Газодинамические датчики потока. Датчики потока использующие эффект переноса тепла
Принцип работы газодинамического датчика основан на эффекте перепада давления в потоке газа, проходящего через локальное сужение.
Обтекая это сужение, поток создает перепад давления, который преобразует величину скорости потока в величину дифференциального давления. Перепад давления измеряется высокочувствительным датчиком. В целом процесс измерения скорости потока имеет двухступенчатую схему преобразования.
Преобразование скорости потока в перепад давления является нелинейной функцией, которая, к тому же, зависит от удельной плотности и давления газа, что может быть причиной погрешности измерения.
Датчик имеет пневматическую и электрическую часть. Пневматическая часть может быть соэдинена с прибором достаточно протяженной магистралью. Электрическая часть датчика обычно помещается в корпусе прибора, что повышает ее защищенность.
Основные достоинства газодинамического датчика.
• Датчик очень прост и надежен.
• Пневматическая часть датчика имеет низкую цену и может быть представлена в одноразовом варианте.
• Датчик является двухсторонним, симметричным для разных направлений потока.
• Высокая повторяемость характеристик.
• Малый вес и габариты.
Основные недостатки газодинамического датчика.
• Влияние на измеряемый поток газа.
• Возможность ошибочных показаний в случае конденсации паров воды в измерительных магистралях.
• Нелинейность передаточной характеристики
• Зависимость от удельной плотности и давления анализируемого газа. Сфера применения.
Несмотря на явные недостатки, датчик находит широкое применение в аппаратах ИВЛ и спирографах. Благодаря простоте конструкции и дешевизне, это единственный тип датчиков потока, который может использоваться в одноразовом варианте, что немаловажно в современных условиях.
Конструкция этого датчика допускает любые виды санитарной обработки. В серийном производстве характеристики датчиков обеспечиваются с высокой точностью, поэтому прибор не требует калибровки при смене датчика.
Датчики потока использующие эффект переноса тепла
В основе метода лежит принцип регистрации изменения температуры нагретого тела после его контакта с газовой струей. Существует несколько модификаций метода измерения скорости газового потока, использующих эффекты охлаждения нагретых чувствительных элементов или перенос тепла от нагретого элемента к чувствительному элементу. Нагретые элементы могут быть расположены так, что будут по-разному обтекаться потоком. В любом случае разность температур пропорциональна скорости потока, удельной теплоемкости и температуре газа.
Скорость потока в данном случае будет пропорциональна разности измеренных значений температуры первым и вторым сенсором. Основные достоинства терморезистивных датчиков.
• Высокая чувствительность и точность.
• Малый вес и габариты.
• Датчик является двухсторонним, симметричным для разных направлений потока.
Основные недостатки терморезистивного датчика.
• Зависимость от удельной теплоемкости и температуры газа.
• Влияние на измеряемый поток.
• Тончайшие чувствительные элементы легко повреждаются при санитарной обработке.
• Необходимость калибровки аппарата при смене датчика.
Сфера применения.
Датчики этого типа применяются в аппаратах ИВЛ и благодаря малому весу могут располагаться непосредственно у эндотрахеальнои трубки, что повышает их чувствительность.