Měření proudu plynu i = Ps • měření malých proudů plynu v vakuové technice • průtokoměry Výběr průtokoměru: • přesnost • reprodukovatelnost • měřící rozsah Vakuová fyzika 2 Měření malých proudů plynu v vakuové technice • plynová byreta • měření pomocí kapky Hg • měření pomocí vodivosti • měření na základě silového působení • dynamická expanze Vakuová fyzika 2 2/44 Plynová byreta Obr. 5.94. Jednoduché zařízení na měření a přípravu určitého proudu plynu /' — zásobník; 1" — trubice; 2 - k nádobě s kapalinou; 3 - kohouty; 4 — vpouštěcí kohouty; 5 - k vakuové aparatuře *J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 ■g -O0.O Vakuová fyzika 2 y s Obr. 7-43a. Měření proudu plynu vpouštěného do vakuového systému. B — byreta V, — kohout h — posun výšky hladiny P —. zásobní objem plynu M — manometr yS— vakuový systém. Vx — vpouštěcí kohout 2_ 2L. Pátý: Fyzika nízkých tlaků, Academia, Praha 1968 Obr. 13: Plynová mikrobyreta: M - měrná kapilára s dělením podle objemu; Z - zásobník kapaliny; O - ochranná nádobka; K - kohout (pro vyrovnání tlaků), P - přívod plynu; JV - jehlový ventil pro řízené napouštění plynu do vakua. 3J.Král:Cvičení z vakuové techniky, ČVUT Praha 1996< □ ► 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:l 1000 Tepelný 0,5 % z údaje >100:1 5000 Vážící systémy 0,01 % z údaje 50:1 >I00 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 13 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hla< Vakuová fyzika 2 idiny, Ben, Praha 200S -00.0 19 / 44 Plováčkové průtokoměry 14 14S.Ďad'o, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S ono 20 / 44 Vakuová fyzika 2 A + vij + Vg£ = AP2 + YgQ2 <» = CA,^ (*-!)= W A2 - plocha mezi plovákem a trubicí, Q2 - hustota plováku, Cd - koeficient ztrát - pro turbulentní proudění přibližně konstantní Vakuová fyzika 2 21 / 44 Turbínové průtokoměry senzor průchodu lopatek -frekvence impulzů úměrná průtoku rotor turbíny - úhlová rychlost úměrná průtoku 15 15S.Ďad'o, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S ono 22 / 44 Vakuová fyzika 2 Ultrazvukové průtokoměry v,,p, b) Obr. 10.1 Ultrazvukové senzory průtoku: a) princip, Vv Vr2 je označeni pro vysílací a Px, P2 přijímací funkci měniče, b) prodloužení dráhy šířeni ultrazvukového vlnění reflektory R 16 16S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, -Prah* 200i ono Vakuová fyzika 2 Změna rychlosti nebo frekvence ultrazvukového vlnění průchodem kapalinou. frekvence 500 kHz - 1 M Hz spíše se používají pro měření kapalin, i kryokapalin (tekutý argon, dusík, helium) □ ► *o i i i m i > 1 Vakuová fyzika 2 24 / 44 Průtokoměry založené na Coriolisově sile S.Ďaďo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fValns 200S ono 25 / 44 Vakuová fyzika 2 18 18S.Ďad'o, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S -OQ.O 26 / 44 Vakuová fyzika 2 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyigBen, fVaJns. 200S -ono 27 / 44 Vakuová fyzika 2 20_ 20S.Dad'o, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S ono 28 / 44 Vakuová fyzika 2 v = 0 -2m.v.rä m = častice co = úhlová rychlost v = radiální rychlost Fr = Conolisova síla B co Acp (ů - úhlová rychlost Fc = Coriolisova síla Acp = fázový posuv A, B = senzory t = čas - m amplituda kmitů O.l^rn, rezonanční kmitočet 500-700 Hz 21 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, Ben, Praha 2005 Vakuová fyzika 2 29 / 44 dvojité smyčky Obr. 12.14 Mikromechanicky zhotovený Coriolisův průtokoměr max. průtok 5 ml.h , frekvence kmitů 8 kHz, vstupní otvor 0.5 mm 22 S.Ďaďo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fValns 200S -OQ.O 30 / 44 Vakuová fyzika 2 Průtokoměry založené na tlakové diferenci S.Ďaďo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fVahí 200S ono 31 / 44 Vakuová fyzika 2 vtokplynu p++Si \ membrána proud plynu J p, |i 1 ■dielektrikum •elektroda 24 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, Ben, Praha 2005 32 / 44 Vakuová fyzika 2 Vakuová fyzika 2 33 / 44 Venturiho trubice ptStMM pte> t flaku Venturiho trubke Klasická Venturiho trubice ([4-12]) 26 6S.Ďad'o, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S ono Vakuová fyzika 2 Termoanemometr T média P topení r*---*i C R senzoru JJJJJJ R topení konstantní rozdíl teplot 27 'S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, Ben, Prah* 200Ž -oa-P Vakuová fyzika 2 Kalorimetrický hmotnostní průtokoměr EH m F tí H Ír N K i T, -1-•-1— »-T---- L/2 0 l/2 28 3S.Ďad'o, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, -Prah* 200i ono Vakuová fyzika 2 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fraJns 200S -ono 37 / 44 Vakuová fyzika 2 S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fralns 200S -ono 38 / 44 Vakuová fyzika 2 31 31S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladiny, Ben, Praha 2005 39 / 44 Vakuová fyzika 2 Snímač průtoku na Si čipu 2x6 mm [15-12] 32 průtok 2 - 500 ml.h-1, přesnost měření 2%, příkon vyhřívání 5-50 mW, reakční doba < 2 ms S.Ďaďo, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fValní 200S ono 40 / 44 Vakuová fyzika 2 Deformací průtokoměry Zásuvný deformační průtokoměr ([9-2]) 33 3S.Ďad'o, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S -OQ.O Vakuová fyzika 2 Pružinový průtokoměr s direktivní pružinou a mechanickým převodem polohy na ukazatel ([6-5]) 34 S.Ďad'o, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, fValní 200i -ono 42 / 44 Vakuová fyzika 2 Pitotova trubice —"S^ Princip Pilotovy trubice 35 S.Ďaďo, LBejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen, frainí 200S -ono 43 / 44 Vakuová fyzika 2 Prandtlova trubice otvory rovnoměrně rozmístěné po obvodu Prandtlova trubice tvaru L připojená k diferenčnímu manometru měřícímu rozdíl celkového tlakupta statického tlakups ([5-6]) 36_ 36S.Dad'o, L.Bejček, A. Platil: Měření průtoku a výšky hladinyeBen,-Prah* 200S -ono 44 / 44 Vakuová fyzika 2