yang memperbaiki perbedaan tekanan dalam dua tabung dengan potongan miring pada 30 °. Mengubah arah akan mengubah tekanan di kedua tabung. Ketika sensor ini dikombinasikan dengan tabung pengukur tekanan penuh, sensor tidak akan memerlukan orientasi aliran, karena arah aliran akan diperbaiki. Kecepatan dan tekanan ditentukan oleh jadwal kalibrasi. Untuk menghilangkan turbulensi dan kepekaan terhadap bevel aliran pipa, arah digabungkan menjadi cincin di sekitar tabung tekanan penuh.

3.13. Instrumen untuk mengukur kecepatan dan aliran cairan

Berbeda dengan tabung Pitot, tabung Pitot-Prandtl adalah tabung dalam tabung (Gambar 3.15). Tabung sentral dengan ujung halus pada diameter inlet diarahkan ke arah aliran masuk cairan dan mengukur tekanan total, dengan mempertimbangkan tekanan dinamis (- densitas cairan).

Tabung luar memiliki lubang pada permukaan lateral, terletak kira-kira pada jarak dari inlet tabung. Pesawat dari bagian tabung pusat dan luar tidak berkomunikasi satu sama lain. Di bagian ujungnya, tabung luar teredam. Lubang-lubang tabung luar berfungsi untuk menentukan tekanan hidrostatik. Ujung tabung, sebagai suatu peraturan, dihubungkan ke pengukur tekanan diferensial. Ketika menggunakan manometer cair diisi dengan cairan, kerapatan harus lebih besar dari densitas cairan. Keadaan ini diperhitungkan dalam menentukan kecepatan. Dapat dituliskan bahwa untuk perbedaan dalam pembacaan difometer

Oleh karena itu kepala dinamis (kecepatan tinggi)

Kecepatan pada titik pemasangan tabung Pitot-Prandtl

Mengingat kesalahan dalam mengukur kecepatan tabung

di mana koefisien tabung, ditentukan sebagai hasil dari kalibrasinya.

Fig. 3.15. Tabung Pitot-Prandtl

Nosel silinder dan bola

Nosel silindris adalah tabung dengan tiga lubang, terletak agak jauh dari ujung tabung dalam satu bidang. Dua lubang lateral terletak simetris tentang lubang pusat pada sudut (Gambar 3.16). Nosel memungkinkan mengukur kecepatan, tekanan, dan kepala penuh.

Fig. 3.16. Nosel silinder:

1,2,3 - Lubang di nosel; 4 - tabung-nozzle; 5 - lubang lubang

Elemen utama dari bola nozzle adalah bola (pressure receptacle) yang terletak di ujung tabung silinder (holder). Sebuah bola berdiameter mm memiliki lima lubang di dua bidang diametris yang saling tegak lurus satu sama lain. Sudut antara lateral empat lubang dan lubang tengah adalah. Pada ujung nosel ada lima fitting, yang dihubungkan dengan tabung tipis yang lewat di dalam tabung, dengan lubang bola dari nosel.

Metode ini terkait dengan penggunaan laser. Saat menggunakan laser, tidak ada gangguan aliran, karena tidak ada benda asing di dalamnya. Pengukuran kecepatan didasarkan pada penggunaan pergeseran Doppler dari frekuensi cahaya yang tersebar dalam aliran fluida dan mengandung inhomogeneities.

Telah ditetapkan bahwa penggunaan air keran memenuhi persyaratan heterogenitas cairan. Metode ini mengukur komponen kecepatan pada suatu titik, dalam arah aliran tertentu yang dipilih dengan tingkat turbulensi yang sangat tinggi.

Nama umum instalasi adalah pengukur kecepatan laser, LDIS. Misalnya, laser helium-neon.

Keakuratan memperbaiki titik yang diukur dalam bidang terukur kurang dari 0,1 mm. Ini memungkinkan kita untuk menyelidiki lapisan batas dalam aliran benda di sekitar aliran cairan atau gas dengan akurasi yang sangat tinggi. Perlu dicatat bahwa penggunaan LDIS dalam studi distribusi kecepatan dalam aliran fluida membutuhkan keberadaan stan hidrolik khusus dan peralatan.

Perangkat penyempitan standar. Alat penyempitan yang digunakan untuk mengukur aliran cairan dan gas meliputi: diafragma standar, diafragma segmental, nozel dan venturi meter. Pengukuran laju aliran cairan dilakukan oleh tekanan diferensial (perbedaan) pada perangkat penyempitan. Penurunan tekanan muncul sebagai hasil dari peningkatan kecepatan rata-rata di bagian penyempitan perangkat, yaitu peningkatan energi kinetik. Akibatnya, tekanan hidrostatik dalam bagian yang dipersempit diatur kurang dari tekanan di depan perangkat penyempitan. Penurunan tekanan (head) akan semakin besar, semakin banyak laju aliran cairan akan. Hubungan antara laju aliran aliran fluida mampat dan perbedaan tekanan dibentuk dengan menggunakan persamaan Bernoulli (lihat 3.12, flowmeter Venturi).

Perbedaan tekanan dalam perangkat penyempitan ditentukan dengan bantuan diffusers dari float, bellow annular dan jenis membran. Perlu dicatat bahwa ketika mengukur perbedaan, perangkat yang lebih canggih adalah transduser pengukur Sapphire.

Misalnya, "Sapphire 22DD" memungkinkan Anda untuk menentukan penurunan tekanan dalam rentang dari 60 Pa hingga 16 MPa. Penurunan tekanan sesuai dengan sinyal listrik di microamperes (μA). Sinyal listrik ditransmisikan ke perangkat, yang mengubahnya menjadi laju aliran cairan dan memperbaiki laju aliran arus pada skala instrumen atau di papan skor. Ketika digunakan dalam instrumentasi mikroproses, laju aliran dicatat dalam kerangka waktu dan memungkinkan Anda untuk menunjukkan biaya rata-rata untuk jangka waktu tertentu.

Flowmeters elektromagnetik. Prinsip flowmeter adalah menggunakan fenomena induksi elektromagnetik. Perangkat ini terdiri dari unit utama yang terintegrasi dalam pipa, dan pemancar pengukur serta unit penunjuk. Blok primer menciptakan medan magnet di sepanjang kontur pipa sepanjang aliran cairan bergerak. Sebagai hasil dari perubahan laju aliran rata-rata (laju aliran), emf (gaya gerak listrik) dari perubahan induksi. Nilai EMF induksi diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai dengan laju aliran tertentu dari cairan. Sinyal listrik dalam μA ditransmisikan ke unit pengukuran yang menunjukkan laju aliran arus.

Pembacaan instrumen independen dari kepadatan, viskositas cairan, kehadiran padatan tersuspensi dalam aliran, tekanan dalam pipa.

Turbine flowmeters (meter). Turbin aksial dibangun ke dalam tubuh flowmeter. Aliran air melewati pipa, di mana flowmeter terintegrasi, mentransfer energi kinetik ke impeller impeller. Sebagai hasil dari transfer energi, roda berputar dengan kecepatan sudut tertentu. Kecepatan rotasi poros roda turbin sesuai dengan laju aliran cairan dalam pipa. Rotasi roda turbin melalui cacing gigi, yang terletak di tubuh, ditransfer ke perangkat penghitungan. Alat penghitung, yang terletak di luar perumahan, memperbaiki aliran untuk interval waktu (jam, hari, bulan). Flowmeters jenis ini dirancang untuk mengukur aliran air bersih.

Tachometer flowmeters. Tachometer flowmeters dapat dilengkapi dengan konverter tangensial atau sekrup. Transduser tangensial memiliki ruang berputar fluida. Aliran, melewati ruang, memperoleh gerakan sekrup. Di ruang ada bola, yang, karena gaya sentrifugal, ditekan ke permukaan luar ruangan selama gerakan sekrup dari aliran ketika berotasi relatif terhadap sumbu. Frekuensi rotasi bola sebanding dengan laju aliran cairan. Flowmeter dilengkapi dengan konverter induksi magnetik yang mengubah kecepatan sudut bola menjadi sinyal listrik. Sinyal masuk ke unit pengukur dan penunjuk, yang memperbaiki aliran cairan.

Dengan konverter sekrup, berputar-putar aliran fluida mengalir terjadi ketika pisau auger mengalir. Sebagai hasil dari gerakan heliks cairan, bola memperoleh gerakan rotasi relatif terhadap sumbu aliran. Kecepatan sudut putarannya sesuai dengan laju aliran cairan.

Pengukur aliran dirancang untuk mengukur biaya cairan non-agresif dan bersih, tanpa kehadiran partikel tersuspensi.

Flowmeters ultrasonik. Prinsip operasi flowmeters tersebut adalah untuk memperbaiki gelombang ultrasonik dalam aliran cairan. Flowmeters secara fundamental berbeda tergantung pada metode propagasi dari sinar ultrasonik. Satu jenis didasarkan pada penentuan oleh aliran pembongkaran dari sinar ultrasonik yang diarahkan secara normal ke sumbu cairan yang bergerak. Tipe lain dari flowmeter didasarkan pada pengukuran kecepatan pulsa ultrasonik dalam arah aliran cairan dan melawannya.

Flowmeters ultrasonik dapat portabel atau stasioner. Flowmeter termasuk sensor yang memancarkan gelombang ultrasonik, merekam perangkat dengan pengatur waktu.

Sensor dipasang langsung pada bagian persegi panjang dari pipa yang berhadapan satu sama lain. Bagian persegi panjang harus memiliki panjang yang sama dengan diameter pipa. Sensor terhubung ke perangkat perekaman portabel atau stasioner. Perangkat yang mendaftar memperbaiki aliran, dan jika ada pengatur waktu - aliran untuk jangka waktu tertentu.

Keuntungan utama dari flowmeter adalah kemungkinan pengukuran non-kontak laju alir dari setiap cairan dengan akurasi tinggi dalam saluran pipa dengan diameter lulus bersyarat dari 30 hingga 1600 mm. Kesalahan pengukuran adalah.

Pengukuran aliran udara

Perangkat untuk mengukur parameter aliran udara dalam sistem ventilasi dan cerobong asap

Saat mengendalikan pengoperasian peralatan pemanas dan menyesuaikan sistem ventilasi, muncul pertanyaan: perangkat mana yang digunakan untuk mengukur saluran udara (flues) parameter aliran udara seperti kecepatan dan aliran volume?

Sejumlah besar instrumen berada di pasaran: anemometer baling-baling dengan diameter impeller yang berbeda, termo-anemometer, manometer diferensial dengan berbagai tabung (tekanan) pegas, instrumen gabungan dan sebagainya. Pilihan instrumen tergantung pada di mana pengukuran dilakukan - di kisi ventilasi atau langsung di saluran (saluran gas), apa kisaran kecepatan, suhu, dustiness. Dalam artikel ini, perbedaan utama antara instrumen diberikan, dan tips diberikan pada pilihan instrumen tergantung pada tugas penginstal. Karakteristik teknis dari perangkat yang tercantum dalam artikel diindikasikan sekitar, karena ada banyak model dengan parameter yang berbeda.

Fitur desain perangkat

Pada Gambar. 1 menunjukkan berbagai instrumen untuk mengukur parameter aliran udara misalnya salah satu produsen dalam urutan yang tercantum: anemometer, baling-baling anemometer, alat pengukur tekanan diferensial, pneumometric tabung perangkat dikombinasikan dengan probe dpt menyalurkan untuk menentukan laju aliran volumetrik.

Catatan: Fungsi rata-rata, perhitungan aliran volumetrik, dan dalam kasus difometer dan fungsi perhitungan kecepatan, dapat dimasukkan ke dalam instrumen atau tidak ada.

Catatan: Pengukur tekanan diferensial sering lebih dapat diandalkan dan perangkat yang terjangkau daripada anemometer.

Fig. 1. Perangkat uji

Perangkat gabungan (multifungsi) - seperangkat perangkat yang tercantum dalam tabel di atas. Ini adalah unit pengukur dengan kemampuan untuk menghubungkan berbagai probe: tabung pneumatik, probe-impeler, thermo-anemometers, probe kecepatan, probe suhu dan kelembaban, dll.

Corong digunakan bersama dengan anemometer untuk mengukur aliran volumetrik pada kisi ventilasi dan diffusers. Dengan corong, proses pengukuran menjadi lebih sederhana dan lebih akurat, karena satu pengukuran dilakukan, dan tidak beberapa dalam hal bekerja hanya dengan anemometer, diikuti dengan rata-rata hasil. Perlu bahwa corong sepenuhnya menutupi grate (diffuser), yaitu ukuran dan bentuk corong harus sesuai dengan ukuran dan bentuk grill (diffuser). Saat menggunakan corong di perangkat, koefisiennya diperkenalkan, jadi seringkali anemometer hanya dapat digunakan oleh perusahaan yang memproduksi corong.

Catatan: Ketika tugas penginstal terdiri dari mengukur beberapa parameter (misalnya, tekanan, kecepatan, kelembaban, suhu), paling nyaman untuk menggunakan instrumen gabungan, tetapi tidak selalu lebih murah daripada membeli diffometer, anemometer, hygrometer, dll secara terpisah.

Batasan penggunaan perangkat.

Dianjurkan untuk menggunakan thermo-anemometers dan tabung Pitot untuk pengukuran dalam aliran udara dengan kandungan debu yang tinggi, dan anemometer termal juga dalam aliran berkecepatan tinggi (lebih dari 20 m / s). Dalam pipa lubang pitot, merasakan tekanan penuh, berdiameter kecil, dan bisa menyumbat. Dan di thermoanemometer, elemen sensitif bisa robek - "string panas". Kandungan debu yang tinggi dapat, misalnya, dalam produksi semen, tepung, gula, dalam metalurgi, ketika menyesuaikan sistem ventilasi selama konstruksi, dll.

Tidak diinginkan untuk menggunakan instrumen di luar rentang suhu operasi untuk unit pengukur dan probe. Pada suhu tinggi, kami merekomendasikan menggunakan tabung baja tahan karat pneumatik atau impeler suhu tinggi yang terbuat dari paduan khusus, daripada probe kecepatan yang dibuat dengan elemen plastik. Misalnya, ketika mengukur dalam gas flues, di mana suhu tinggi yang paling sering berlaku.

Ketika melakukan pengukuran perlu bahwa elemen sensor probe diarahkan ketat terhadap aliran udara. Jika penyimpangan dari sumbu ini meningkatkan kesalahan pengukuran, semakin besar sudut deviasi, semakin besar kesalahan.

Pengukuran kecepatan aliran dan aliran volume pada ventilasi parut.

Anemometer atau termo-anemometer apapun dapat digunakan untuk pengukuran, tetapi pengukuran akan lebih cepat, lebih akurat dan akurat jika anemometer dengan impeler berdiameter besar D = 60-100 mm digunakan sejak dalam hal ini, diameter impeler akan sebanding dengan dimensi kisi. Untuk menyederhanakan pengukuran dan mengurangi kesalahan, Anda dapat menggunakan corong dengan instrumen. Jika diperlukan untuk melakukan pengukuran di tempat-tempat yang sulit dijangkau (misalnya, di bawah langit-langit), Anda dapat menggunakan probe teleskopik atau probe dengan ekstensi.

Anemometer dengan impeler berdiameter besar D = 60-100 mm adalah instrumen yang paling sesuai, karena jumlah minimum pengukuran dilakukan dengannya, yang memberikan hasil yang lebih akurat dan waktu minimum yang dihabiskan.

Anemometer dengan impeler berdiameter kecil D = 16-25 mm dan termoanemometer. Ketika menggunakan instrumen ini, pengukuran lebih perlu dibuat daripada menggunakan anemometer dengan impeler berdiameter besar. Ini membutuhkan waktu lebih lama, dan juga mengurangi keakuratan pengukuran, karena probabilitas penyimpangan dari sumbu pengukuran meningkat dengan setiap pengukuran.

Ketika menggunakan salah satu perangkat di atas, diharapkan memiliki fungsi penghitungan aliran volume, serta rata-rata dari waktu ke waktu dan jumlah pengukuran. Jika tidak, Anda harus menghitung sendiri nilai-nilai ini. Untuk memulainya, perlu untuk mengukur kecepatan aliran pada beberapa titik yang didistribusikan sepanjang grid, misalnya, seperti ditunjukkan pada Gambar. 2, lalu hitung kecepatan rata-rata sesuai dengan rumus:

di mana v i [m / s] adalah nilai kecepatan dari satu pengukuran, n adalah jumlah pengukuran, dan darinya nilai aliran volume sudah diperoleh:

Q = v ср x F x 3600 [m 3 / h], di mana v ср [m / s] adalah kecepatan aliran rata-rata, F [m 2] adalah area cross-sectional pada area terukur (kisi).

Anemometer dengan fungsi perhitungan dan rata-rata memfasilitasi pekerjaan penginstal - mereka mengotomatiskan proses penghitungan nilai-nilai parameter aliran udara, meskipun pengukuran pada bagian poin masih harus dibuat, dan juga area penampang dimasukkan ke dalam perangkat.

Fig. 2. Distribusi titik pengukuran dalam penampang persegi panjang dan melingkar dari saluran udara (grid) menurut GOST 12.3.018-79.

Corong dan aksesoris lainnya. Saat menggunakan perangkat dengan corong, tidak perlu melakukan beberapa pengukuran, yang memberikan hasil pengukuran yang lebih akurat dan menghemat waktu. Hanya ada satu pengukuran. Dalam kasus diffuser tanpa corong, sangat sulit untuk dilakukan sama sekali. Setelah memasang corong dengan anemometer pada kisi-kisi ventilasi (diffuser), seperti ditunjukkan pada Gambar. 3, aliran udara seragam akan diarahkan langsung pada elemen sensor perangkat, sehingga kecepatan rata-rata akan diukur. Anemometer dengan fungsi perhitungan aliran volumetrik menampilkannya secara otomatis. Perlu dicatat bahwa setiap corong memiliki faktor konversinya sendiri, yang harus diperkenalkan terlebih dahulu ke dalam perangkat. Jika perangkat tidak menghitung aliran volumetrik, maka dapat dihitung secara terpisah dengan rumus:

Q = K pada x v cp [m 3 / h], di mana v cp [m / s] adalah kecepatan aliran rata-rata, K c adalah koefisien corong.

Terkadang pengukuran harus dilakukan di tempat-tempat yang sulit dijangkau, ketika kisi-kisi berada di langit-langit atau tepat di bawah langit-langit. Dalam kasus ini, untuk menghindari penggunaan tangga, Anda dapat menggunakan probe dengan gagang teleskopik atau probe ekstensi.

Fig. 3. Memasang corong di atas kisi ventilasi

Pengukuran kecepatan aliran dan aliran volume langsung di saluran (flue).

Sebelum bekerja, Anda perlu memastikan bahwa ada pembukaan di dinding saluran, diameter yang sesuai dengan diameter probe pengukur. Lubang ini harus berada di bagian saluran yang lurus, karena dalam hal ini aliran udara secara maksimal homogen. Bagian lurus harus setidaknya lima kali diameter saluran. Titik pengukuran dipilih dengan kondisi bahwa itu harus menjadi jarak yang sama dengan tiga diameter saluran, dan setelah itu - dua diameter.

Untuk pengukuran kami menggunakan thermoanemometers, vane anemometers dengan diameter impeller kecil D = 16-25 mm dan pengukur tekanan diferensial dengan tabung pneumatik. Jika ada kecepatan rendah (80 ° C) di saluran, impeler suhu tinggi digunakan.

Pengukuran dilakukan pada titik yang sama seperti dalam kasus kisi-kisi ventilasi. Susunan perkiraan titik pengukuran ditunjukkan pada Gambar. 2

Bila menggunakan anemometers tergantung pada apakah fungsi perangkat untuk menghitung tingkat volumetrik aliran dan fungsi waktu rata-rata, dan jumlah pengukuran yang diperlukan nilai-nilai kecepatan rata-rata dan menghitung perangkat aliran volumetrik atau dihitung secara independen oleh rumus di atas.

Pengukur tekanan diferensial dengan tabung pneumatik digunakan pada suhu tinggi (> 80 ° C) dan / atau kecepatan lebih dari 2 m / detik. Perangkat dapat secara kondisional dibagi menjadi dua kelompok: satu hanya mengukur penurunan tekanan (kepala dinamis), yang lain masih memiliki fungsi rata-rata dan menghitung laju aliran dan aliran volume. Kami menarik perhatian pada fakta bahwa tabung pneumatik, serta corong, memiliki koefisien yang juga harus dimasukkan awal ke dalam perangkat. Selain itu, perangkat juga perlu memasuki area penampang saluran dan suhu aliran. Anda dapat menggunakan pengukur tekanan diferensial dengan saluran input suhu otomatis dan tabung pneumatik dengan termokopel bawaan untuk menyederhanakan perhitungan. Hal ini tidak dianjurkan untuk menggunakan tabung Pitot pneumatik dalam aliran berdebu, dalam hal ini lebih baik untuk mengukur dengan string panas.

Pengukuran dilakukan pada titik yang sama seperti dalam kasus kisi-kisi ventilasi. Susunan perkiraan titik pengukuran ditunjukkan pada Gambar. 2

Untuk difometer dari kelompok pertama, yang tidak memiliki fungsi menghitung laju alir dan aliran volume (misalnya, DMC-01O), formula yang disederhanakan untuk menghitung nilai yang diperlukan diberikan di bawah ini. Untuk formula yang tepat dengan perhitungan kepadatan medium dalam kasus umum, lihat GOST 17.2.4.06-90.

Kepala dinamis, diukur oleh perangkat:

Pd = Pt - Ps [Pa atau mm Hg water], di mana Pt adalah tekanan total, Ps adalah tekanan statis.

Laju alir pada titik pengukuran:

- untuk Pd i dalam [Pa] dan

- untuk Pd i dalam [mm Hg water],

di mana Pd i adalah kepala dinamis pada titik pengukuran, T p [° C] adalah suhu

Km adalah koefisien tabung pneumatik.

Laju alir rata-rata:

- dimana v i [m / s] adalah nilai kecepatan dari satu pengukuran, n adalah jumlah pengukuran.

Q = v ср x F x 3600 [m 3 / h], di mana v ср [m / s] adalah kecepatan aliran rata-rata, F [m 2] adalah luas penampang pada bagian yang diukur.

Diagram blok dari pemilihan instrumen.

World of Instruments secara profesional terlibat dalam instrumen untuk mengukur parameter aliran udara: pengiriman, penjualan, verifikasi, perbaikan. Kami siap memberi saran dan bantuan dalam memilih perangkat. Tetapi dari perangkat yang disajikan di pasar, saya ingin menyoroti yang paling populer berdasarkan penjualan. Menurut pendapat banyak pelanggan kami, perangkat ini sangat bagus dalam hal harga / kualitas.