7. KÜLÖNLEGES ÁRAMLÁSMÉRİK

Átírás

1 7. KÜLÖNLEGES ÁRAMLÁSMÉRİK 7.1. Ulrahangos áramlásmérık Alkalmazási példa Mőködési elvek f1 f2 = 2 v f1 cosθ a f1 f2 << 1 f 1 q V = va Doppler elv

2 a A = a + a B v = = 1 L v cosθ a v cosθ L v dl a A = a + v cosθ = a B = a v cosθ = L A L B Áhaladási idı-különbség (Transi ime difference) elve

3 ( ) = = = = B A A B B A A B B A L L L L L v 1 2cos 1 2cos 1 1 cos 2 θ θ θ ( ) ( ) θ cosθ 2 2cos 1 2 L a a a L A B B A A B = q V = va

4 v = L 1 2cos θ A 1 * A = L 2cosθ ( f f *) A A q V = va Frekvenciaköveéses (Frequency racking, Sing around ) elv

5

6 Acélipari alkalmazás (revésvíz mérése)

7 ELİNYÖK: Érinésmenes Nincs nyomásesés Hosszú élearam Uólagosan beépíheı A mérési elv függelen a közegsőrőségıl

8 KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: A relaív mérési hiba nagyságrendje néhány (1 2) % vagy még öbb alkalmi kalibráció Nagy hımérsékleő közeggel érinkezve (kb. 200 C fele), a piezoelekromos elemek rendszerin nem üzemelnek megfelelıen A közeg akuszikai áláhaósága szükséges A mérési eredmények hıfokfüggése Sing around concepció Többfázisú áramlásban az akuszikai jel abszorbeálódha romló jel/zaj viszony kereszkorrelációs echnikák A szennyezıdés méréke haározza meg az alkalmazandó echniká. Erısen szennyeze közeg nem mérheı. Érzékeny a geomeriai beállíásokra (L és θ) Az álagsebessége nem a eljes kereszmeszeben, hanem lineáris pálya menén haározza meg fokozo mérési bizonyalanság, érzékenység a sebességprofilra, azaz nem hajhaóak végre megbízhaó mérések pl. közvelenül könyökök vagy szelepek mögö Bevona a szenzorokon romló jel/zaj viszony A hiba fokozódik, ha a kereszmesze nincs eljesen kiölve közeggel. Szabad felszín eseén meg is hiúsulha a mérés (akuszikai hullámok szóródása)

9 ESETTANULMÁNY: gázkú modellezése AMESim modell: Elıír érfogaáram Minavéelezı PI szabályzó Fogyaszó Gázkú Csıvezeék Áramlásmérı Szabályzószelep

10 Hidrádugók (fagyo ásványoka és vize aralmazó szilárd esek) haladnak végig a csıvezeékben: mérési problémák

11 A PI szabályzó állíásával nı ugyan a szabályzás reakcióideje, de érzékelenebb lesz a mérési anomáliákra

12 7.2. Magneo-indukív (magneo-hidrodinamikus, MHD) áramlásmérık Alkalmazási példák Mérési elv és kiviel u = B L v Faraday effekus udπ q V = 4B

13 2 fı egység: mérıáalakíó, villamos jelfeldolgozó Vákuumra álalában érzékeny; de mechanikai és vegyi igénybevéeleknek ellenáll Karimás (16 bar) és szendvics (2 karima közé ászokcsavarral) kivielek Vízálló kiviel leheséges

14

15 ELİNYÖK: Ado vezeıképességi limi fele a mérési elv NEM függ a közeg vezeıképességéıl Insacionárius áramlások mérése is A mérési elv függelen a közegnyomásól, sőrőségıl, hımérsékleıl, kinemaikai viszkoziásól Minimális függés a sebességprofilól erısen zavar áramlások mérése Mérsékel helyigény, eszıleges mérıszakasz-helymegválaszás. 3 5 D zavaralan egyenes szakasz elıe és uána a mérési bizonyalanság korláozására ( áfolyó mérıperem) Nincs nyomásveszeség, érinésmenes Nagy, szavaol ponosság (relaív hiba %) Nagyfokú lineariás, dinamikus haások eseén is Sabil belsı paraméerek, nem kell kalibrálni Könnyen iszíhaó Alacsony karbanarási kölség

16 KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Elekromos vezeıképesség szükséges csak cseppfolyós közegek, kivéve perolkémiai ermékeke (olaj, gázolaj, sb.) Vezeıképes bevona (szennyezıdés) a csıfalon csökken feszülség romló jel/zaj viszony. Szennyezıdés elávolíása: fokozo érfogaárammal ámosás, vagy beépíe elekroliikus iszíórendszer Szigeelı bevona az elekródákon romló jel/zaj viszony. Az elekródák öniszíóak (besímulnak a falba). Tiszíás: fokozo érfogaárammal, vagy cserélheıség. Levegı vagy egyéb gázok jelenlée X % érfogahányadban a mérési hiba kb X % növekedése. Ha a kereszmesze nincs kiölve, kiölelensége X % felülehányad a mérési hiba kb X % növekedése. Az elekródák élearamá a közeg nyomása és hımérséklee haározza meg. Zérus érfogaáram közelében fokozo hiba

17 7.3. Kapaciív kereszkorrelációs echnika Alkalmazási példák Elv és kiviel v d = τ m

18

19

20 ELİNYÖK: Saiszikai módszer, a mérési hibák mérséklése Kéfázisú közegek Nincs hıfokfüggés Érinésmenes

21 KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Fokozo helyigény. Minimális ávolság az elekródák közö: szenzormére, részecskemére, minavéelezési frekvencia, megköveel ponosság. Mérsékel üzemi apaszalaok Magas beruházási kölségek Zérus érfogaáram közelében nem alkalmas

22 7.4. Coriolis áramlásmérık Alkalmazási példák Mérési elv és kivielek F C = m 2v ω m ~ ρa F C ~ ρ Av ω F C ~ q m ω

23

24

25 Az U (vagy Dela) elrendezés elınyei: Fokozo csıdeformáció mérheıség Korláok / hárányok: Kis sajáfrekvencia (~ 100 Hz) Korláozo idıbeli felbonás Fokozo helyigény Fokozo nyomásesés Mérsékel viszkoziásra

26 Lineáris elrendezés: elınyök az elıbbiekkel szemben

27

28 ELİNYÖK: A ömegáram közvelen mérése Sőrőségmérésre is alkalmas Egyszerő csıelrendezés, mérsékel helyigény leheséges Az elv nem függ a viszkoziásól Bizonyos korláok közö öbbfázisú áramlások Nem függ a sebességprofilól Nagy ponosság (~ 1 % a leolvaso ömegáram bizonyalansága)

29 KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Cseppfolyós közegek Viszonylag kölséges Rezgésérzékenység fokozo kölségekkel megoldhaó Gázbuborékok gyengíik a rezgés Gázdugók eseén nincs mérés Szilárd részecskék: a csı kopaása Kaviációs veszély Részleges kiölöség eseén nincs mérés Magasabb hımérsékleekre nem