И снова расходомеры. Расходомеры ионизационные

 Ионизационные расходомеры

Принцип  действия  ионизационных  расходомеров  основан на измерении скорости перемещения в потоке некоторого ионизированного объема газа. Как показали исследования, скорость продвижения ионов равна скорости потока. Возможен также способ измерения расхода по сопротивлению разрядного промежутка между двумя электродами, которое зависит от местной скорости.

Ионизацию можно  производить различными   ионизирующими устройствами. Наибольшее распространение для измерения расхода получили устройства с электрической ионизацией потока и с ионизацией при помощи радиоактивных излучений, иногда пользуются комбинированным способом ионизации.

Расходомеры с тлеющим разрядом выполняются в виде щупа с воздушным или водяным охлаждением (Рисунок 1 — Ионизационный   анемометр  тлеющего разряда Ионизационный анемометр тлеющего разряда).


В корпусе щупа 3 закреплены платиновые электроды 2 с зазором , равным 0,1…. 0,2 мм. При достаточно большой разности потенциалов (порядка 10 кВ) между электродами возникает так называемый тлеющий разряд. Скорость газового потока влияет на условия движения ион между электродами, что отражается на величине сопротивления раз рядного  промежутка. Протекающий между электродами ток имеет величину 10-5 — 10-12 А и изменяется обратно пропорционально скорости в месте измерения. Для определения расхода необходим знать зависимость средней скорости потока от измеренной, т. е. профиль распределения скоростей по сечению. Такой расходомер отличается высокой чувствительностью и малой инерционностью.


Расходомеры с периодической искровой ионизацией измеряют скорость продвижения ионизированных объемов газа от места ионизации до приемника ионов.

Анемометр с периодическим коронным разрядом и радиоактивным облучением

На рисунке 2 -(Анемометр с периодическим коронным разрядом и радиоактивным облучением) схематически показан такой расходомер.

В трубопроводе 1 расположен остроконечный электрод 3, находящийся под положительным потенциалом порядка 1,6—1,8 кв. Электрод подключен к источнику напряжения через со противление. Острие электрода является точкой коронного разряда, происходящего в моменты накопления на острие достаточного заряда. Для улучшения условий образования разряда электрод облучается-частицами от источника радиоактивных излучений 2.

После каждого разряда возникает ионное облако. При прохождении ионного облака вблизи приемника ионов 4 на сопротивлении возникает импульс напряжения. Импульсы .на сопротивлениях усиливаются в электронных усилителях 5 и 6 и подаются на электронное устройство 7 для измерения промежутков времени между импульсами, а с него — на регистрирующий прибор 8.


Расходомеры с непрерывной ионизацией потока радиоактивным облучением работают следующим образом:

Ионизационная камера имеет два плоских электрода 1 и 2, размещенных в потоке. На один из электродов нанесен слои радиоактивного вещества, испускающего альфаили бета-частицы, ионизирующие газовый поток, протекающий .между электродами. При создании на электродах разности потенциалов порядка 100—300 в между электродами начинает протекать ионный ток. величина которого зависит от количества ионов, уносимых потоком из межэлектродного пространства, т. е. величина ионного тока пропорциональна скорости потока.Расходомеры с ионизацией потока модулированным радиоактивным излучением (см. рисунок 3Ионизационный расходомер).

 

См. также:  Ультразвуковые расходомеры. Расходомеры фазовые

Радиоактивные излучения модулируются с постоянной частотой модулятором 3, выполненным в виде вращающегося- диска с прорезью. Радиоактивные излучения от источника 2 периодически прорываюгся и ионизируют поток газа, протекающего по труболроводу 1, в моменты, когда .мимо источника излучений проходит щель модулятора. Скорость газового потока определяется по величине промежутков времени между моментами подачи излучений в поток и моментами прохождения ионного облака 4 мимо электродов выражающимися импульсами тока, протекающего между электродами. Эти импульсы, усиленные электронным усилителем 6, подаются на электронное устройство, состоящее из блоков 7, 5, 9 для измерения промежутков времени между импульсами, где время перемещения ионного облака от модулятора до электродов преобразуется в пропорциональное напряжение постоянного тока, мотор: через выходной каскад 10 подается на регистрирующий прибор 1.

К недостаткам рассмотренных расходомеров следует отнести  влияние параметров газа, температуры и давления на величину ионизации. Исключение влияния этих параметров усложняет конструкцию импульсных и чувствительных элементов. Кроме того, эти расходомеры не применимы для измерения расходов сильно ионизированных и раскаленных газов.