Метод измерения расхода по разности уровней основан на преобразовании потенциальной энергии положения уровня контролируемой среды в кинетическую энергию потока.
Пневматические методы основаны на обтекании потоком тел специальной формы. В различных точках поверхности тела возникают перепады давления.
Для высокоскоростных потоков (разреженных газов) применяют также метод местной ионизации газапри помощи импульсных электронных пучков, метод искрового разряда для визуализации поля скоростей. При этом, если интервалы времени между разрядами меньше времени деионизации газа, то возникает последовательность светящихся плазменных нитей.
Для измерения скорости потока используют также датчики ионизирующего излучения.
.files/image848.jpg)
Рис.8.21 Схема ионизационного расходомера с а-излучателем:
1 — электрод-приемник; 2 — электрод-излучатель.
Ядерно-магнитный метод измерения расхода. Атомное ядро, как волчок, обладает собственным магнитным моментом, направленным вдоль оси его вращения. При наличии внешнего постоянного магнитного поля ядра совершают прецессионное движение, причем одинаковые ядра обладают равными частотами прецессии, величина которых пропорциональна напряженности магнитного поля. При наложении на постоянное магнитное поле перпендикулярно направленного переменного магнитного поля, частота которого равна резонансной ядерной частоте, картина меняется. Прецессионное движение ядер синхронизируется до полного совпадения фаз. При этом процесс синхронизации требует определенных энергетических затрат, которые могут быть обнаружены по возрастанию тока в цепи. Величина энергетических затрат зависит от расхода контролируемой среды и, таким образом, служит его мерой.
Поршневые сенсоры.Известным видом механических чувствительных элементов, в которых первичный сигнал появляется в форме линейного перемещения, являются поршни. Принцип действия поршня показан на рис. а. На одной стороне подвижного поршня в герметически закрытой части цилиндра находится газ, а с другой стороны – среда, в которой измеряется давление. Это может быть тоже газ или жидкость. Когда измеряемое давление возрастает, подвижный поршень перемещается, сжимая газ в закрытой части цилиндра до тех пор, пока его давление не уравняется с внешним. Когда измеряемое давление уменьшается, то поршень перемещается в противоположном направлении до достижения нового состояния равновесия. А движение поршня приводит в действие механизм отсчета давления.
На рис.б показан один из поршневых манометров, в котором движение поршня механически превращается в поворот стрелки. Связь поршня с узлом отсчета не обязательно должна быть механической, а может быть, например, магнитной или оптической.
На рис. в показан пример другого поршневого сенсора, предназначенного для контроля и регулирования потока жидкости. В нем подвижный поршень с одной стороны контактирует с жидкостью, поток которой измеряется, а с другой стороны прикреплен к пружине. Если жидкость течет, то по известному закону Бернулли давление в ней уменьшается, что вынуждает поршень несколько смещаться в сторону жидкости. Смещение это тем значительней, чем быстрее поток жидкости. Когда поток жидкости уменьшается, пружина оттягивает поршень назад. Линейные перемещения поршня фиксируются в данном случае с помощью небольшого магнита и датчиков Холла. Сенсор нечувствителен к загрязнениям и к вязкости жидкости. Он может измерять поток жидкости (воды, масла, керосина и т.п.) в диапазоне от 0,4 л/мин до 60 л/мин с точностью до 3%. Небольшая электронная схема, герметически отделенная от гидравлического узла, обеспечивает быструю реакцию на изменения скорости потока. Имеется возможность выдачи аналогового сигнала и сигналов выхода измеренных значений потока за установленные пользователем пределы, отображения величины потока на светодиодном индикаторе.
.files/image849.jpg)
Рис. Поршневые сенсоры
