Ультразвуковые расходомеры.

Принцип действия основан на зависимости скорости звука в жидкости от скорости ее движения.

И – источники (излучатели)

П – пьезоэлементы (приемники)

У – усилители

Г – генератор

Возможны два режима генератора – импульсный и непрерывный. При импульсном измеряется временной сдвиг у П₁ и П₂. При непрерывном измеряется фазовый сдвиг.

(вдоль потока)

(против потока)

Недостаток: зависимость скорости звука в неподвижной жидкости (влияние свойств жидкости).

Для устранения зависимости показаний от С в неподвижной жидкости используют частотно-пакетный метод.

М– модуляторы

Т – период повторения пакетных импульсов

- по потоку

- против потока

Класс точности 0,5.

Вихревые расходомеры.

Вихревыми называются расходомеры, основанные на изменении частоты колебаний вихрей, возникающих при обтекании потоком какого-либо тела.

Т – период вихреобразования

U – скорость вихря

Впервые частота вихревого звука была исследована Струхалем на примере звучания струны в потоке воздуха и введен критерий Струхаля: Sh

S – площадь поперечного сечения трубы

Всовременных расходомерах используют треугольные призмы.

В таких расходомерах предусмотрены меры для борьбы с акустическими помехами, которые возникают при вибрации трубы, работе насоса.

Акустические помехи действуют в фазе на выходной сигнал, поэтому при использовании двух каналов они вычитаются, а вихревые частоты находятся в противофазе.

Массовые расходомеры. Кориолисовый расходомер.

Использует ускорение Кориолиса воды при сложном движении (вращательное + поступательное движение).

Ускорение Кориолиса направлено перпендикулярно плоскости, проходящей через вектора и, в ту сторону, откуда кратчайшее совмещениеипроисходит против часовой стрелки.

- сила инерции Кориолиса.

Трубка совершает колебания, которые можно принять за часть вращательного движения. Кроме того еще есть крутильные колебания.

- изгибающий момент

S – внутреннее сечение трубы

W – перемещение точек трубы

R_X – уравнение упругой линии

- круговая частота колебаний трубы

А – амплитуда колебаний

; С – жесткость трубок при кручении

- линейная скорость

Временной сдвиг является выходным значением.

Класс точности 0,15 0,25%

Достоинство – дает сигнал о движущейся массе.

Недостаток – петля может засоряться.

Измерение температур.

Температура – самый распространенный параметр измерения.

Температура – параметр теплового состояния, характеризующийся средней кинетической энергией поступательного движения молекул.

Для разреженного пространства температура определяется мощностью потоков лучистой энергии, пронизывающих тело.

Первые термометры появились в 16 веке (Галилей) и были водяными..

Отто фон Герик создал термометр.

Ньютон сделал свою 12-ти градусную шкалу.

Реамюр – шкала 80 делений (т.к он заполнял термометр спиртом, а спирт расширяется на 0,0008 от температуры плавления льда, до кипения воды).

1847 г. – Фаренгейт (0F = -18С, до точки плавления льда – 32 деления).

Цельсий сначала принял за ноль температуру кипения воду, а затем перевернул.

Недостаток этих шкал: шкала зависит от свойств вещества, которым заполняется термометр.

Впервые термодинамическая шкала была предложена Кельвином.

ВОснову был положен термодинамический цикл Карно идеальной тепловой машины.

bc и da – адиабаты.

ab и cd – изотермы.

- работа.

Карно доказал, что КПД такой машины не зависит от свойств рабочего вещества и определяется температурами нагревателя и холодильника.

и т.д.

Впервые этот цикл был осуществлен от 0 до 100С.

Возможность осуществления такой шкалы появилась с открытием газовых законов, на основе которых были созданы газовые термометры.

- коэффициент объемного расширения.

По мере уменьшения температуры давление убывает, поэотму можно определить такое значение, при котором=0 =>

термодинамическая шкала неудобна при воспроизведении, поэтому имеются ее усовершенствования.

МТШ27 – температурная шкала 27г., построена на шести реперных точках, значения температур которых определялись в разных странах газовыми термометрами. В промежутках между точками шкалы температуры воспроизводились с помощью эталонов: платиновый преобразователь температуры, платинородиевая-платиновая термопара, пирометр излучения.

МПТШ-48 (международная практическая температурная шкала) – вместо температуры плавления льда ввели тройную точку воды, которая лежит на 0,01С выше точки плавления льда.

МПТШ-68 – охватывала больший температурный интервал от 13,81 до 6300К (13,81 – тройная точка водорода).

МТШ-90 – тот же интервал, но другие, более точные реперы.

Температурная шкала – ряд отметок внутри температурного интервала, ограниченного двумя легко воспроизводимыми температурами кипения и плавления химически чистых веществ.

Термометры делятся на:

1. Термометры расширения.

2. Манометрические термометры.

3. Термопреобразователи сопротивления.

4. Пирометры излучения.