Датчик потока

[4712357482]

http://www.ru.endress.com/eh/sc/euro...omass-prosonic - у нас на производстве используются: http://www.ru.endress.com/eh/sc/euro...f/#product/83I - для непроводящих сред и http://www.ru.endress.com/eh/sc/euro...f/#product/53H - для проводящих.
Я не хвастаюсь (первый стоит около 10000 ?) просто, когда действительно нужна точность, деваться некуда. А для охлаждающей воды можно замутить ротаметр, если неохота его чистить - с индуктивными датчиками в нужных точках.

[Halex07]

В них только чугуна меньше, а начинка-то одинаковая.

Электроника - да, согласен. А вот именно за "чугун", медь и нержавейку бабки и дерут. И еще, я что-то не видел, чтобы ТС собирался мастачить коммерческий узел учета, а именно там обычно применяют класс B1, на цену которого Вы упорно ссылаетесь, да еще и во фланцевом исполнении (где "чугуна" поболе). "Сэндвич" ПРЭМ Ду20 класса С1, что ему более, чем достаточно, даже, если насос с частотником уже получается 12 290 деревяшек, минусуем комплектный блок питания 12V 0,5А (от него можно отказаться и поставить свой) это еще минус 750р.
Ну, а чтобы совсем завершить этот холивар электромагнитных расходомеров, загляните внимательно в тот прайс по вашей ссылке, только ниже на Калужские ЭМ расходомеры МастерФлоу. Вот там чугуна минимум (пластик) и цены приемлемые. Плюс к тому там для Ду20 есть резьбовое исполнение, т.е. монтаж выполнить проще, даже сварка не понадобится. И там цена двадцатки даже класса B c динамикой 1:500 составит уже 10 490р. (опять же с блоком питания), а если взять класс Б1, так и вообще семь с полтиной, а без БП получится даже чуть меньше 200 у.е. (если ТС так больше нравится сравнивать).

[Scadauser]

на цену которого Вы упорно ссылаетесь

Да я специально "запугиваю", это ж ясно. Просто стрельба из электромагнитной пушки по воробьям как-то коробит. Конечно, можно найти и подешевле на этом принципе, но сами же говорите - ладно был бы коммерческий учёт - он всё оправдает, кроме самодельщины. А то складывается ощущение, что ТС нужно просто знать, течёт ли вода, и не слишком ли её мало. Наверное, ему и реле протока бы подошло. Или ротаметр, как предложил 4712357482. Можно даже с датчиком Холла и магнитиком. Можно и самопальный сварганить.

[died_once]

А если задачу решить несколько другим методом ? надо стабилизировать тепературу на диодах, вот от нее и плясать
конструкция такая
Датчик температуры на тиристоре -› частотный преобразователь-›насос
на ЧП ставим минимальную частоту - водяной насос должен чуть чуьт прокачивать воду. с увеличением температуры - разгоняем насос.
будет вам и экономия энергии и скорость потока - как нужно. на 3х котлованом двигателе частотник отбивается за год- полтора при постоянной работе

[cooper123]

можно в качестве датчика потока использовать оптическую мышку. придется совт дописывать, но зато технически все готово. миниатизировать и вставить в поток. правда зависит от чистоты воды, но может быть для вашего случая проканает, а если нет, то придется дорабатывать, но тогда дешевизна не гарантируется.
можно и вращение турбинки измерять той же мышкой, если точность большая не нужна.

[Alex9797]

Сам сейчас бьюсь над подобной задачей для резервирования насосов. Промышленных несколько перепробовал - ненадёжно и капризно в настройке.

.
Когда я работал на той фирме, где требовалось большое количество расходомеров, то сначала использовал бытовые водомеры с крыльчаткой. Выбрасывал верхнюю часть с редуктором и счетчиком, вместо нее ставил плату с датчиком Холла, который срабатывал от магнита на крыльчатке. Такие штуки работали отлично, чувствительность высокая, точность вообще супер. И еще был большой плюс - это смешная цена. Поэтому эти водомеры я ставил не только туда, где требуется точное значение расхода, но и в качестве простых датчиков протока. Тоже было удобно, так как легко можно было задавать любой порог срабатывания.
.
Но оказалось, что они очень недолговечны. Выше об этом уже говорилось. Ресурс у них маленький, оськи стираются полностью за пару месяцев. То есть, они оказались ненадежными. Поэтому для датчиков протока я использовал самопальные поплавковые датчики. Отдаленно по принципу действия они напоминают ротаметры. Но в ротаметрах внутреннее сечение трубы переменное по длине. А я использовал отрезок обычной пластиковой водопроводной трубы. В общем, на вложенных рисунках я попытался нарисовать конструкцию этих датчиков.
.
На первом рисунке:
1. Отрезок пластиковой трубы. Внутренний диаметр - на размер больше диаметра основной трубы.
2. Поплавок. Металлический, материал - алюминий, дюраль, латунь. Цилиндрической формы, диаметр меньше внутреннего диаметра трубы. Чтобы поплавок не улетел за пределы датчика, пластиковая труба с торцов имеет ограничительные шайбы.
3. Нижняя катушка датчика положения
4. Верхняя катушка датчика положения
5. Поплавок из фторопласта, с латунными кольцами
.
В общем, идея такова. Датчик расположен вертикально. При отсутствии протока поплавок под действием силы тяжести опускается вниз, и ложится на ограничительную шайбу. Нижняя катушка датчика положения реагирует на наличие металла (короткозамкнутый виток). Когда в трубе появляется проток достаточной величины, он увлекает за собой поплавок вверх, до упора в верхнюю ограничительную шайбу. В этом положении на поплавок реагирует верхняя катушка, и датчик положения формирует сигнал о наличии протока.
.

Вся беда в том, что у многих насосов Grundfos, особенно серии UPS, проток и перепад давлений хиленький, и чувствительности механических датчиков не хватает

.

Цельнометаллический поплавок хорош для больших порогов срабатывания.
Если нужен более чувствительный датчик, который срабатывает при малейших расходах, я делал легкий поплавок из фторопласта. Он более сложный, из нескольких деталей. Корпус поплавка из трех деталей - средняя, цилиндрическая, и две торцевые, конусные. Между ними вставлялись два кольца из латуни, чтобы на поплавок реагировали катушки датчиков положения. Чтобы такой поплавок не болтался в трубе, не перекашивался и не заклинивал, его диаметр делается лишь на миллиметр меньше внутреннего диаметра трубы. Тогда он двигается практически параллельно стенкам, и не заклинивает. А для того, чтобы сохранить внутреннее сечение датчика протока, чтобы оно было не меньше сечения основной трубы, на теле поплавка делаются продольные канавки. Их количество, глубина и ширина определяются опытным путем.
.
На торцах поплавков - фаски, для лучшей обтекаемости. Но, если нижний конец поплавка сделать в виде удлиненного конуса, с острым углом при вершине, то датчик с таким поплавком будет иметь "мягкую" характеристику в начальной области. То есть, положение поплавка будет меняться плавно, в диапазоне расходов от нуля и до некоторой небольшой величины. Это дает возможность настраивать датчик на несколько малых значений протока, при помощи нескольких нижних катушек.
.
Нижняя ограничительная шайба - сплошная. Верхняя может иметь прорези, через которые будет проходить вода, когда поплавок примет верхнее положение. Для большей пропускной способности прорези можно сделать и на верхней части поплавка. Для облегчения металлического поплавка, особенно если он из латуни, в его теле вдоль оси можно высверлить часть металла, глухое отверстие большим диаметром.
.
Для датчика положения можно использовать простейшие генераторы с самовозбудом. Катушка вокруг трубы входит в состав контура генератора. Когда в такую катушку вводится короткозамкнутый виток, которым является металлический поплавок, у генератора срываются колебания, или значительно изменяется частота генерации, и/или заметно падает амплитуда колебаний.
.
.
Такие датчики работали отлично, безотказно. Дешевые и простые в изготовлении. Но у них был один недостаток - они могут работать только при вертикальной ориентации. А это было не всегда удобно, а в некоторых случаях и вообще невозможно. Поэтому, когда удалось выйти на хороших поставщиков дешевых датчиков давления фирмы Моторола, появилась возможность делать расходомеры с сужающим устройством, на перепаде давления. Часть таких расходомеров и были использованы в качестве датчиков протока в проблемных случаях. Но те, что на этих рисунках - так и остались, и работают до сих пор.

[кустомер]

Видел еще такую конструкцию (для слабых потоков) трубка, по которой идет поток, свернута в кольцо, такая замкнутая кольцевая петля. В кольцо положен шарик, и под действием потока он бегает по кругу. Никаких осей, стираться нечему)))))
Как сделаны вводы в кольцо - точно не знаю.

[кустомер]

Могу еще предложить (непроверенную) идею: упругая пластинка вдоль потока, закрепленная с одного конца. Второй конец может вибрировать на своей резонансной частоте. Такой упругий язычок внутри трубы.
Если вдоль этого вибрирующего язычка идет поток (в направлении от закрепленного конца к вибрирующему, то на колеблющийся конец со стороны потока действует дополнительная возвращающая сила, таким образом, резонансная частота должна смещаться.
Привод может быть либо от электромагнитов снаружи трубы, либо в потоке может быть пьезоэлемент.
(Однако не уверен, как это сработает на высоких частотах. Тут будет влиять сжимаемость жидкости, скорость звука, и т.д. Только экспериментально.)

[Alex9797]

Как сделаны вводы в кольцо - точно не знаю.

Практически так же, как и в счетчик с турбинкой. Основная струя проходит по касательной к беговой дорожке шарика. Часть потока ответвляется в камеру с шариком, и создает там круговое движение воды, увлекающее за собой шарик.
Но в таких расходомерах нет участка трубки, свернутой в кольцо.

Есть подобные расходомеры, в которых применяется изогнутая прозрачная трубка. Как раз они предназначены для малых расходов жидкости. Но там трубка свернута не в кольцо, а в полукольцо. И шарик не бегает по кругу, а лишь отклоняется на некоторый угол от самой нижней точки.
Если подробнее - измерительный участок имеет U-образную форму, правильную полуокружность. Внутри - шарик, диаметр которого меньше внутреннего диаметра трубки. При отсутствии расхода шарик находится в самой нижней точке, в покое. При появлении расхода поток увлекает его, и шарик отклоняется от положения равновесия, пока сила тяжести не будет уравновешена силой гидродинамического давления. Чем больше скорость жидкости, тем больше отклонение шарика. На стенках прозрачной трубки нанесены деления, в единицах расхода.

[Alex9797]

упругая пластинка вдоль потока, закрепленная с одного конца. Второй конец может вибрировать на своей резонансной частоте.

Примерно по такому принципу работают вихревые расходомеры. Поперек потока крепится металлический брусок, призматического сечения. Брусок - это громко сказано. Спичка тоже имеет форму бруска. Эти бруски достаточно маленькие. В общем, при обтекании такого бруска потоком жидкости, за ним возникают вихри, периодически меняющие направление. Другими словами, они "виляют" сзади бруса, как у собаки хвост, влево-вправо-влево-вправо. Причем периодичность такого виляния довольно линейно зависит от скорости потока. То есть, частота смены направления вихрей увеличивается пропорционально скорости потока. Это дает возможность создавать расходомеры, с широким рабочим диапазоном. Для измерения частоты используют то, что при смене направления вихрей возникает изменение давления между левой и правой кромками бруса. Частоту смены давления фиксируют пьезодатчики, или дифференциальные датчики давления.

P.S. Да, забыл отметить, что в предложенной Вами конструкции, если пластина и будет колебаться, то резонансная частота возникнет только в момент, когда расход будет иметь одно единственное, конкретное значение. А при всех других значениях колебания будут значительно слабее. То есть, это уже не будет датчик протока, показывающий, что расход превысил некоторый порог. Ведь как только расход станет выше "резонансного", то выходной сигнал датчика станет снова таким же, как при минимальном расходе.