12. KÜLÖNLEGES ÁRAMLÁSMÉRİK

Átírás

1 12. KÜLÖNLEGES ÁRAMLÁSMÉRİK 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 12.2. 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 12.3. 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 12.4. Örvényhagyó (Vorex) áramlásmérık Alkalmazási példák Mérési elv Sr f d v Re v d ν v d Sr f

23

24

25

26

27

28 ELİNYÖK: A sőrőségnek és kinemaikai viszkoziásnak közvelen haása nincs Széles skálájú lineariás, függelenül a sőrőségıl, kinemaikai viszkoziásól, és nyomásól Mérsékel beruházási kölségek Gyors dinamikus válasz Mérsékel hiba (1 % ala) Paraméerek idıbeli sabiliása Kis nyomásesés A mérési elv függelen a hımérsékleıl. A hımérésklee a szenzorok limiálják. Szokásos aromány: C.

29 KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Reynolds-szám korlá a hiba mérséklésére: kb Ha nincs örvényleválás, nincs mérés Egyfázisú áramlás szükséges. Többfázisú közeg: gondok a szennyezıdéssel, örvényképzıdéssel, az örvénykelı elem kopásával Nincs mérés, ha a kereszmesze nincs eljesen kiölve közeggel Fokozo hiba, ha a mérıszakasz elı és uán nincs szavaolva kellı hosszúságú zavaralan egyenes csıszakasz Függés a sebességprofilól belépı belép oldali egyenirányíók alkalmazása a profil egyenleesíésére Az örvénykelı elem kaviációs eróziójának veszélye kellı belépı oldali nyomás szükséges Nem alkalmazhaó nagy viszkoziású közegben (nincs örvényleválás) Nem alkalmazhaó pulzáló áramlásra Kb. 10 mm csıámérı-limi