Тепловые расходомеры

В основе их работы лежат явления передачи тепла от потока или нагревателя к измерительным элементам. Различают по принципу действия 2 типа расходомеров: термоконвективные (калориметрические) и термокондуктивные (термоанимометрические).

Калориметрический расходомер (рис. 24)

Существует много конструкций расходомеров, но чаще других применяются расходомеры, элементы которых расположены вне потока, обычно на внешней поверхности трубопровода. Принцип действия основан на сносе тепла потоком измеряемой среды. Когда через трубопровод 1 поток отсутствует, за счет нагревателя Н, получающего питание от источника питания ИП, в потоке создается распределение температуры, показанное на рисунке б) в виде эпюры а). При этом расположение терморезисторов в сечении I и II выбрано так, что их температуры равны. Терморезисторы включены в неуравновешенный мост. Если расход равен нулю, то входной сигнал моста, измеряемый вольтметром 2, настраивается на 0. Когда по трубопроводу протекает поток, например слева направо, эпюра температур смещается вправо. Поэтому температура на первом резисторе уменьшается, а на втором увеличивается. Поэтому изменяются сопротивления названных резисторов. Это вызывает разбаланс электрического моста, который измеряется вольтметром или потенциометром 2. Сигнал такого расходомера в первом приближении связан с массовым расходом. Такие расходомеры используются для трубопроводов от 1,5-50мм. Погрешность 1-1,5. Недостаток – высокая инерционность, особенно для больших диаметров.

Термокондуктивные расходомеры (рис. 25)

Принцип действия основан на отводе теплоты от нагретого тела, расположенного в потоке измеряемой среды. В этих расходомерах 2 чувствительных элемента, терморезистора, которые включены в схему неуравновешенного электрического моста. Резисторы нагреваются током от ИПС до температуры на 80-100 градусов большей, чем температура среды. R0 служит для установки на ноль. При протекании потока от резистора R3 отводится теплота, причем с увеличением расхода, интенсивность отвода теплоты увеличивается, поэтому сопротивление резистора уменьшается. Rt’’ служит для исключения влияния измерений температуры потока на результат измерений. Он включен в смежное плечо моста, это позволяет корректировать сигнал моста по температуре потока. Он размещен в защитном кармане 2, который исключает омывание потоками. Разбаланс моста. Который возникает за счет изменения сопротивления Rt’, связан со скорость потока в точке расположения Rt’. Он измеряется потенциометром или вольтметром 3. Для получения информации о расходе надо знать режим течения по трубопроводу. Такие расходомеры могут применяться для измерения очень малых и очень больших скоростей.