Датчик движения воды

кустомер · 10.12.2012, 00:24

Потребность:
контролировать поток воды со скоростью от 5 до 50 см/сек в эластичной трубке (силикон).

Сейчас используется очевидное и проверенное решение: вращающаяся в потоке крыльчатка.
Но для этого, во-первых, трубку надо резать, чтоб вставить в нее приспособу с крыльчаткой;
во-вторых, могут появиться засорения и крыльчатка рискует застрять.

Есть идеи про что-нибудь электронное, чтобы надевалось на трубку снаружи?

ЗЫ:
Не стоит задача сделать точный расходомер; только индикация - есть поток или забилось? И сильный ли поток (приближенно).
Питание - от батарейки, сети поблизости нет.

Scadauser · 10.12.2012, 00:42

Принцип можно позаимствовать из ПРЭМ. Насколько я понимаю - магнитогидродинамический.
http://elmech.mpei.ac.ru/books/edu/MGD/glav5_raz1.htm
http://www.geolink.ru/support/articles/emflow.html
"Преобразователи состоят из измерительного участка (ИУ) и электронного
преобразователя (ЭП). Конструктивно ИУ и ЭП представляют собой единое изде-
лие. Внешний вид преобразователя представлен на Рис. 1, а габаритные размеры -
в Приложении Б.
ИУ представляет собой отрезок трубопровода, выполненный из немагнитной
стали, заключенный в защитный кожух. Внутренняя поверхность ИУ защищена
от вредного воздействия измеряемой среды фторопластом Ф4 (ТУ 6-05-1937-82).
Внутри ИУ диаметрально расположены электроды из титанового сплава ВТ1-0,
предназначенные для съема ЭДС сигнала, пропорциональной расходу (скорости)
измеряемой среды. Диаметрально противоположно электродам установлены
электромагниты, создающие переменное магнитное поле в измеряемой среде."
http://www.teplocom.spb.ru/upload/ib...Pram2_toA5.pdf
Но без разрезания трубки на получится. Нужны электроды в потоке воды. И с дистиллированной фокус не удастся.
Есть ещё калориметрические - датчики температуы выше и ниже по течению, а посередине нагреватель. Сравнивая сопротивления датчиков, определяют наличие и направление протока.

кустомер · 10.12.2012, 01:07

Нет, резать не пойдет. Иначе банальная трубка Пито решала бы дело...

Про МГД я слышал краем уха: это делают на высокой частоте и снимают получившуюся переменную ЭДС через стенку, емкостно. С диэлектрической средой работает тоже, возбуждается ток смещения. Якобы, от скорости движения зависит сдвиг фаз. Но конкретной схемы не нашел.

Калориметрия - изрядно затратно для батарейного питания. Или датчик в поток вставлять надо, а это опять резать(((((

Есть еще ультразвуковые датчики, но на гибкой трубке они работать вряд ли будут...

Scadauser · 10.12.2012, 01:21

Сообщение от кустомер

Но конкретной схемы не нашел.

На это вряд ли можно расчитывать.
А трубку можно произвольно укладывать?

Alex9797 · 10.12.2012, 01:22

Если так уж важна целостность трубки, и если она гибкая, то можно использовать принцип, используемый в кориолисовых расходомерах.
В общем, если взять участок трубы в форме изогнутого колена, то при попытке его шатать будет возникать сила Кориолиса, пропорциональная величине массового расхода жидкости (или газа). Очень классный принцип для данной ситуации. Глубоко в подробности вдаваться не стану, в гугле найдется куча ссылок по названию "кориолисовы расходомеры".

Почитайте, если понравится, и если возникнут вопросы - отвечу.

Вот очень неплохая ссылка, для ознакомления полезно почитать:
http://www.metran.ru/netcat_files/99...plotnomery.pdf

Scadauser · 10.12.2012, 01:48

Сообщение от Alex9797

если взять участок трубы в форме изогнутого колена

Мысли читаем на расстоянии?

kmf · 10.12.2012, 01:54

Может посмотреть в направлении ультразвука? Посмотрите здесь, может чем-то поможет.
Успехов.

Alex9797 · 10.12.2012, 02:11

Мыслей и своих хватает, чужие читать без надобности. Просто в свое время потребовались расходомеры газа и воды. Учитывая такие показатели, как простота настройки, неприхотливость при эксплуатации в тяжелых условиях, низкую себестоимость и простоту в изготовлении, были выбраны расходомеры газа на сужающем устройстве, расходомеры воды на крыльчатке в потоке, и расходомеры для агрессивной технологической жидкости - на эффекте Кориолиса.

Ультразвуковые не прокатили, слишком много заморочек, и очень нежные, и себестоимость высокая, и габариты великоваты.
Магнито-индукционные тоже забраковал. Вначале было заманчиво, что они не создают сопротивления потоку, что в них ничего не застрянет, как в крыльчатке. Но натолкнулся на технологические проблемы. Для такого расходомера требуется куча разных экзотических материалов, разной экзотической формы. В промышленных масштабах, в специализированных предприятиях - эта проблема решаема. А полукустарным способом лучше и не пытаться. Сигнал с электродов очень слабый. Поэтому имеет большое значение состояние поверхности электродов. Значит, жидкость должна быть неагрессивной, нежесткой, чтобы на электродах не возникали отложения, сам материал электродов должен быть непростой, устойчивый к корррозии. Ну, золото подходит, платина, или покрытия из них.
Особую проблему создавала необходимость герметизации электродов в стенке измерительного участка. Ведь этот изолятор должен был выдерживать давление порядка 6...7 атмосфер, а лучше 10 атмосфер.
Да и электромагнит здорово портил картину. Его надо было намотать. Это трудоемкая операция. Магнитопровод должен быть не любой формы, а именно такой, какой надо. Чем его делать? Напильником?
А ко всему прочему, катушка электромагнита требовала питания. Прожорливая штука... В общем, забраковал на корню.

Была еще попытка применить вихревой расходомер. Но все уперлось в технологические возможности изготовления рабочего элемента. На наших станках невозможно было обеспечить заданную форму, углы, остроту кромок, а главное - повторяемость при массовом выпуске.

LazyEd · 10.12.2012, 07:30

В кориолисовом по идее колено д.б. жесткое. Можно попробовать контроль по внешнему диаметру силиконовой трубки. Давление в ней будет меняться в зависимости от потока, ну и раздувать ее будет по разному. Если забита, то диаметр максимальный.

Alex9797 · 10.12.2012, 08:55

Если забита "после", то диаметр максимальный, а если забита "до" - то минимальный.
Кроме того, будет иметь значение, по какую сторону от измерительного участка расположен регулятор расхода. Ведь если измерять давление в водопроводной трубе до регулятора, то и с протоком, и без протока оно будет оставаться практически одинаковым.
Кроме того, на изменения диаметра от давления будет влиять температура, и зависимость изменения жесткости трубки от температуры.
Я использовал силиконовую трубку (ну, не полностью силиконовую, она бы просто не выдержала такое давление, а с добавкой силикона) с внутренним диаметром 4,5мм, и толщиной стенки 2мм, так при изменении давления от 0 до 6 бар ее внешний диаметр практически не менялся. А я так на нее надеялся!
Но это было при комнатной температуре, и ниже. А стоило ей нагреться до 40...50 градусов - и она становилась значительно податливее, изменения диаметра чувствовались даже рукой.