Измерение давления воздушной волны



Аэродинамические измерения

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Аэродинамические измерения» в других словарях:

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ — измерения скорости, давления, плотности и темп ры движущегося воздуха (или др. газа), сил, возникающих на поверхности тв. тела, относительно к рого происходит движение, а также тепловых потоков, поступающих к этой поверхности. Большинство практич … Физическая энциклопедия

Измерения аэродинамические — процесс нахождения опытным путём значений физических величин в аэродинамическом эксперименте с помощью соответствующих технических средств. Различают 2 типа И. а.: статические и динамические. При статических И. а. определяются постоянные или… … Энциклопедия техники

измерения аэродинамические — Рис. 1. измерения аэродинамические — процесс нахождения опытным путём значений физических величин в аэродинамическом эксперименте с помощью соответствующих технических средств. Различают 2 типа И. а.: статические и динамические. При… … Энциклопедия «Авиация»

измерения аэродинамические — Рис. 1. измерения аэродинамические — процесс нахождения опытным путём значений физических величин в аэродинамическом эксперименте с помощью соответствующих технических средств. Различают 2 типа И. а.: статические и динамические. При… … Энциклопедия «Авиация»

Аэродинамические весы — Аэродинамические весы особый род сложного динамометра, для измерения сил, действующих на движущееся в воздухе тело или на неподвижное тело, обтекаемое потоком во … Википедия

Весы аэродинамические — установка или система для измерения составляющих аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в аэродинамической трубе. Каждая составляющая воспринимается отдельным измерительным каналом компонентом. В. а. могут иметь от одного до шести … Энциклопедия техники

весы аэродинамические — весы аэродинамические — установка или система для измерения составляющих аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в аэродинамической трубе. Каждая составляющая воспринимается отдельным измерительным каналом — компонентом.… … Энциклопедия «Авиация»

весы аэродинамические — весы аэродинамические — установка или система для измерения составляющих аэродинамических сил и моментов, действующих на модель в аэродинамической трубе. Каждая составляющая воспринимается отдельным измерительным каналом — компонентом.… … Энциклопедия «Авиация»

Аэродинамика — раздел гидроаэромеханики (См. Гидроаэромеханика), в котором изучаются законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел, относительно которых происходит его движение. В А. рассматривают движение с дозвуковыми скоростями, т. е … Большая советская энциклопедия

Газовая динамика — раздел гидро аэромеханики (См. Гидроаэромеханика), в котором изучается движение сжимаемых газообразных и жидких сред и их взаимодействие с твёрдыми телами. Как часть физики, Г. д. связана с термодинамикой (См. Термодинамика) и акустикой… … Большая советская энциклопедия

Источник

Измерение воздушного потока

Приборы для измерения параметров воздушного потока в вентсистемах и газоходах.

При контроле работы отопительного оборудования и наладке систем вентиляции возникает вопрос: какой прибор использовать для измерения в воздуховодах (газоходах) таких параметров воздушного потока, как скорость и объемный расход?

На рынке представлено большое количество приборов: крыльчатые анемометры с различными диаметрами крыльчаток, термоанемометры, дифференциальные манометры с различными пневмометрическими (напорными) трубками, комбинированные приборы и так далее. Выбор прибора зависит от того, где проводятся измерения – на вентиляционной решетке или непосредственно в воздуховоде (газоходе), каков диапазон скоростей, температура, запыленность. В этой статье приводятся принципиальные различия между приборами, а также даны советы по выбору приборов в зависимости от задачи наладчика. Технические характеристики приведенных в статье приборов указаны приблизительно, так как существует множество моделей с различными параметрами.

Конструктивные особенности приборов

На рис. 1 показана линейка приборов для измерения параметров воздушного потока на примере одной из фирм-производителей, в порядке перечисления: термоанемометр, крыльчатый анемометр, дифференциальный манометр, пневмометрические трубки, комбинированный прибор со сменными зондами, воронки для определения объемного расхода.

Дифференциальный манометр (дифманометр) с напорной трубкой

При прохождении через струну потока воздуха она охлажда-ется, и меняется ее сопротивление, кото-рое пропорционально скорости воздуха.

Скорость определяется по числу оборотов вращающейся под действием потока воздуха крыльчатки.

Напорные трубки (Пито, НИИОГАЗ и др.) имеют два канала, соединяемые шлангами со штуцерами дифманометра. Они воспринимают полное и статическое давление в воздуховоде, по которым прибор измеряет динамический напор, на основе которого вычисляются скорость потока и объемный расход.

Воздуховоды, решетки, аттестация рабочих мест. Приме-няется в основном для измерения малых скоростей

Диаметр крыльчатки:
D=16-25мм – воздуховоды,
D=60-100мм — решетки

Приблизи-тельный диапазон измерения

от 0,2 … 0,6 м/с
до 15 … 40 м/с

2-4 … 20-100 м/с
Скорость потока в соответствии с ГОСТ 17.2.4.06-90 должна быть не менее 4 м/с.
На практике минимальная скорость может быть от 2 до 10 м/с в зависимости от диапазона измерения давления.
Максимальная скорость ограничивается конструктивными особенностями трубки и техническими средствами проведения поверки.

Относительная погрешность по скорости

Средняя рабочая температура зонда (трубки)

Примечание. Функция усреднения, расчета объемного расхода, а в случае с дифманометром и функция расчета скорости могут быть заложены в прибор или отсутствовать.

Примечание. Дифференциальный манометр чаще всего более надежный и доступный прибор, нежели анемометры.

Комбинированный (многофункциональный) прибор – совокупность перечисленных в таблице выше приборов. Представляет собой измерительный блок с возможностью подключения различных зондов: пневмометрических трубок, зондов-крыльчаток, термоанемометров, зондов скорости вращения, зондов температуры и влажности и др.

Воронки используются совместно с анемометрами для измерения объемного расхода на вентиляционных решетках и диффузорах. С воронками процесс измерения становится проще и точнее, т.к. проводится один замер, а не несколько в случае работы только с анемометром с последующим усреднением результатов. Необходимо, чтобы воронка полностью накрывала решетку (диффузор), то есть размер и форма воронки должны соответствовать размеру и форме решетки (диффузора). При использовании воронки в прибор вносится ее коэффициент, поэтому чаще всего анемометр можно использовать только той фирмы, которая производит и воронки к нему.

Примечание. Когда задача наладчика состоит из измерения нескольких параметров (например, давление, скорость, влажность, температура), удобнее всего воспользоваться комбинированным прибором, но это далеко не всегда дешевле, чем приобрести по отдельности дифманометр, анемометр, гигрометр и т.п.

Ограничения по использованию приборов.

Не рекомендуется использовать термоанемометры и трубки Пито для измерения в потоках воздуха с большой запыленностью, а термоанемометры также и в высокоскоростных потоках (более 20 м/с). В трубках Пито отверстие, воспринимающее полное давление, небольшого диаметра, и оно может засориться. А в термоанемометре может порваться чувствительный элемент – «обогреваемая струна». Большая запыленность может быть, например, при производстве цемента, муки, сахара, в металлургии, при наладке вентсистем в период строительства и др.

Нежелательно использование приборов вне диапазонов рабочих температур для измерительного блока и зондов. При высоких температурах рекомендуем использовать пневмометрические трубки из нержавеющей стали или высокотемпературные крыльчатки из специальных сплавов, нежели скоростные зонды, изготовленные с пластиковыми элементами. Например, при измерениях в газоходах, где чаще всего преобладают высокие температуры.

При проведении замеров необходимо, чтобы чувствительный элемент зонда был направлен строго навстречу потоку воздуха. При отклонении от этой оси увеличивается погрешность измерений, причем, чем больше угол отклонения, тем больше погрешность.

Измерение скорости потока и объемного расхода на вентиляционной решетке.

Для проведения измерений можно использовать любой анемометр или термоанемометр, но замеры будут быстрее, правильнее и точнее, если использовать анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм, т.к. в этом случае диаметр крыльчатки будет сопоставим с размерами решетки. Для упрощения измерений и уменьшения погрешности можно использовать воронку вместе с прибором. Если необходимо проводить замеры в труднодоступных местах (например, под потолком), можно использовать либо телескопический зонд, либо зонд с удлинителем.

Анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=60-100 мм – наиболее подходящий прибор, так как с ним проводится минимальное количество измерений, что дает более точный результат и минимум затраченного времени.

Анемометр с крыльчаткой малого диаметра D=16-25мм и термоанемометр. При использовании этих приборов необходимо провести большее количество измерений, нежели при использовании анемометра с крыльчаткой большого диаметра. Это занимает больше времени, а также уменьшает точность измерений ввиду того, что увеличивается вероятность отклонения от оси измерений при каждом замере.

При использовании любого из вышеперечисленных приборов желательно, чтобы он имел функцию расчета объемного расхода, а также усреднения по времени и количеству замеров. В противном случае придется эти значения рассчитывать самостоятельно. Для начала необходимо провести измерения скорости потока в нескольких точках, распределенных по решетке, например, как показано на рис. 2, после чего рассчитывать среднюю скорость по формуле:

где vi [м/с] — величина скорости одного измерения, n – кол-во измерений, а из нее уже получать значение объемного расхода:

Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке (решетки).

Анемометры с функциями расчета и усреднения облегчают работу наладчика – автоматизируют процесс расчета значений параметров воздушного потока, хотя измерения по точкам сечения все равно приходиться проводить, а также вводить в прибор площадь сечения.

Рис. 2. Распределение точек замеров в прямоугольном и круглом сечении воздуховода (решетки) по ГОСТ 12.3.018-79.

Воронки и другие принадлежности. При использовании прибора с воронкой отпадает необходимость проведения множества замеров, что дает более точный результат измерений и экономит время. Проводится всего лишь один замер. В случае с диффузором без воронки вообще очень трудно обойтись. После установки воронки с анемометром на вентиляционную решетку (диффузор), как показано на рис. 3, однородный поток воздуха будет устремлен прямо на чувствительный элемент прибора, благодаря чему будет измерена средняя скорость. Анемометры с функцией расчета объемного расхода отображают его автоматически. При этом надо учесть, что у каждой воронки есть свой коэффициент преобразования, который необходимо предварительно ввести в прибор. Если прибор не рассчитывает объемный расход, то его можно вычислить самостоятельно по формуле:

Q = Kв x vср [м3/ч] , где vср [м/с] – средняя скорость потока, Kв – коэффициент воронки.

Иногда замеры необходимо производить в труднодоступных местах, когда решетки находятся на потолке или сразу под потолком. В этих случаях, чтобы не пользоваться стремянкой, можно использовать зонды с телескопической рукояткой или удлинители зондов.

Рис. 3. Установка воронки на вентиляционную решетку

Измерение скорости потока и объемного расхода непосредственно в воздуховоде (газоходе).

Перед работой надо убедиться, что в стенке воздуховода есть отверстие, диаметр которого соответствует диаметру измерительного зонда. Необходимо, чтобы это отверстие было на прямом участке воздуховода, так как в этом случае воздушный поток максимально однороден. Прямой участок должен быть длиной не менее пяти диаметров воздуховода. Точка замера выбирается с условием, что до нее должно быть расстояние, равное трем диаметрам воздуховода, и после нее – двум диаметрам.

Для проведения замеров используются термоанемометры, крыльчатые анемометры с малым диаметром крыльчатки D=16-25 мм и дифференциальные манометры с пневмометрическими трубками. Если в воздуховоде бывают малые скорости ( 80°С) используются высокотемпературные крыльчатки.

Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.

При использовании анемометров в зависимости от того, есть ли у прибора функция расчета объемного расхода и функция усреднения по времени и количеству замеров, искомые значения средней скорости и объемного расхода либо рассчитывает прибор, либо вычисляются самостоятельно по указанным выше формулам.

Дифференциальные манометры с пневмометрической трубкой используются при высоких температурах (> 80°С) и/или скоростях более 2 м/с. Приборы можно условно разделить на две группы: одни измеряют только перепад давлений (динамический напор), другие еще имеют функцию усреднения и рассчитывают скорость потока и объемный расход. Обращаем внимание, что у пневмометрических трубок, также как и у воронок, есть коэффициенты, которые также предварительно необходимо ввести в прибор. Кроме того, в прибор также надо вводить площадь сечения воздуховода и температуру потока. Можно использовать дифманометры с автоматическим каналом ввода температуры и пневмометрические трубки со встроенной термопарой для упрощения вычислений. Не советуем использовать пневмометрическую трубку Пито в запыленных потоках, в этом случае лучше проводить измерения горячей струной

Измерения проводятся в тех же точках, что и в случае с вентиляционной решеткой. Примерное расположение точек замеров показано на рис. 2.

Для дифманометров из первой группы, которые не имеют функции расчета скорости потока и объемного расхода (например, ДМЦ-01О), упрощенные формулы для расчета искомых значений приведены ниже. Точные формулы с расчетом плотности среды в общем случае см. в ГОСТ 17.2.4.06-90.

Динамический напор, измеряемый прибором:

Pd = Pt – Ps [Па или мм вод.ст.], где Pt – полное давление, Ps – статическое давление.

Скорость потока в точке замера:

— для Pdi в [Па] и

— для Pdi в [мм вод.ст.],

где Pdi – динамический напор в точке замера, Тр [°С] – температура

среды, Кт – коэффициент пневмометрической трубки.

Среднее значение скорости потока:

— где v i [м/с] — величина скорости одного измерения, n – кол-во измерений.

Объемный расход:

Q = vср x F x 3600 [м3/ч], где vср [м/с] – средняя скорость потока, F [м2] – площадь поперечного сечения на измеряемом участке.

Блок-схема выбора прибора.

Популярные приборы.

Наша компания на протяжении более 20 лет профессионально занимается приборами для измерения параметров воздушного потока: поставка, продажа, поверка, ремонт. Мы готовы проконсультировать и помочь в выборе прибора. Но из множества приборов, представленных на рынке, хотелось бы выделить наиболее популярные по итогам продаж. По мнению наших многочисленных клиентов, именно эти приборы имеют хорошие показатели по отношению «цена / качество».

Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге

Решения для жизни и работы!

Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.
Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.

г. Санкт-Петербург , Комендантский пр., д. 4 к. 2,
стр. А, офис 0В2 , 197227
График работы с 9:30 до 19:00

Источник

Пьезоэлектрические датчики динамического давления с кварцевым чувствительным элементом.

Пьезоэлектрический датчик давления представляет собой контрольно-измерительное устройство, используемое для точного измерения динамического давления. Технический результат применения этих датчиков заключается в увеличении точности и скорости измерения пульсирующего давления.

Особенности

• Быстрое время отклика (микросекунды)
• Резонирующая частота до ≥500 кГц
• Измеряет малые изменения давления при высоком уровне статического давления
• Диапазон рабочих температур от — 196 ˚С до +399 ˚С
• Благодаря прочному корпусу датчик не подвержен повреждению даже при ударах и вибрации в несколько тысяч G.
• Технология ICP выходного сигнала позволяет снимать «чистые» данные обычным коаксиальным кабелем даже при использовании датчики в суровых условиях среды.

Полная линейка пьезоэлектрических датчиков давления PCB используется для различных измерений динамического давления, например: сжатие, пульсацию, кавитация, гидравлические и пневматические колебания давления, звук высокой интенсивности, взрывной волны, баллистические испытания, тестирование взрывных компонентов (например, детонаторы) и другие динамические давления 690 МПа.

Высокочастотные датчики динамического давления общего назначения

• для изучения процессов горения
• тестирования взрывных компонентов (например, детонаторы)
• тестирования подушек безопасности
• для измерения давления ударной воздушной волны

• Высокое время отклика кварцевого элемента: ≤1 мкс
• Высокая резонирующая частота: ≥500 кГц
• Встроенная компенсация ускорения снижает воздействия удара и вибрации

Высокочастотные датчики давления изолированные от корпуса

Серия датчиков 102В является заземленной версией серии 113В. Данные датчики имеют все те же характеристики что и серия 113В, однако имеют преимущество за счет изоляции, которое помогает избежать коротких замыканий.

Миниатюрные датчики давления ICP

Особенности

• Встроенная диафрагма для длительного использования датчика
• Быстрое время отклика кварцевого элемента ≤ 2 µсек
• Высокая резонирующая частота ≥ 250 кГц

Миниатюрные датчики давления, разработанные специально для применений, где монтажное расстояние очень ограничено.

Высокочувствительные датчики давления

Высокочувствительные датчики давления ICP пользуются большой популярностью при измерении низкого давления, где требуется отличное разрешение и малые размеры. Серия датчиков PCB 112А используется для измерения малых динамических давлений: пульсация, турбулентность, шум, звук. Датчики способны измерять высокоинтенсивное давление звука от 111 до 210 дБ в любом статическом давлении от вакуума до 6 895 кПа.

Особенности

• Высокое время отклика кварцевого элемента — ≤2 µсек
• Высокая резонирующая частота ≥ 250 кГц
• Встроенная компенсация ускорения снижает воздействия удара и вибрации

Датчики звукового давления высокой интенсивности

Серия датчиков PCB 103В играет значительную роль в разработке сверхзвуковых воздушных судов и ракет. Этот миниатюрный прибор также полезен для измерения переходных процессов давления, при измерении турбулентности воздуха, и других таких акустических явлений, которые влияют на конструкцию или аэродинамических характеристики.

Особенности

• Измерение звука высокой интенсивности в 191 дБ с разрешением 86 дБ
• Встроенная компенсация ускорения снижает воздействия удара и вибрации

Как именно устроен пьезоэлектрический датчик давления, каковы его характеристики и особенности использования?

Конструкция приспособления
Конструкция датчика включает в себя прочный корпус, внутри которого находится отверстие. Оно перекрывается мембраной, которая выполнена как одно целое с корпусом прибора. В отверстие вмонтирована специальная силопередающая втулка цилиндрической формы в виде усеченного конуса. Кроме того, в состав контрольно-измерительного устройства входят такие компоненты, как токосъемник, прижимной элемент, пьезоэлементы.

Пьезоэлементы датчика давления располагаются в цилиндрической гильзе, предназначенной для их изоляции от воздействия электричества. Гильза размещается в углублении, выполненном на поверхности силопередающей втулки. Элементы располагаются таким образом, чтобы один пьезоэлемент находился в контакте с выступом в углублении втулки. Второй пьезоэлемент при этом находится в прямом контакте с токосъемником устройства.

Сферы использования прибора
Пьезоэлектрические датчики давления сегодня широко используются в различных сферах. Основная их задача – точные и быстрые замеры как динамического давления. Наиболее часто эти приспособления применяются в таких отраслях промышленности, как фармацевтическая, пищевая и химическая. Такие приборы используются в процессах создания биотехнологий, эмульсий, а еще в научно-исследовательской деятельности.

Особенную востребованность рассматриваемые приборы получили для измерения тех динамических давлений, которые меняют свое значение с очень высокой частотой. Допустимый частотный диапазон варьируется от 1 Гц до нескольких десятков тысяч герц. При этом измеряемые давления обычно достаточно высокие – вплоть до 60 Мпа и выше. Возможности каждого отдельного контрольно-измерительного прибора зависят от его параметров.

Какие бывают разновидности?

В зависимости от пьезоэффекта, который используется в работе рассматриваемого прибора, устройства можно классифицировать на два вида. Первый вид применяет в своей работе продольный пьезоэффект, а второй – уже поперечный. Независимо от разновидности для снятия показаний давления используется съем электрического заряда с обеих сторон. С одной заряд берется прямо с корпуса прибора, с другой – забирается с токоприемника.

У обеих описанных разновидностей есть достаточно много преимуществ, из-за которых приборы популярны:

• Сохранение точности и поддержание высокой скорости измерений при любых расчетных давлениях.
• Защита о пироэлектрического эффекта и утечек сигнала, что благоприятно сказывается на точности.
• Небольшие размеры датчика и его простой монтаж при помощи простого резьбового соединения.

Стабильная точность и скорость измерений давления обеспечивается таким процессом, как статическое сдавливание. В ходе сдавливания мембрана плотно прижимается к отверстию, при этом не теряя формы. Именно за счет этого сохраняется точность измерений независимо от того, под каким давлением мембрана.

Источник