Датчик расхода воздуха. Измерение., Выбор дешевого расходомера Опции

[Halfback]

С праздниками товарищи!

Встала тут такая задачка по измерению объема/массы воздуха выдаваемого клапаном.
Вопрос в том, чтобы решение было наиболее дешевым. Была идея измерять по схеме - вход и выход пропорционального клапана шлангами завести на дифф. датчик давления - но адекватный замер не получается потому, что если надо выдавать постоянный объем воздуха то необходимо кратковременно закрывать клапан для измерения перепада.

Я в пневматике соображаю слабо, но мне как электронщику по профилю в этой пневмосхеме необходимо вставить некий шунт и измерять поток воздуха (величину тока ) через клапан.

Расходомер - хорошо с одной стороны - но дорого с другой. Менее чем за 50$ не встречал. Сверх точность не нужна - скажем 0,5 литра/мин подойдет. Максимальный расход - 100л/мин.

Спасибо если что толковое подскажете! Еще раз всех с праздниками!

[asdf]

Встала тут такая задачка по измерению объема/массы воздуха выдаваемого клапаном.
Вопрос в том, чтобы решение было наиболее дешевым. Была идея измерять по схеме - вход и выход пропорционального клапана шлангами завести на дифф. датчик давления - но адекватный замер не получается потому, что если надо выдавать постоянный объем воздуха то необходимо кратковременно закрывать клапан для измерения перепада.

Расходомер - хорошо с одной стороны - но дорого с другой. Менее чем за 50$ не встречал. Сверх точность не нужна - скажем 0,5 литра/мин подойдет. Максимальный расход - 100л/мин.

Обычно расход измеряют по перепаду давления на тарированной трубке Вентури.
Правда при точности 0.5 литра от максимума 100л/мин - т.е. 0.5% - Вам дешевле будет купить готовый измеритель, чем сделать самому такой.

[rx3apf]

Я в пневматике соображаю слабо, но мне как электронщику по профилю в этой пневмосхеме необходимо вставить некий шунт и измерять поток воздуха (величину тока ) через клапан.

Именно шунт и получается. Не знаю, как в пневматике, но в гидравлике при больших расходах это практикуется - дифференциальный датчик давления и шайба, шунтирующая поток. Вопрос лишь в калибровке...

[Halfback]

asdf
если быть по-точнее задача состоит в том, чтобы
1. Измерять расход при постоянно-открытом клапане. Расход - максимум до 20л/мин
2. Измерять расход за малые единицы времени - например 2 литра за 1 сек. Т.е. пропорциональный клапан открывается и за 1 сек должен выпустить в систему 2 литра.

rx3apf
Была бы такая штука для воздуха - ставим дифф. дачик давления, снимаем характеристику и... На словах получается вроде всё просто.

Сообщение отредактировал Halfback - Jan 6 2011, 11:06

[rx3apf]

asdf
если быть по-точнее задача состоит в том, чтобы
1. Измерять расход при постоянно-открытом клапане. Расход - максимум до 20л/мин
2. Измерять расход за малые единицы времени - например 2 литра за 1 сек. Т.е. пропорциональный клапан открывается и за 1 сек должен выпустить в систему 2 литра.

rx3apf
Была бы такая штука для воздуха - ставим дифф. дачик давления, снимаем характеристику и... На словах получается вроде всё просто.

Да понятно, что в реальной жизни все сложнее - вязкость воздуха наверняка зависит и от состава, и от температуры. Для непрерывного расхода тем не менее должна бы работать. А вот для дозированной подачи - тут явно напрашивается жиклер и ресивер, поддерживать стабильное давление в ресивере, тогда расход будет определяться лишь настройкой жиклера и временем. Я так понимаю...

[ASZ]

asdf
если быть по-точнее задача состоит в том, чтобы
1. Измерять расход при постоянно-открытом клапане. Расход - максимум до 20л/мин
2. Измерять расход за малые единицы времени - например 2 литра за 1 сек. Т.е. пропорциональный клапан открывается и за 1 сек должен выпустить в систему 2 литра.

rx3apf
Была бы такая штука для воздуха - ставим дифф. дачик давления, снимаем характеристику и... На словах получается вроде всё просто.

У Вас противоречие, максимум - это 2 л/сек, что равно 120л/мин или 20 л/мин? Определитесь.

Для дозировки малых объемов обычно используют газовые счетчики, вроде таких: http://lugansk.prom.ua/p113839-schetchik-g...00-rg-7000.html
На худой конец можно использовать бытовой газовый сч-к.
А для контроля расхода в непрерывном потоке - ротаметры: http://lugansk.prom.ua/p113846-rotametry-r...rrv-1-i-dr.html
Или дифманометр, вроде http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=DUXL10D совместно с сужающим устройством на воздуховоде, которое надо будет посчитать, или трубкой Пито.
В любом случае, дешево не выйдет.
Газовый счетчик легко адаптировать, нужно просто считать обороты (для роторного) или импульсы (для мембранного).
А вот с ротаметром хуже, там надо считывать положениие буйка.
Выбирайте.

[Garynych]

Была бы такая штука для воздуха - ставим дифф. дачик давления, снимаем характеристику и... На словах получается вроде всё просто.

Так есть она, только не просто шайба как сказал rx3apf а шайба с сеткой. Размер ячейки = сопротивление шунта.

[ASZ]

Так есть она, только не просто шайба как сказал rx3apf а шайба с сеткой. Размер ячейки = сопротивление шунта.

Очень плохое решение.
Сетка имеет свойство забиваться, в результате показания плывут.
В качестве, как тут выразились, шунта, используют сужающие устройства (это официальный термин) - шайбы, сопла, трубы Вентури.
Их форма и расчет оговорены ГОСТом.

[Garynych]

Очень плохое решение.
Сетка имеет свойство забиваться...

Не стану спорить, просто применения могут быть разные...

[shreck]

Может здесь чего подберете.
honeywell_airflow_sensors

[asdf]

asdf
если быть по-точнее задача состоит в том, чтобы
1. Измерять расход при постоянно-открытом клапане. Расход - максимум до 20л/мин
2. Измерять расход за малые единицы времени - например 2 литра за 1 сек. Т.е. пропорциональный клапан открывается и за 1 сек должен выпустить в систему 2 литра.
rx3apf
Была бы такая штука для воздуха - ставим дифф. дачик давления, снимаем характеристику и... На словах получается вроде всё просто.

Да без проблем, ставьте дроссельную шайбу и меряйте на ней перепад дифференциальным датчиком, только чтобы получать что-то внятное в виде расхода - придется эту шайбу протарировать для всего диапазона рабочих температур и давлений из-за высокой нелинейности процессов расширения газа на шайбе. При этом точность в 0.5% получить будет сложно.
Поэтому и используют более простые (линейные) сужающие устройства типа трубки Вентури или сопло Лаваля, что они позволяют часть параметров использовать расчетные или тарированные в нескольких точках, а не во всем диапазоне. .

[Евгений Германов...]

А чем не нравятся датчики массового расхода воздуха из автомобилей? Сам датчик не дешев, но метод можно попробовать воспроизвести.

Да без проблем, ставьте дроссельную шайбу и меряйте на ней перепад дифференциальным датчиком, только чтобы получать что-то внятное в виде расхода - придется эту шайбу протарировать для всего диапазона рабочих температур и давлений из-за высокой нелинейности процессов расширения газа на

Вы всю расходометрию к чему то нехорошему сведете. Диафрагма самое массовое сужающее устройство, и не у кого кроме Вас не вызывает столь негативной реакции. Проблема в относительно малом расходе. Приличный перепад не получить.

[Halfback]

Товарищи! Давайте тогда уж ближе к делу. Собранная вневматическая схема в приложении.
Б - балон с воздухом. Максимальное давление на выходе 16 Атм
Р - редуктор. Понижает давление до 4 Атм
ПК - пропорциональный клапан под управлением микриком
ДД - дифф. датчик давления до 7 Атм
И - инжектор. Типа распылителя.
АД - датчик абсолютного давления.

ДД1,2 измеряют давление относительно атмосферы.

Схема должна выдавать:
1. Постоянную выдачу воздуха, расход от 2л/мин до 20л/мин
2. Дискретную выдачу воздуха. Например в секунду 1 литр, потом 2 сек ждем.


Делал таким образом - снял характеристику расхода от давления после клапана. Вроде всё путем заработало: приоткрывали ПК и контролировали показания ДД2 - но проблема в том, что расход уменьшался как только создавалось пневмосопротивление на выходе трубки после инжектора. При этом ДД2 показания не изменил АД показывал при открытой трубе 0,3КПа, слегка прикрыли трубку - на АД стало 4КПа и при этом расход упал на 5 л/мин
Сейчас прорабатываю вариант с компенсацией уменьшения расхода в случае пневносопротивления за счет показаний АД (который определяет пневмосопротивление), будут сниматься характеристики. Может что и получиться...

Также меняли пневмосхему, где после ПК ставили некий переходник с переходом диаметров - с 1,6мм на 1,0мм. До и после переходника снимали разность давления. Но опять же на пневмосопротивление дифф. измерения на переходнике не реагировали. Это к тому, что скорее всего никакие трубки/сопла/трубы не помогут т.к. далее по схеме стоИт инжектор.

shreck
Как раз присматриваюсь к AWM9000. Но есть сомнения, что это будет работать при дискретной выдаче воздуха. Т.к. у таких расходников есть время инерции и достаточно большое.

На счет газовых расходомеров - не вариант, т.к. должно быть всё миниатюрно.

Сообщение отредактировал Halfback - Jan 7 2011, 14:39

Прикрепленные файлы

 ___________.bmp ( 388.61 килобайт ) Кол-во скачиваний: 30

 

[asdf]

Вы всю расходометрию к чему то нехорошему сведете. Диафрагма самое массовое сужающее устройство, и не у кого кроме Вас не вызывает столь негативной реакции. Проблема в относительно малом расходе. Приличный перепад не получить.

Вообще-то ни какой негативной реакции у меня нет , сомнения вызывает лишь желание автора затратив усилий менее чем на 50$ получить точность измерения расхода 0.5%. Мой небольшой опыт разработки измерительных стендов для расходов 100-400 л/мин говорит о том, что для получения такой точности этого ну очень недостаточно. Поэтому я и посоветовал, что если есть готовый измеритель за 50$, то лучше использовать его + обрисовал некоторые трудности.

[Halfback]

Точность пусть будет 10-15%. 0,5% это я, конечно, загнул...

Вопрос еще на засыпку: как вот в этих приборах измерят расход? Ставят дорогущие расходомеры? С трудом вериться... Расходомеры на 100л/мин размерами с руку а этот Флюк в руке помещается. В чем секрет фирмы?
http://www.biolight.ru/item.php?id=0002083

asdf
Расходомеры за 50$ к сожалению измеряют до 1л/мин. Чтобы мерить хотя бы 100л/мин - это уже цена вопроса за 200$ + соответствующие гарабиры расходомера.
Почитав в инете нашел некую приблуду для увеличения диапазона у 50$-х расходомеров - ставят байпасные трубки. Только как их считать и где купить готовые? Или самому мастерить из сырья?
Кстати где можно приобрести трубки Вентрури также не понятно. Искал, не нашел

Сообщение отредактировал Halfback - Jan 7 2011, 17:39

[ASZ]

Точность пусть будет 10-15%. 0,5% это я, конечно, загнул...
...skipped...
Почитав в инете нашел некую приблуду для увеличения диапазона у 50$-х расходомеров - ставят байпасные трубки. Только как их считать и где купить готовые? Или самому мастерить из сырья?
Кстати где можно приобрести трубки Вентрури также не понятно. Искал, не нашел

Труба Вентури Вам не нужна - слишком сложна и дорога в изготовлении.
Для относительно точного измерения почти мгновенных расходов в довольно широком диапазоне трубка Пито - наилучшее решение.
Инерционность будет зависеть в основном только от реакции датчика (дифманометра).
В принципе, ее можно сделать и на табуретке
Идея проста - положительнное давление на дифманометр нужно взять от динамического давления встречного потока, отрицательное - от статического давления в воздуховоде.
Этакая сдвоенная буква "Г" где изогнутая часть - навстречу потоку, прямая - перпендикулярно.
Пошарьте в гугле, там найдете более детальное описание и расчет.

[asdf]

Труба Вентури Вам не нужна - слишком сложна и дорога в изготовлении.
Для относительно точного измерения почти мгновенных расходов в довольно широком диапазоне трубка Пито - наилучшее решение.
Идея проста - положительнное давление на дифманометр нужно взять от динамического давления встречного потока, отрицательное - от статического давления в воздуховоде.

Вы забыли добавить, что трубку Пито нужно поставить в канал с известным сечением и, желательно, без потерь давления. Т.е. берем короткую цилиндрическую трубку, на концах ставим два конусных участка - для входа и выхода газа.
Делаем отвод перед входным конусным участком и в центре цилиндрического участка, оба отвода подключаем к дифманометру и получаем трубку Вентури .
Обычно я не ссылаюсь на Вики, но в данном вопросе там все достаточно корректно.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%...%83%D1%80%D0%B8
Плотность получаете по уравнению состояния измерив на входе абсолютное давление и температуру поступающено газа. Для Ваших условий выходной конусный участок (обычно конусность градусов 10-20) может быть таким же как и входной. Вопрос только в том, что площадь цилиндрического участка нужно выбрать из расчета максимального расхода и максимального перепада, измеряемого Вашим дифманометром.

Но честно говоря, если в начале было понятно, что нужно измерить расход газа, то после прочтения следующего сообщения мне совсем стало ничего непонятно

Схема должна выдавать:
1. Постоянную выдачу воздуха, расход от 2л/мин до 20л/мин
2. Дискретную выдачу воздуха. Например в секунду 1 литр, потом 2 сек ждем.

Делал таким образом - снял характеристику расхода от давления после клапана. Вроде всё путем заработало: приоткрывали ПК и контролировали показания ДД2 - но проблема в том, что расход уменьшался как только создавалось пневмосопротивление на выходе трубки после инжектора. При этом ДД2 показания не изменил АД показывал при открытой трубе 0,3КПа, слегка прикрыли трубку - на АД стало 4КПа и при этом расход упал на 5 л/мин
Сейчас прорабатываю вариант с компенсацией уменьшения расхода в случае пневносопротивления за счет показаний АД (который определяет пневмосопротивление), будут сниматься характеристики. Может что и получиться...

Т.е. судя по наличию ДД1 и ДД2 измеряется расход эжектирующего газа, но тогда то что при дросселировании выхода инжектора (или все таки эжектора?) изменяется расход инжектируемого газа (непонятно как это измеряется) это проблема расчета инжектора.
Не плохо бы уточнить, что же все таки Вам нужно.

[muravei]

Собранная вневматическая схема в приложении.
Б - балон с воздухом. Максимальное давление на выходе 16 Атм
Р - редуктор. Понижает давление до 4 Атм
ПК - пропорциональный клапан под управлением микриком
ДД - дифф. датчик давления до 7 Атм
И - инжектор. Типа распылителя.
АД - датчик абсолютного давления.

ДД1,2 измеряют давление относительно атмосферы.

Схема должна выдавать:
1. Постоянную выдачу воздуха, расход от 2л/мин до 20л/мин
2. Дискретную выдачу воздуха. Например в секунду 1 литр, потом 2 сек ждем.

ИВЛ делаете?

[ASZ]

Вы забыли добавить, что трубку Пито нужно поставить в канал с известным сечением и, желательно, без потерь давления. Т.е. берем короткую цилиндрическую трубку, на концах ставим два конусных участка - для входа и выхода газа.
Делаем отвод в перед входным конусным участком и в центре цилиндрического участка, оба отвода подключаем к дифманометру и получаем трубку Вентури .
Обычно я не ссылаюсь на Вики, но в данном вопросе там все достаточно корректно.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%...%83%D1%80%D0%B8
Плотность получаете по уравнению состояния измерив на входе абсолютное давление и температуру поступающено газа.

Но честно говоря, если в начале было понятно, что нужно измерить расход газа, то после прочтения следующего сообщения мне совсем стало ничего непонятно

Т.е. судя по наличию ДД1 и ДД2 измеряется расход эжектирующего газа, но тогда то что при дросселировании выхода инжектора (или все таки эжектора?) изменяется расход эжектируемого газа (непонятно как это измеряется) это проблема расчета инжектора.
Похоже, «все смешалось в доме Болконских», .

Только сейчас посмотрел схему - действительно, каша.
Кстати, в качестве трубы Вентури можно попробовать использовать сам инжектор со съемом давлений перед ним и в узкой части инжектора.
В любом случае калибровать придется.

[Halfback]

С трубками общая идея понятна. Непонятно только как реализовывать. Должно быть всё миниатюрным (размером с тем же мультиметром) а не занимать пол подвала многоэтажки.

Но всё же очень интересно, как измеряют расход в измерительных приборах умещающихся на ладони или в вышеупомянутых приборах ИВЛ.
Вот Флюк для примера. http://www.biolight.ru/item.php?id=0002083

Сообщение отредактировал Halfback - Jan 8 2011, 08:24

[muravei]

Вот Флюк для примера. http://www.biolight.ru/item.php?id=0002083

Простой способ:
Покупаете
Разбираете
Выясняете (и расскажите нам)

[ASZ]

> С трубками общая идея понятна. Непонятно только как реализовывать. Должно быть всё миниатюрным (размером с тем же мультиметром) а не занимать пол подвала многоэтажки.
...skipped...
=======================
]
"Мне все понятно про трактор, непонятно, куда же лошадь запрягать?!"(с)
А в от этом и заключается талант интегратора
Решите - задатки есть. Нет - в менеджеры Опять таки, там свои требования и проблемы.

[asdf]

С трубками общая идея понятна. Непонятно только как реализовывать. Должно быть всё миниатюрным (размером с тем же мультиметром) а не занимать пол подвала многоэтажки.

Уважаемый Halfback, мне кажется, что Вы не правильно понимаете ситуацию.
В Вашем случае стоит вопрос - как бы подобрать такие параметры дифманометра, чтобы трубку можно было сделать в большИх размерах, а не применять микромеханику, точнее микропневматику .
В первом приближении диаметр измерительной трубки будет в пределах 2-10мм, в зависимости от чуствительности манометра.

[Halfback]

asdf
Да вот очень похоже что меня тут не понимают. Мне нужно собрать компактный расходомер из тех деталей, которые можно купить а не делать чертежи и искать производство. Я электронщик и всегда знаю какие микросхемы мне нужны и где их брать, а вот с элементной пневматической базой у меня плохо. Вот в чем проблема. Если тут кто подскажет где и какие детали ля пневмосхем можно посмотреть чтобы собрать расходомер - вот это мне бы реально помогло.

Именно поэтому я и интересуюсь из чего собраны готовые изделия типа того Флюка.

[muravei]

asdf
Я электронщик и всегда знаю какие микросхемы мне нужны и где их брать,

.. и как перересовывать схемы из даташитов . А тут , такой облом, думать самому надо.
Такшта , поняли вас тут.

[Евгений Германов...]

Вообще-то ни какой негативной реакции у меня нет , сомнения вызывает лишь желание автора затратив усилий менее чем на 50$ получить точность измерения расхода 0.5%. Мой небольшой опыт разработки измерительных стендов для расходов 100-400 л/мин говорит о том, что для получения такой точности этого ну очень недостаточно. Поэтому я и посоветовал, что если есть готовый измеритель за 50$, то лучше использовать его + обрисовал некоторые трудности.

Я разделяю Ваши сомнения. Кстати, в описи на ротаметр сказано: "применяется для измерения плавноменяющегося расхода". Есть подозрение, что сопла, трубки и диафрагмы, в комплекте с дифманометром, также любят плавные изменения. А автор жаждет измерять импульс Надо искать нечто его измеряющее.

[ASZ]

Я разделяю Ваши сомнения. Кстати, в описи на ротаметр сказано: "применяется для измерения плавноменяющегося расхода". Есть подозрение, что сопла, трубки и диафрагмы, в комплекте с дифманометром, также любят плавные изменения. А автор жаждет измерять импульс Надо искать нечто его измеряющее.

Топикстартер нечетко уяснил задачу для себя, поэтому и схема ужасная, и требования расплывчатые.
В качестве первичного преобразователя уже дали целую кучу советов - и труба Вентури, и трубка Пито, и шайбы, и сам инжектор.
Если надо мерять импульс - ротаметр заведомо непригоден, т.к. буек имеет существенную массу и даст большой выброс.
Миниатюрные дифманометры, как тут уже давали ссылку, лучше Honeywell'овских, ИМХО, нет.
К тому же, если важна форма импульса расхода, подводящие к датчику трубки должны быть жесткими.

[ASZ]

Кстати, если Вы действительно разрабатываете аппарат для поддержки дыхания или обеспечения жизнедеятельности человека - бростье это немедленно.
С таким уровнем знаний это колоссальная опасность для будущих пользователей.

[muravei]

бростье это немедленно.
С таким уровнем знаний это колоссальная опасность для будущих пользователей.

Это вряд ли, теперь будет осторожнее.

[rudy_b]

Точность пусть будет 10-15%. 0,5% это я, конечно, загнул...

Ну тогда есть еще один способ - использовать подогреваемый пленочный терморезистор. Охлаждение - пропорционально разности температур и расходу, время реакции можно довести до долей секунды. Температуру входного воздуха измеряет аналогичный термодатчик без подогрева.

Самое простое - спиралька из тонкой проволоки (быстрая реакция) в потоке воздуха подогреваемая постоянным током. Падение напряжения даст изменение сопротивления, т.е. температуры.

Есть и другой вариант с отдельным нагревателем, по обе стороны которого стоят нормальные (полупроводниковые) терморезы. Поток воздуха нагревается и это берет термометр за нагревателем относительно термометра перед нагревателем.

[Евгений Германов...]

Для дозировки малых объемов обычно используют газовые счетчики
Газовый счетчик легко адаптировать, нужно просто считать обороты (для роторного)

По моему проще некуда и не надо. Кстати подобное сооружение легко откалибровать.