Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 8.18.1.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 8.18.1."— Transkript prezentace:

1 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/

2 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Další pokračování o principech měření …………

3 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Průtok je určen střední rychlostí proudu v potrubí o známém prů- měru (a tedy průřezu). Bere se střední „vlákno“ proudu. Základní veličinou při měření průtoku kapalin, plynů i par je objemové množství: V = m / ρ = m * V 0 kde:m … hmotnost ρ … měrná hustota, která je funkcí teploty a tlaku (!).

4 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Další veličinou je průtočné množství:objemové Q = V / t = S * v kde:t … čas průtoku S … průřez potrubí v … okamžitá průtočná rychlosttíhové G = (V * ρ) / t = S * v * γ kde:γ … měrná tíha

5 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok hmotové M = (V * ρ) / t = S * v * ρ kde:M … měrná tíha

6 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Okamžitý (dynamický) průtok je dán diferenciálním vztahem vyjadřujícím jeho časovou závislost: Q = dV / dt Objem, který protekl za určitý čas –v intervalu – je dán určitým integrálem s hranicemi = hodnotám intervalu: V =  t1 t2 (Q * dt) Při laminárním proudění se částice pohybují po drahách, které se navzájem nekříží a je tudíž nejrychlejší. Naopak při turbulentním proudění se dráhy kříží a proud se zpo- maluje.

7 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Reynoldsovo číslo určuje druh proudění, udává se pro potrubí da- ného průměru a kapalinu či plyn o dané kinematické viskozitě ν. Tzv. „kritické“ Reynoldsovo číslo Re = 2300 udává bod zvratu mezi laminárním a turbulentním. Hodnotu Reynoldsova čísla lze vypočíst ze vztahu: Re = (D * c) / v kde:c... je střední rychlost proudění D... je průměr potrubí [m] ν … je kinematická viskozita daná vztahem ν =  / ρ kde  … je dynamická viskozita.

8 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Při určování druhu a typu proudění – a odpovídající použité měřicí metody – s cílem zajistit, že výsledek nebude zatížen (zbytečnou) chybou, je potřeba znát a určit: •druh a vlastnosti měřeného média (plynu či kapaliny) •jaký vliv bude nebo může mít médium na materiál snímače •zda je měření nutno provádět jen v určitém časovém okamžiku, opakovaně nebo sledovat hodnotu průběž- ně (opět zda krátkodobě nebo dlouhodobě) •…….

9 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok •jaké potrubí má zpětný vliv na mechaniku a proudění média • zda nejsou speciální požadavky na polohu měřicího místa (měřicího potrubí) • jaké jsou požadavky na přesnost a opakovatelnost měření a získaného údaje • zda nejsou nějaká omezení předem vylučující použití určitých měřicích principů a metod

10 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače - rychlostní lopatkové – jedno nebo více vtokové – počet otáček je přímo úměr- ný střední rychlosti proudění média (obvykle kapaliny) – nehodí se pro media s vyšší viskozitou – nebývají moc přesné (nad 2 %) šroubové (turbinové) – jeden nebo dva rotory – u dvourotorového provedení jsou rotory pružně spojeny (protože jeden z nich je br- zděn) a jsou nezávisle uloženy – jsou vhodné pro potrubí až do průměru 1 m, tlaky až do 250 MPa a teploty média až 700 o C – jsou přesné (pod 1 %), ale cena je vysoká s rotující kuličkou – používají se hlavně v hydraulických systé- mech a jako „spotřeboměry“ – vhodné pro průtoky od 1 do – přesnost ± 2%

11 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – s deformačním členem Provedení deformačního členu: membrána jednostranně vetknutý nosník (trámek) pevné šroubové kolo jiný deformační člen

12 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – průřezové Se změnou průřezu potrubí vložením dýzy, clony apod. Mnohé mají jen malý měřicí rozsah. Výstupem většinou bývá informace o tlakové diferenci (čili o roz- dílu dvou měřených tlaků). Uspořádání snímačů (čidel): se clonou s dvojitou clonou se segmentovou clonou …..

13 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – průřezové Průřezový sn í mač Jsou založeny na změně proudu média změnou průřezu v potrubí. Změna průřezu může být jedno- duchá nebo více- násobná.  d d  D D p1p1 p2p2 v ∆p ∆p 2 p1p1 p2p2

14 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – rychlostní s dýzou obecného tvaru Venturiho dýza Pitot – Venturiho snímač (nejlepší a nejznámější) laminární vícevrstvý válcový kolenový smyčkový s pomocnou cirkulací měřeného média gyroskopický

15 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – tepelné Nejznámější provedení: kalorimetrické anemometrické (vhodné zejména pro plyny a vyšší rych- losti proudění) se škrticím členem – rozdílem rychlostí na něm vzniká mě-řitelný tepelný spád

16 Nejznámější provedení – zejména pro potrubí větších průměrů – neobsahují žádnou pohyblivou část, takže mají minimální nároky na údržbu: T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – ultrazvukové kontaktní bezkontaktní

17 Nejznámější provedení – zejména pro potrubí větších průměrů – neobsahují žádnou pohyblivou část, takže mají minimální nároky na údržbu: T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – ultrazvukové vysilač  vysilač 1 přijímač 1 přijímač 2 vysilač 2 přijímač 1 přijímač 2 vysilačpřijímač  v

18 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – indukční Jednoduchý princip i realizace – vhodné pouze pro elektricky vodivé kapaliny (hl. tekuté kovy): s elektrodami bez elektrod

19 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – indukční Jednoduchý princip i realizace – vhodné pouze pro elektricky vodivé kapaliny (hl. tekuté kovy): S J Ф napětí U W - úměrné rychlosti proudění S J snímací elektrody proudící kapalina – rychl. w – σ ≥ 1 [μS/cm] potrubí fiktivní vlákna proudící kapaliny Ф

20 T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – průtok Snímače – fluidikové Velmi jednoduché – jsou malé a mají vysokou přesnost. Založeny na sledování změny frekvence proudem média. Vzhledem k malým rozměrům jsou vhodné pro robotické systémy. Nejmladší a dnes velice propracované. Provedení: využívající precese osového víru využívající vírové stezky za přepážkou oscilační

21 T- MaR © VR - ZS 2010/2011 … a to by bylo k informacím o měření průtoku (skoro) vše

22 T- MaR © VR - ZS 2009/2010 Témata


Stáhnout ppt "Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 8.18.1."

Podobné prezentace


Reklamy Google