Существует ли метод измерения расхода газа через трубу, не встраивая счетчик в нее, и вообще на разрушая трубу и не имея контакт непосредственно с веществом.
В трубе есть участки с уменьшенным процентов на 10 диаметром. Возможно измерение температуры и давления в любой точке. Труба стальная, с известными параметрами (тольщина, мех. параметры, пр.). Можно искусственно повысить или понизить температуру на выбранных (не очень длинных - 1-2 м) участках.

Вы уже сами ответили на свой вопрос. Можно (и делали уже) так: нагревается середина трубы, на примерно равных расстояниях от нагревателя на трубу наматываются термодатчики (медь, никель, платина - по вкусу). Сверху теплоизоляция.
Или (Вы тоже об этом писали) можно измерять перепад давления на суженном участке трубы.
Возможны и другие варианты.

Не совсем понял. Каким образом?

Например ультразвуковые расходомеры. Выбор - широчайший.

Для газа накладные??? никакой точности не будет.
Разве что давление такое что почти жидкость

Tanya, что значит "нагревается середина трубы", и что дадут термодатчики?
А перепад давления на суженном участке трубы будет очень слабо зависеть от расхода газа.


Oldring, что не поняли - Каким образом Возможно измерение температуры и давления в любой точке? имеется в виду по всей протяженности трубы.

Nixon
Не, они встраиваются в трубу, как обыкновенные.

Не совсем понятно, что такое "не имея контакт непосредственно с веществом". Не имея контакт чего?
Если вы можете измерять давление и температуру, значит все-таки врезаетесь в трубу.
Укажите:
1. Диаметр трубы
2. Минимальный и максимальный расход.
3. Мин/Макс давление
3. Точность измерения.
4. Условия эксплуатации.
5. Бюджет?

Если речь идет о том, чтобы не трогать трубу вообще- то, по-моему, никак. А если о том, как обойтись без движущихся частей (турбинок) в трубе- так можете посмотреть, как это делается с применением сужающих устройств, скажем в корректорах Суперфло. Но точность таких конструкций падает с уменьшением расхода, при низких расходах турбинка все-таки лучше. Везде свои плюсы и минусы.






Зависит-зависит. На этом перепаде экономика России держится.

Не понял, каким образом возможно измерение температуры и давления газа в любой точке внутри стальной трубы без контакта с веществом?

Oldring, Ruslan1
Надо измерять, не трогая ни газ, ни трубу, и даже не имея ни газ, ни трубу

Ладно, не смог значить снятно передать; дело в том что во всех известных счетчиках газ проходит ЧЕРЕЗ счетчик. А надо чтоб не проходило. Трубу можно трогать, наматыват на нее что-нибудь, ухо приставить, и даже сверлить (убрав ухо)).

Диаметр трубы - любой неэкзотический - полдюйма, 150 мм, не важно.
Расход также - 10, 5, 0,1 куб.м в ч.
Давление околоатмосферное (3-8 атм),
бюджет - считаем неограниченный.
Сам газ давольно агрессивный и опасный, но и не так чтоб в темных переулках разбойничал, фторопласту - пофиг, железу - тоже. В общем этот вопрос не рассматрываем.
Точность - порядка процента.

Ну так если можно свеллить трубу - то в нее всегда можно засунуть какой-нибудь подходящий датчик скорости потока. Которых в принципе бывает множество. Опасность газа, конечно, ограничение - но выбор методов измерения довольно большой. Дальше калибровать с учетом физической модели. Может оказаться, что для указанных диапазонов расходов/диаметров потребуются разные датчики/модели. Если делать по месту - то возможно нужно будет калибровать как-то каждую установку отдельно. Потому что нету стандартного корпуса. Влияние стенок моему разумению уже нужно считать - оценивать условия потока в трубе, толщину пограничного слоя, профиль скоростей и т. д. Стандартная труба в этом деле подспорье - но если нет возможности работать со стандартным корпусом, не вижу причин не работать с тем что есть.

Если еще не важен профиль трубы, то недавно видел газосчетчик, работающий по принципу "свистка". Подробностей не знаю, но примерно так: профиль трубы выполнен таким образом, что бы при потоке газа возникал "свист" (в звуковом или ультразвуковом диапазоне не суть важно). Ну а дальше наверно понятно?

1. газ проходит не через счетчик, а через расходомерное устройство счетчика
2. наматывайье как хотете, не повредив выступающих часте расходомерного устройство, и не оборвав линий связи к нему
3. Диаметр еще как важен. Так как газ движется не равномерно по сечению. и для больших диаметров большие проблемы
4. Диапазон расходав 100 и точност 0.5% крутовато для бесконтактных, тем более и газ агрессивный.
Может и труба на Марсе находится?
5.Приятно иметь дело с неограниченным бюджетом

И не забудьте сначала оценить диапазон чисел рейнольдса в пределах которых Вы хотите работать. Потому что если вдруг в него попадет область неустойчивой турбулентности - думаю будет лучше если сразу смиритесь с неизбежным.

Ну хоть убей, не могу себе представить ситуацию, когда трубу МОЖНО сверлить, но одновременно НЕЛЬЗЯ вставить в нее вертушку или калиброванное сужающее устройство.

Минимально приходящее в голову- это есть:
1. труба известного диаметра (назовем ее сужающим устройством, СУ)
2. Ввернут датчик температуры газа
3. Ввернуты датчики давления до и после СУ.
Далее путем математических вычислений (зная еще кучку параметров о самом веществе) можно вычислить скорость потока и расход газа.

Именно таким образом сделан (был сделан?- я последний раз с этим сталкивался лет семь назад)) расчет газа на границах республик СНГ: установленные корректоры вычисляют объем, пользуясь вышеприведенными измеренными характеристиками.
При изменении расхода как правило происходит переход на СУ другого диаметра. Реально- просто закрывают одну из параллельностоящих ниток учета и открывают другую, где стоит свой корректор, уже настроенный на это СУ.

Точность- абсолютно достаточная. Но и аппаратура недешевая (комплект 10 лет назад стоил порядка 10к$).

Oldring
Вот какраз этот "какой-нибудь подходящий датчик скорости потока" и надо, но пока ничего подходящего не нашел. Вообще интересны прежде всего уже реализованные на практике методы. То как в вентиляционных трубах расход мерят, это конечно не годится. Есть еще воздухомеры для систем впрыска, они бывают с заслонкой и с платиновой проволокой; второй вариант более интересен, но не нашел никаких сведений об опыте измерения больших расходов газа в трубах этим методом. Да и сам метод не совсем понятен, хотя похоже работает
Если метод будет найден, приспособить к местам не составит труда - труба какраз и стандартная, и не так уж разнообразны трубы, по диаметру ли, по другим ли параметрам. А вот учитывать состояние внутренней поверхности может и пощипает нервы, но будет решаемо наверно.
А большие скорости там нет, так что каких-нибудь еффектов не ждем.

otrog
Метод свистка - это опять-же газ походит через счетчик. Давай условие сформулирую так: в трубу можно делать дырки, прорезы продолные и поперечные, но нелзя целиком перерезать ее, вырезать кусок и вставлять другой.

Владимир

1. Ну я это и называю счетчиком, а дальше табло будет или колесики - какя разница?
2. Не понял
3. Не думаю что в указанном диапазоне (до сотен мм) возникнут новые проблемы.
4. Кто сказал 0,5%. можно 1, 2, можно даже 5, но лучше 2. У нас на марсе газ - на вес воды
5. А скока у Вас там наш булыжнык стоить будет? А у нас их дофига . На самом деле бюджет не неограничен, просто пока нет ограничений. Пока размышления идут теоретические.

Ruslan1
Вот именно - в дырку вставить можно, а в трубу - нелзя. Но за это убивать не будем
Поэтому СУ отпадает, хоть и звучит грозно. Там есть и "собственные" суженные участки, не везде правда, но можно было воспользоваться этим там, где есть, но разница не так значительная, и по закону подлости трубы большего диаметра - более толстостенные. Не по каким нибудь соображениям, а просто делали что попадалась.
Корректоры не зря так дороги - они очень сложны. А работают они до сих пор по такому-же принципу, ничего нового. Вообще в науке газорасходоизмерения все как в 60-х, ничего нового не происходит. Не считая, конечно, этот наш разговор

Посмотрите annubar flow meter и термо-анемометр

С проволокой как раз все совершенно понятно. Меряется теплоотдача с тонкой нагретой проволоки. Которая зависит от скорости обтекающего потока по известному закону. Только нужно чтобы на поверхности горячей платиновой проволоки не шли химические реакции. Еще можно вспомнить метод измерения динамического давления и метод измерения скорости звука не говоря про всякие крыльчатки.

По поводу эффектов - да, видимо все-таки случай ламинарный, но лучше рассчитайте. По грубым оценкам предельные случаи могут оказаться где-то вблизи порога развития турбулентности.

Тогда святое врезать ультразвуковые датчики.
Единственное требование отсутсвие в газе песка
Пескоструем поверхность датчиков "съедается " мгновенно
По "Ядовитости "газа надо определится.
От этого выбор напыления керамики для защиты
и выбор "Наклейки"
- это типа "Просветления" оптики только для ультразвука (согласования для передачи улитазвука от датчика к газу)

sensor_ua, это они и есть - расходомеры с проволоками

Oldring, в описаниях работы этих расходомеров, например здесь, есть моменты, к которым охотно бы придрался, но во первых, как и выше сказал, стоят они на машинах и прекрасно справляются, даже влажность воздуха не учитывают, не то что плотность и т п, во вторых, бюджет при них надо иметь действительно неограниченный, но самое главное, что они и вправду расходомеры, а не счетчики, а это не иначе как контроллерами их еще укомплектовать или сеть сооружать. Мне на данный момент более всех меточные конструкции заинтересовали, а если уж расходомеры - самые привлекательные из них - электромагнитные. Правда "мой" газ непроводящий, но ионизации не особо сопротивляться должен. может стоит и попробовать.

Владимир

Тоже конечно интересно, они есть на эффекте доплера, и т. н. "парные", но ничего толком пока узнать не удалось.

Попробуйте рассмотреть метод вихрей Кармана, думаю много найдете поиском. А суть такова в середину трубы ставится стержень(лучше квадратный) и при протеканий газа или жидкости за стержнем образуются вихри с частотой прямо пропорциональной расходу и вот эти вихри уже можно ловить ультразвуковыми датчиками. Так сделаны датчики расхода воздуха на некоторых японских автомобилях.
На других автомобилях действительно есть датчики с платиновой нагретой нитью, но это довольно дорого и есть необходимость время от времени (в автомобиле постоянно при старте) отжигать нить чтобы удалить все что на ней осело.

Доплер не самый точный метод. к томуже примеси надо иметь в газе от которых идет отражение

Ну что ж, таковы значит местные условия, хотя и интересно, как так может получится (дырку можно, а кусок трубы заменить нельзя). Но к сути разговора это не относится.
В корректорах ничего сложного нет, кроме однажды разработанных формул. Если интересно- у меня где-то даже лежит документация с перечнем покупных библиотек, примененных в одном таком корректоре. Никаких ноу-хау в этой области и не придумаешь, формулы вообще-то чуть ли не в ГОСТе прописаны. Есть корректоры, где все расчеты происходят вообще таблично.

А деньги берутся потому, что это промышленность, тут деньги никто не считает. Особенно газовая- мне рассказывали, что даже в наших краях в советское время на шашлыки вертолетом летали, я уж не говорю про Тюмень всякую.

Насчет с нагревом- видел такой экспериментальный датчик: термометр1-нагреватель-термометр2. Расход есть функция от температур и количества тепла, сообщенного нагревателем газу. Насколько такие вещи реально работают и применяются в промизмерениях расхода газа- не знаю, но зависимость там точно была, в крайнем случае наверное можно переводить таблично.

Не газовая, Не Тюмень, Не Ваши края, Не шашлыки, а вот за медом было дело

[/quote]


Насчет с нагревом- видел такой экспериментальный датчик: термометр1-нагреватель-термометр2. Расход есть функция от температур и количества тепла, сообщенного нагревателем газу. Насколько такие вещи реально работают и применяются в промизмерениях расхода газа- не знаю, но зависимость там точно была, в крайнем случае наверное можно переводить таблично.
[/quote]
У меня два таких валяются. Произведены в начале 90-х еще в СССР. С тех самых пор и не использовались.

Недавно отправлена рацуха (в той конторе где я работаю) на вычисление массового расхода пара (теплоноситель - перегретый пар воды). Важно иметь результаты измерений перепада давления на диафрагме, температуры и давления теплоносителя(без грамотно организованного контакта с теплоносителем-невозможно).Результат - достоверный (относительная погрешность=1.5/%) массовый расход теплоносителя) массовый [т/ч] расход теплоносителя. Если заинтересует - пишите в личку.

Наверное, наиболее удобным будет датчик потока газа, работающий по принципу измерения сноса тепла (один из вариантов - та самая "платиновая проволочка).
Другой вариант уже предлагался - "термометр-нагреватель-термометр".
Предлагаю третий вариант. Идея не моя, датчик такой реально применялся в потоке воздуха.
Делается катушка из 2 _одинаковых_ секций, расположенных рядом друг с другом в потоке газа последовательно. Катушки будут использоваться как нагреватель и как проволочный термометр сопротивления. Параллельно катушкам подключается прецезионный делитель напряжения из резисторов (искусственная средняя точка сигнала датчика).
Через обе катушки последовательно пропускается ток, разогревающий их (одинаково, т.к. катушки идентичные). При отсутствии потока газа температура катушек одинакова, сопротивление, соответственно, одинаково. Выходное напряжение датчика (относительно средней точки) - нулевое.
При наличии потока газа, тепло от первой из катушек переносится на вторую (по направлению потока), возникает разность температур катушек, выходное напряжение датчика изменяется.
Требования: одинаковость катушек, их небольшая собственная теплоемкость, хорошая передача тепла от одной к другой (без рассеивания "мимо").
Небольшая разница в катушках может компенсироваться подстройкой делителя напряжения ("0").
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Видел непохожий на проволоку термоанемометрический датчик с 3-я резистивными элементами - один в середине (буквально) нагревающий, другие с разных сторон и разной длины. Делал для них контроллер, но задание безвременно застыло. А видел и вааще на одном ТСП-50 и совершенно чумовой электронике - у людей обеспечивало 2% (якобы) по расходу - просили сделать 1% - пришлось упираться долго и таки отбился.
А проволочные(струнные) плотномеры встречал и делал для них немало обрабатывающих железок. Потому не мог предположить, что анемометрический метод переобзовут в проволочный - ещё бы вокально-инструментальным назвали))
Ультразвуковые накладные есть уже и для газа, но пока живьём не щупал - немцы делают. К нам приезжали предлагали, но я закладывался на интегральные решения (тоже немцы какие-то) - там у дигитайзера другие параметры сенсора забиты. Пока ждём-с.