Измеритель скорости потока жидкости
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Ср, 22/11/2017 - 09:36
Прочитал описание устройства прототипа измерителя, почти все понятно в описании его принципов.
https://habrahabr.ru/company/efo/blog/325076/
Краткое изложение:
Жидкостный термоанемометр по температуре (интенсивности теплообмена с нагревателем) измеряет скорость потока.
Регулятор-преобразователь на операционном усилителе (ОУ) пытается в любой момент обеспечить одну и ту же разность температур Т1 между нагревателем (он же термометр 1) и термометром 2 (, температура T2).
По мощности нагревателя (по напряжению, подаваемому на него) измеряют скорость потока жидкости.
Но возникает сомнение - влияние температуры входного потока (условно Т0) на результат измерения должно быть очень существенно, но оно не учитывается?
Например , пусть температура входящей жидкости Т0 такая же, как и температура T1 при нулевой скорости потока.
Тогда, даже при наличии потока, подогрев термометра Т2 не нужен, и регулятор (ОУ) установит нулевое напряжение на своем выходе, но поток-то не нулевой.
Аналогично, если ТО будет больше чем Т1 для нулевого потока жидкости.
Вопросы:
1. Нет ли ошибки в моих рассуждениях? Предполагаю, что для корректного измерения нужен еще один компенсационный терморезистор для измерения температуры Т0 входящего потока?
2. При измерении температур (напряжений) Т2 и Т1 с помощью AVR логично задействовать дифференциальный канал АЦП. Возможно ли в этом случае измерение третьего напряжения (температуры Т0) на третьем канале АЦП или придется измерять все три температуры T0 T1 Т2 (те напряжений U0 U1 U2) на трех разных не дифференциальных каналах АЦП?
PS: Если измерение Т0 все-таки нужно, то может быть организовать так:
1) разность Т1 и Т2 (напряжение на диагонали моста между R6, R4) взять с приведенной выше дифференциальнйо схемы
2) температуру Т0 измерять отдельным термометром - платиновым PT-1000 или цифровым по I2C ?
Из статьи на Хабре:
Out Of Liquid — это тот же термоанемометр, состоящий из двух платиновых RTD с номинальным сопротивлением 50 и 1000 Ом. Элемент Pt50 выполняет роль нагревателя, а элемент Pt1000 — роль датчика температуры среды...
...С помощью датчика Out Of Liquid можно измерять расход от 0 до 3000 мл/мин (≈4 м/с). Рабочий температурный диапазон датчика — от -50 до +180°C,
Т1 какой величны достигает при нулевой скорости потока? Если больше 100 градусов, то все будет работать. Если меньше, то засада.
Там же в комментариях:
- При изменении температуры и/или состава жидкости выходное сопротивление, естественно, изменится.
Этот датчик используют в задачах, где изменения характеристик среды либо не значительны, либо могут быть детектированы и учтены при вычислении скорости потока.
Прочитал описание устройства прототипа измерителя, почти все понятно в описании его принципов.
Известный принцип измерения. датчик обьема воздуха в автомобильных инжекторах (MAF/VAF-сенсор) устроен по такому же принципу.
Предполагаю, что для корректного измерения нужен еще один компенсационный терморезистор для измерения температуры Т0 входящего потока?
несомненно, причем не только для коррекции интенсивности теплообмена. а также для учета разной плотности среды при разной температуре
T1 мне неизвестна, вроде датчик нагревает жидкость не более чем на 5 градусов. Приблизительная максимальная мощность нагревателя при питании 5В (см схему) = (5^2)/ (50+56)=25/100=0.4 Вт
При 100 град засада если , например, вода при атмосферном давлении.
- При изменении температуры и/или состава жидкости выходное сопротивление, естественно, изменится.
Этот датчик используют в задачах, где изменения характеристик среды либо не значительны, либо могут быть детектированы и учтены при вычислении скорости потока.
Спасибо, я не заметил важный комментарий, итак, нужно ставить датчик Т0.
Подскажите пожалуйста по моим остальным вопросам связанным с АЦП и AVR atmel, как будет оптимально?
1) разность Т1 и Т2 (напряжение на диагонали моста между R6, R4) взять с приведенной выше дифференциальной аналоговой схемы
2) температуру Т0 измерять отдельным термометром - платиновым PT-1000 или цифровым по I2C ?
платиновый Т0 наверняка потребует усиления напряжения изза малого ТКС резистора, а цифровой I2C не уверен обеспечит ли синхронность измерений c Т2 и Т1?
/sites
спасибо, есть такое на примере воды:
http://www.novedu.ru/sprav/pl-h2o.htm
/sites
По-моему. вы неверно поняли принцип. Достаточно двух термометров - на вашей схеме T0 и Т1. Термометр Т0 измеряет начальную температуру потока, а Т1 - температуру нагревателя. Поскольку жидкость омывает нагреватель и охлаждает его - для поддержания постоянной температуры Т1 требуется нагрев тем интенсивнее, чем больше поток жидкости.
Основной принцип не в измерении входной температуры, а в измерении тепловой мощности, которую надо затратить для поддержания постоянной разницы температур dT=T2-T1 (на рис. исправил формулу для dT)
Т2(R4) нагреватель и измеритель; Т1(R6) измеритель, его самонагрев не учитывает из-за сверхмалого тока
А термометра Т0 в электрической схеме изначально не было.
Что можно сказать по методам измерения применительно к AVR?
Основной принцип не в измерении входной температуры, а в измерении тепловой мощности, которую надо затратить на нагрев термометра Т2(R4) нагревателем Т1(R6) для поддержания постоянной разницы температур dT=T2-T1 (на рис. исправил формулу для dT)
это неверно. Еще раз перечитайте описание датчика, которые вы сами цитируете в первом сообщении. Нагреватель Т1 не греет термометр Т2 (против потока жидкости? - бред).
Принцип измерения не в том, чтобы нагревать проходящую мимо жидкость, а в том. чтобы поддерживать постоянной температуру самого нагревателя. Поэтому три термометра не нужны, достаточно двух - один измеряет начальную температуру потока до нагревателя (Т0 или Т2), второй - стоит на самом нагревателе.
Попытайтесь вникнуть.
Методы AVR обсуждать нет смысла, пока вы не понимаете принцип работы датчика.
Принцип измерения не в том, чтобы нагревать проходящую мимо жидкость, а в том. чтобы поддерживать постоянной температуру самого нагревателя. Поэтому три термометра не нужны, достаточно двух - один измеряет начальную температуру потока до нагревателя (Т0 или Т2), второй - стоит на самом нагревателе.
Попытайтесь вникнуть.
Методы AVR обсуждать нет смысла, пока вы не понимаете принцип работы датчика.
Именно греет против потока жидкости, а жидкость охлаждает измеритель Т2 (R4). Насчет поддержания dT я был не прав, задача в поддержании постоянной темпертатуры Т2, а не разницы dT между терморезисторами.
habrahabr.ru/company/efo/blog/325076/Цитата: Легко догадаться что поток жидкости должен идти от Pt1000 к Pt50, а не наоборот
habrahabr.ru/company/efo/blog/325076/
Не, чуть раньше надо начинать :)
https://habrahabr.ru/company/efo/blog/321108/
Именно греет против потока жидкости, а жидкость охлаждает измеритель Т2 (R4). Насчет поддержания dT я был не прав, задача в поддержании постоянной темпертатуры Т2, а не разницы dT между терморезисторами.
Дважды неверно. Во-первых, не греет, а во-вторых - поддерживается именно разница dT. а не сама температура.
Еще раз - датчик работает следующим образом:
- в точке Т2 стоиттермометр, который измеряет температуру жидкости ДО ДАТЧИКА
- в точке Т1 по схеме стоит нагреватель, который пытается нагреть свой термометр Т1 (Т1 а не Т2!) до температуры, скажем на 20гр выше Т2. Чем быстрее поток жидкости, тем лучше она охлаждает нагреватель (жидкость же на 20 гр холоднее) и тем больше нужен ток в нагревателе, чтобы поддерживать разницу температур 20 гр. Измерив этот ток, мы можем вычислить поток жидкости.
Так понятнее? И где тут место для третьего термометра? Кстати. это обьяснение снимает и ваши дилетанские вопросы "Что будет, если температура жидкости равна температуре нагревателя?" - вопрос неверный, поскольку датчик устроен так. что нагреватель всегда горячее жидкости в трубе
там про поток газа, но тоже используют компенсирующий измеритель температуры ( в FS2)
ТЕПЛОВЫЕ ДАТЧИКИ ПОТОКА СЕРИИ FS2
Датчики серии FS2 - это калориметрические чувствительные элементы, предназначенные для определения не только скорости, но и направления потока. Элемент состоит из нагревателя, двух датчиков температуры слева и справа от него, и дополнительного компенсирующего датчика температуры. Все четыре элемента представляют собой термосопротивления разного номинала, которые включаются в мостовую схему.
http://efo-sensor.ru/datchiki-skorosti-potoka-sploshnih-sred.html#FS7
Кстати, посмотрите, что мне "насоветовали" на других форумах, не желая разбираться в сути вопроса:
https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=144621
http://www.tehnari.ru/f170/t256721/#post2534753
Элемент состоит из нагревателя, двух датчиков температуры слева и справа от него, и дополнительного компенсирующего датчика температуры. Все четыре элемента представляют собой термосопротивления разного номинала, которые включаются в мостовую схему.
вам не приходит в голову. что датчик FS2 и тот, что описываете вы - работают на разных принципиах? Вы все-таки почитайте ту простенькую статью, что рекомендует Алексей - там упоминается. что принципов измерения потока - несколько и потому конструкция сенсоров отличается.
Все ваша путаница именно потому. что вы берете описания от разных датчиков и пытаетесь совместить ужа с ежом.
Кстати, почитал вашу дискуссию на electronix.ru - все там вам ответили абсолютно верно, начиная с самого первого сообщения. "Не желаете разобраться в сути вопроса" - Вы.
еще раз - не надо цепляться лично ко мне
еще раз - не надо цепляться лично ко мне
Удивительное дело! ВЫ сами пришли на форум, чтобы ВАМ помогли разобраться. А теперь, когда я пишу. что у ВАС - путаница - это личный наезд? :)
Вы прочитали статью про датчик, и, не сумев разобраться в его принципе действия - выдумали себе какую-то схему работы, в которой оказался необходим третий термометр. Вы спросили об этом на трех разных форумах - однако ответы вас не устроили, ибо на всех трех форумах вы получили ответ, что лишний термометр не нужен . Однако это не навело вас на мысль, что вы где-то сделали ошибку - вы решили, что на форумах сидят дурни, которые не поняли вопроса.
Ну так разбирайтесь сами, непонятый вы наш....