Принцип меток потока

Принципоснован на измерении скорости искусственно создаваемых или естественных образований (меток), отличающихся каким-то свойством от остального вещества. При использовании этого принципа измерение расхода жидкостей или газов сводится к измерению средней скорости меток при прохождении ими участка трубопровода известной длины (базы).

Метки могут быть тепловые, химические, радиоактивные, магнитные. Они отличаются по соответствующим свойствам от общего потока, но по остальным они должны быть идентичными ему.

Основной погрешностью является несоответствие между скоростью меток и средней скоростью потока. Метки различной природы в зависимости от формы и свойств подвержены действию различных тормозящих и ускоряющих сил. При малых скоростях потока источником погрешности может быть броуновское движение частиц.

Расходомер состоит из поляризатора I, источника меток II, анализатора III и измерительного устройства IV (рис. 16.3). Жидкость, атомные ядра которой обладают магнитным моментом, сначала поступает в сильное поляризующее постоянное магнитное поле N₁ – S₁, где в результате ядерной намагниченности происходит поляризация ядер. Участок трубопровода с катушкой 3 образует датчик ЯМР, подключенный к устройству обнаружения сигналов ЯМР 4. Катушку 2 подключают ключом 6 к высокочастотному генератору 5. В участке трубопровода с катушкой 2 происходит изменение ядерной намагниченности (образуются метки) и при подходе этой жидкости к катушке датчика ЯМР изменяется интенсивность или знак сигнала. При периодическом подключении генератора 5 к катушке 2 в потоке будут создаваться участки жидкости с деполяризованными ядрами (метками), которые, проходя через датчик ЯМР, будут вызывать периодическое изменение (или инверсию) сигнала ЯМР, который идет на измеряемый прибор 7. Расчет приводится в [3].

Основной погрешностью является погрешность определения времени прохождения меткой базы. Погрешность определения момента зависит от размытости фронтов метки, шумов, релаксационных изменений ядерной намагниченности и др.

Рис. 16.3. Структурная схема времяимпульсного расходомера