Průtokoměr

Průtokoměr je zařízení, které měří objemový nebo hmotnostní průtok kapalin a plynů.

Měření průtoku probíhá buď v otevřeném kanále či častěji v uzavřeném potrubí. Měření této veličiny se uplatňuje největší měrou v průmyslové praxi pro sledování toku kapalin a plynů, správné dávkování a vyhodnocování vynaložených energií. +more Hojně je využíván i v lékařství (např. měření průtoku krve cévami).

Typy

Podle způsobu měření rozlišujeme několik základních typů:

Objemové

Jde o metody měření s velmi vysokou třídou přesnosti. Tato kategorie má několik způsobů měření lišící se konstrukcí a metodikou. +more Objemový průtokoměr je charakterizován rozdělením toku tekutiny na dílčí objemy vytvářené rotujícími mechanickými prvky měřidla.

Turbínkové

Umožňuje měřit kapaliny i plyny. Vychází z principu turbíny a Eulerovy rovnice. +more Proud tekutiny otáčí turbínou úměrně rychlosti proudu. Obrázek.

Lopatkové

Lopatkový průtokoměr je jednodušší a levnější varianta turbínkového. Turbína je nahrazena lopatkovým kolem.

Bubnové

Princip je takový, že měřená látka vtéká do trysky, která je umístěna v měřicím zařízení - bubnu. Ten je složen ze 3 částí. +more Médium nejprve zaplaví první část, ta je pak svou tíhou nucena pootočit se, naplní se druhá a třetí.

S oválnými koly

Měření probíhá pomocí dvou kol s evolventním ozubením. Průtokem média se kola otáčí a látka je unášena podél stěn. +more Takto je během jedné otočky umožněno přenést čtyři objemy. Na tomto principu fungují např. čítače na benzinových pumpách.

Výhody * měření kapalin i plynů * jednoduchá konstrukce * není nutné elektrické napájení

Nevýhody * mechanické rotační prvky

Průřezové

Průřezový průtokoměr se škrticím členem. +more Symbol 1) značí škrticí člen zvaný Venturiho dýza, 2) diferenční manometr (tlakoměr) a 3) je teploměr. .

Tato měřidla využívají principu, jež vyjadřuje Bernoulliho rovnice. Uzavřená trubice je v některém úseku zúžena (při průtoku média tak v tomto místě dochází ke změnám rychlosti proudění a tlaku) škrticím členem. +more Škrticí element může být např. škrticí clona, dýza, Venturiho dýza.

K průřezovým snímačům se řadí např. rychlostní sonda, Venturiho trubice, Pitotova trubice, kapilára, měřicí koleno.

Výhody * měření kapalin, plynů a syté vodní páry * žádné mechanické prvky

Nevýhody * požadavky na konstrukci (rovný průřez před a za měřicím členem) * tlaková ztráta

S proměnným průřezem (rotametry)

Plováčkový průtokoměr se stabilním plovákem Rotametr je tvořen kuželovitou trubicí (na obrázku značen 2)), rozšiřující se směrem nahoru. +more Uprostřed je plovák (na obrázku jako 1)). Proud vody naráží do plováku a zvedá jej do výšky úměrné rychlosti proudění - měření průtoku je vyhodnocováno na základě snímání polohy plováku. Někdy je chybně pojmenováván, jako plováčkový průtokoměr.

Termoelektrické

Termoelektrický průtokoměr - anemometrický způsob. +more Část 1 je teploměr měřící teplotu žhaveného tělesa, 2 je samotný žhavený element a 3 je teploměr měřící teplotu okolí. .

Je založen na fyzikálním principu, že přenos tepla ze snímače do okolí je funkce rychlosti proudění. Používá se dvou způsobů měření - anemometrického a kalorimetrického. +more Oba jsou tvořeny žhaveným tělískem a dvěma teploměry (termoanemometr vyhodnocuje ochlazení žhaveného tělíska, kalorimetrický způsob vyhodnocuje zahřátí okolního média).

Základem měřidel jsou PTC a NTC termistory (dříve platinový drát jako žhavené těleso).

Termoelektrický anemometr

Žhavené tělísko je zahříváno na konstantní teplotu. Dva teploměry snímají teplotu žhaveného tělíska a okolního média. +more Proud kapaliny či plynu tělísko ochlazuje. Vyhodnocovací jednotka tak musí žhavené tělísko více zahřívat (dodávat mu více energie - el. proudu) - změny dodávek elektrické energie jsou úměrné rychlosti proudění média. Více viz #Externí odkazy|Externí odkazy.

Kalorimetrické měření

Žhavené těleso předává tepelný výkon okolnímu médiu, čímž ho zahřívá. Teploměry snímají teplotu okolního média. +more Rychlost proudění či rychlost průtoku se pak vyhodnocuje na základě el. příkonu a teplot. Více viz #Externí odkazy|Externí odkazy.

Výhody * velmi přesné měření průtoků o malých rychlostech proudění * jednoduchá konstrukce, levné díky polovodičovým součástkám

Nevýhody * nevhodný pro nečisté kapaliny a plyny * omezený rozsah teplot měřeného média

Indukční

Indukční průtokoměr. +more Symbol 1) znázorňuje elektrody snímající el. napětí, 2) póly magnetu. Indukční průtokoměry fungují na principu Faradayova zákona elektromagnetické indukce. Tedy rychlost proudění kapaliny, kterou reprezentuje pohyb vodiče, indukuje v homogenním magnetickém poli elektrické napětí.

Výhody * měření agresivních, silně znečištěných kapalin * měření není ovlivněno tlakem, teplotou, viskozitou, obsahem pevných částic,...

Nevýhody * nezbytná minimální rychlost proudění * nezbytná minimální měrná elektrická vodivost kapaliny

Ultrazvukové

Ultrazvukový průtokoměr s generátorem G a senzorem S Ultrazvukových průtokoměrů, tedy takových, generujících signál o frekvenci nad 20 kHz, se s výhodou používá při měření agresivních (kyseliny,. +more) a výbušných kapalin, neboť se měří bezdotykově.

Měří se čas nutný k tomu, aby se signál z generátoru (na obrázku jako G) dostal k přijímači (na obrázku jako S - senzor) nebo lze využít i Dopplerova efektu (pouze však u kapalin s obsahem pevných částic nebo bublinek - tedy nikoliv destilované vody apod.).

Měření může být ovlivněné teplotou, tlakem atd. což však lze utlumit diferenciálním zapojením. Tedy že na obou stranách je umístěn jak generátor, tak i senzor.

Výhody * žádné pohyblivé části * měřídlo nezavádí do trubice žádné překážky * kapalina může být agresivní, výbušná

Nevýhody * možné chyby měření v závislosti na teplotě, hustotě, viskozitě, koncentrace částic * měření na základě Dopplerova jevu podmíněno nehomogenitou částic

Vírové

Vírový průtokoměr. Popis: Část 1 značí trojúhelníkovou překážku, 2 vytvářené víry a 3 jejich snímač.

Vírové průtokoměry využívají turbulentních vibrací. Ty vznikají při obtékání a narážení proudu kapaliny na překážku umístěnou uvnitř trubice. +more Dochází tak ke vzniku vírů o různém počtu a frekvencí - tyto parametry závisí na rychlosti proudění, rozměru a tvaru překážky a Strouhalově konstantě.

Snímač vyhodnocuje generované vibrace a to piezoelektrickým senzorem, ultrazvukovým, tlakovým, …

Coriolisův

Využívá principu změny momentu hybnosti síly v čase od Coriolisovy síly. Více viz kapitola Coriolisův průtokoměr

Literatura

F. Hruška: Technické prostředky informatiky a automatizace. +more Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2007. * L. Bejček, S. Ďaďo, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny; nakladatelství BEN - technická literatura, 2006, .

Související články

Hmotnostní průtok * Objemový průtok * Průtok (hydrologie)

Externí odkazy

[url=http://www. elektrorevue. +morecz/clanky/01049/index. html]Měření průtoku tekutin - principy průtokoměrů, Elektrorevue. cz[/url] * [url=http://www. sweb. cz/jjohnyk/elektrotechnika/17. htm]Snímače, převodníky, čidla, Osobní stránky[/url] * [url=http://automatizace. hw. cz/mereni-a-regulace/ART269-teplotni-prutokomery---termoanemometry. html]Teplotní průtokoměry, termoanemometry - Automatizace. hw. cz[/url].

Kategorie:Mechanika tekutin Kategorie:Měřicí přístroje