Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Prandtlovou trubicí je možné měřit i malé rychlosti proudění

číslo 8-9/2003

Prandtlovou trubicí je možné měřit i malé rychlosti proudění

Měření rychlosti snímáním dynamického tlaku Prandtlovou trubicí je v praxi velmi rozšířené. V čem spočívá tato metoda? Prandtlova trubice je spojena dvěma hadičkami s tlakoměrem. Hadičky přenášejí celkový tlak, který je tvořen součtem statického a dynamického tlaku, a statický tlak v kanálu (obr. 1). Celkový tlak je snímán otvorem umístěným na konci trubice, který je nastaven proti směru proudění, statický tlak je snímán v otvoru umístěném tak, aby se v něm vliv proudění neprojevil. Snímač tlakové diference měří rozdíl obou tlaků, což je tlak dynamický. Ten závisí na rychlosti proudění a hustotě plynu. Rychlost se vypočte z Bernouliho rovnice podle vztahu

Vztah 1.

pd = p – ps

kde v je rychlost média (m/s), pd dynamický tlak (Pa), p celkový tlak (Pa), ps statický tlak (Pa), r hustota vzduchu (kg/m3).

Proč měřit Prandtlovou trubicí?

Obr. 1.

Prandtlova trubice jako snímač dynamického tlaku pro zjištění rychlosti proudění překvapuje svou jednoduchostí. Z hlediska mechanického provedení je stabilní a robustní. Velmi málo ji poškozují nepříznivé vlivy okolí jako vysoké teploty (měří až do 700 °C), silně znečištěný vzduch nebo agresivní plyny. Také vůči mechanickým vlivům je odolná. Koneckonců je to „jen trubka„, jejíž materiál je na uvedené vlivy relativně necitlivý. Pro extrémní podmínky se dodává provedení z ušlechtilých korozivzdorných slitin.

Na rozdíl např. od vrtulkové sondy nemá Prandtlova trubice žádné ložisko, které by se mohlo znečistit, žádnou lopatku, která by se mohla ohnout nebo zkroutit. Také se nemůže stát, že by při nepozorném zacházení horká částice popílku způsobila poruchu. Kontrola funkčnosti je velmi rychlá: stačí zkontrolovat, zda trubice není prasklá nebo zda nejsou malé otvory ucpány. Kontrola profouknutím poskytne spolehlivou informaci.

Měření malých rychlostí proudění

Dosud bylo pro měření nízkých rychlostí možné použít pouze vrtulkový anemometr nebo termoanemometr, nikoliv Prandtlovu trubici. Důvod je zřejmý z rozboru vztahu (1). Použije-li se pro měření rozdílu tlaků snímač testo 525 s rozsahem 0 až 2 500 Pa, rozlišením 1 Pa a nejistotou 0,23. Dosadí-li se do rovnice (1):

Vztah 2.

Nové řešení

Přístroj testo 400 používá zcela nově vyvinutou sondu s rozsahem 100 Pa, kterou je možné měřit rychlost proudění od přibližně 1 m/s. Vlastní činný prvek sondy je tvořen piezorezistivním snímačem se zdvojenou membránou. Tímto provedením se docílí toho, že přesnost měření bude stálá a vliv vlastní tíhy snímače při změně polohy bude plně vyloučen. Snímač se dále vyznačuje:

  • stonásobnou přetížitelností – do až 10 kPa,
  • teplotní kompenzaci v rozsahu 0 až 50 °C – kolísání teploty při měření nemá žádný vliv na výsledek,
  • rozlišením 0,1 Pa,
  • velkou stabilitou nuly – je výhodná pro dlouhodobá měření (naměřené hodnoty je možné ukládat do paměti přístroje testo 400),
  • přesností (absolutní nejistotou v celém rozsahu) 1 Pa,
  • malou hysterezí,
  • dobrou reprodukovatelností.

Snímač se vyznačuje kompaktním provedením, které umožňuje měřit v zúžených, těsných a nedostupných místech. Dlouhé přívody a magnetický držák dovolují upevnění poblíž měřeného objektu.

Měření, záznam dat a jejich vytištění

U přístroje testo 400 je možné stiskem tlačítka odstartovat sérii měření, uložit ji do paměti a stanovit střední hodnotu. Naměřené hodnoty lze vytisknout buď přímo násuvnou tiskárnou nebo je odeslat k tisku pomocí infračerveného přenosu na jakoukoliv dostupnou tiskárnu. Dále je možné naměřené hodnoty uložit do interní paměti a potom speciálním programem pracujícím pod Windows přenést do počítače, kde mohou být dále zpracovávány a ukládány.

Další zpracování dat

U přístroje testo 400 lze všechna data naměřená na různých měřicích místech automaticky opatřit údajem o místě měření. Při pravidelném měření na různých místech je možné čtecí tužkou přečíst čárový kód daného místa a k tomuto místu naměřenou hodnotu přiřadit. Pro každé měřené místo je možné do paměti jednoznačně uložit další doplňující informace, jako poměr nominální a naměřené hodnoty, minimální a maximální hodnotu měření či jiné.

Samozřejmostí je možnost připojit přístroj testo 400 na každý počítač. Volitelný jednoduchý nebo komfortní program, který pomáhá převést data z různých měřicích míst včetně doplňujících informací do tabulek či grafů, umožňuje také data vyhodnocovat a statisticky zpracovávat.

Přístrojem testo 400 je možné při použití vhodných sond měřit i další parametry prostředí, jako teplotu, relativní vlhkost nebo prostorové proudění (použitím lopatkového anemometru nebo termoanemometrické sondy). Testo 400 také umožňuje ve spojení s kombinovanou sondou pro měření teploty a vlhkosti a sondou absolutního tlaku automaticky vypočítat přesnou hodnotu hustoty vzduchu. Ta se jinak zjišťuje komplikovaným výpočtem. S přístrojem testo 400 s tlakovou sondou do 100 Pa a Prandtlovou trubicí lze měřit malé rychlosti proudění vzduchu s velkou přesností.

Testo Praha, s. r. o.
Jinonická80
158 00 Praha 5
e-mail: info@testo.cz
http://www.testo.cz

Inzerce zpět