Тепловые расходомеры

Тепловые расходомеры могут применяться при измерении небольших расходов практически любых сред при различных их параметрах. Кроме того, они весьма перспективны для измерения расхода очень вязких материалов. Принцип действия их основан на использовании зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от массового расхода этого вещества.

Тепловые расходомеры делятся на 3 группы:

1. расходомеры с термоанемометрическими преобразователями - в которых используется зависимость между количеством теплоты, теряемой непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества;

2. расходомеры теплового слоя, основанные на создании разности температур с двух сторон пограничного слоя;

3. расходомеры с калориметрическими преобразователями - основанные на нагреве или охлаждении потока посторонним источником энергии, создающим в потоке разность температур.

Наибольшее распространение получили калориметрические расходомеры, особенно бесконтактные. На рис. показана принципиальная схема калориметрического расходомера. В корпус трубопровода вмонтированы два термометра сопротивления 1 и 2 и нагреватель 3. Термометры сопротивления включены в плечи моста. При движении жидкости ее температура до нагревателя и после изменяется, что приводит к рассогласованию моста. При изменении расхода среды изменяется разность температур, которую измеряет автоматический измерительный мост. Калориметрические расходомеры выпускают двух типов:

Рис. Схема калориметрического расходомера.

1. измеряют мощность, потребляемую нагревателем и обеспечивающую постоянную разность температур;

2. измеряют разность температур при постоянной мощности нагревателя (разность температур измеряется термометрами сопротивления, выполненных в виде сетки, что позволяет измерять среднюю температуру по сечению трубопровода). Является более экономичным, т.к. контролируемая среда нагревается на 1-3 ºС, поэтому, даже при больших расходах потребляемая мощность невелика.

Преимущества: относительно высокая точность (погрешность ±0,5÷1 %), большой диапазон измерения, измерение пульсирующих и малых расходов.

Недостатки: сложность устройства автоматического поддержания заданной разности температур и постоянного расхода электроэнергии на нагрев потока.