Měřeni proudu plynu
i = pS
• měření malých proudů plynu v vakuové technice
• průtokoméry
Výběr průtokoméru:
• presnost
• reprodukovatelnost
• merící rozsah
(S.Ďad'o, L.Bejcek, A. Platil: Merení prutoku a výšky hladiny, Ben,Praha 2005)
F6450        1 / 39
Měření malých proudů plynu v vakuové technice
• plynová byreta
• merení pomocí kapky Hg
• merení pomocí vodivosti
• merení na základe siloveho působení
• dynamická expanze
F6450        2 / 39
Plynová byreta
Obr. 5.94. Jednoduché zařízení na měření a přípravu určitého proudu plynu ľ - zásobník; 1" - trubice; 2 - k nádobe s kapalinou; 3 - kohouty; 4 - vpouštěcí kohouty; 5 - k vakuové aparatuře
3/39
F6450
Obr. 7-43a. Měření proudu plynu vpouštěného do vakuového
systému.
B — byreta K2 — kohout
h   — posun výšky hladiny P — zásobní objem plynu
M — manometr VS— vakuový systdm.
Vj — vpouatěcí kohout
□       &i        -       "*       5 ~0<\0 Q F6450       4 / 39
F6450        6 / 39
Měřeni pomoci vodivosti
11 \ k výveve
Obr. 5.95. Vakuové zařízení pro měření proudu plynu
1,2 - vakuometry; G - trubice se známou vodivostí
I = G(pi - P2)
&1 ~
F6450        7 / 39
I = G(pi - P2)^
t - celkový Cas, ť - doba otevření ventilu.
Tlak v pomocnem vakuovem sýstemu: ~ 1 — 2.10-7 torr.
F6450        9 / 39
F6450
10 j 39
F = (pi - P2)nr2 =  nnm(va + u)2 - nnm(va - u)2 nr2
OO
4u   2        ^/2nm 2
F = — nm4vaunr2 = p—nr2 = pW—— nr2 8 2      va   2        V kT 2
u=
nrip
F=/W(r?)21
i
□ &> -
F645O
11 / 39
Dynamická expanze
□      s      - =
F6450
13 j 39
Etalon na principu dynamické expanze
rozsah 1.10 1 — 10 6Pa chyba měření 0.6% — 2%
J1 1 Pref = IU+G
Vi — V2 I = P-
ti — t2
14 / 39
F6450
Průtokoměry
• plováčkové průtokoměry
• turbínové průtokoměry
• ultrazvukové průtokoměry
• průtokoměry založené na Coriolisové sile
• průtokoméry založéné na tlakové diférénci
• průtokoméry tépélné
15 / 39
F6450
É>uD
Re =-
Re<2000 2000<Re<4000
laminárníproudění
4000<Re
turbulentníproudění
□     &> -
F6450
16 j 39
přechod--»*
laminární turbulentní
laminární podvrstva
()
□   &> -
F6450
17 j 39
Princíp průtokoměru	Tekutina (K. P, Pa)	Přesnost (typická hodnota)
Clona	K, P, Pa	0,6-2 % z rozsahu
Venturiho trubice	K, P	0,6-2 % z rozsahu
Rotametr	K. P	2 % z rozsahu
Terčík	K. P	< 0,1-1 % z údaje
Turbina	K, P, Pa	0,1-2% z údaje
Vírový	K, P, Pa	0,5-1 % z údaje
Elektromagnetický	K	0,2-1 % z údaje
Ultrazvukový (Doppler)	K, P	1 % z údaje - 2 % z rozsahu
Ultrazvukový (klasický)	K, P, Pa	0,5 % z údaje - 2 % z rozsahu
Coriolisův	K, P, Pa	0,1-0,5 % z rozsahu
Tepelný	K, P, Pa	0,5 % z údaje - 2 % z rozsahu
Vážící systémy	K, pevné látky	0,1 % z údaje
LDA	K, P, Pa	1 % z údaje
Značkovací	K. P. Pa	1-2 % z údaje
Přepady (otevřené kanály)	K	3-5 % z údaje
Žlaby (otevřené kanály)	K	3-5 % z údaje
□      gp      -      =      ^   -o <\o
F6450        18 / 39
Princip průtokoměru	Opakovatelnost	Rozsah	Min. hodnota Reynoldsova čísla
Clona	0,5 % z údaje	3-10:1	3000
Venturiho trubice	0,5 % z údaje	4-10:1	10000
Rotametr	1 % z údaje	10:1	
Terčík	0,02 % z údaje	50:1	>100
Turbina	0,02 % z údaje	25:1	5000
Vírový	0,2 % z údaje	15:1	5000
Elektromagnetický	0,1 % z údaje	>100:1	2000
Ultrazvukový (Doppler)	0,5 % z údaje	>20:1	5000
Ultrazvukový (klasický)	0,25 % z údaje	>20:1	10000
Coriolisův	0,02 % z údaje	>100:1	1000
Tepelný	0,5 % z údaje	>100:1	5000
Vážící systémy	0,01 % z údaje	50:1	>100
LDA	0,02 % z údaje	2000:1	>100
Značkovací	1 % z údaje	1000:1	5000
Přepady (otevřené kanály)	1-2 % z údaje	400:1	
Žlaby (otevřené kanály)	1-2 % z údaje	120:1	
Korelace	0,5% z údaje	100:1	5000
□     s      - =			
F6450        19 / 39
A (^~2~ +      + Vgí> = AP2 + Vg^2
A2 - plocha mezi plovákem a trubicí, g2 - hustota plováku, Cd -koeficient ztrát - pro turbulentní proudění přibliZně konstantní
21 / 39
F6450
Turbínové průtokoměry
o
□       &i -
F6450        22 / 39
Ultrazvukové prutokomery
Obr. 10.1    Ultrazvukové senzory průtoku: a) princip, Vx, V\ je označeni pro
vysílací a Px, P2 přijímací funkci měniče, b) prodloužení dráhy šířeni ultrazvukového vlnění reflektory R
F6450        23 / 39
Zmena rychlosti nebo frekvence ultrazvukového vlnění průchodem kapalinou.
frekvence 500 kHz - 1MHz
spíse se používají pro merení kapalin, i kryokapalin (tekuty argon, dusík, helium)
()
F6450        24 / 39
Přůtokoměřy založené na Cořiolisově sile
Průtokoměry založené na tlakové diferenci
()
□       s -
F6450        32 / 39
Termoanemometr
konstantní rozdíl teplot
□ S1
F6450        34 / 39
Kalorimetrický hmotnostní průtokoměr
()
□       s -
F6450     36 j 39
F645O        37 / 39
□       s -
F6450        SS / S9
Snímač průtoku na Si čipu 2x6 mm [15-12]
prutok 2 - 500 ml.h-1, presnost merení 2%, príkon vyhrívíní 5-50 mW, reakcní doba < 2 ms
39 / 39
F6450