Принцип действия датчика герметичности на базе теплового расходомера

Датчик герметичности на базе теплового расходомера включает два блока: первичный преобразователь и вторичный преобразователь. Датчик состоит из титановой трубки со штуцерами на концах для соединения с арматурой. На трубке расположены термометры сопротивления и нагреватель.

Функционирование датчика основано на применении эффекта изменения коэффициента теплопередачи от стенки трубки в поток жидкости или газа через пристеночный (пограничный) слой при изменении скорости V движения потока. Пограничный слой, стенка трубки и, следовательно, нагреваемый термометр прогреваются в зависимости от скорости потока и мощности нагревателя, величина которой постоянна.

Другой термометр (холодный), расположенный до нагревателя (по направлению скорости потока), прогрет практически так же, как стенка трубки, то есть до температуры потока. Изменение температуры нагреваемого термометра вызывает изменение его сопротивления и, следовательно, нарушает баланс схемы моста, сигнал с которого поступает во вторичный преобразователь.

Для выхода датчика на режим требуется большое время. Кроме того, продолжительное время занимает восстановление сигнала после прекращения протечек, т. е. датчик имеет существенную инерционность, которая ограничивает область его применения.

С точки зрения сигнализации состояния герметичности арматуры ни один из рассмотренных способов не дает оптимального решения. Применительно, например, к судовой арматуре заслуживает внимания сигнализация по давлению внутри уплотнения (особенно для клапанов с шаровым затвором) и по наличию расхода на базе тепловых расходомеров (измерение протечек непосредственно за клапаном). Также, существует кориолисовый расходометр, который использует для измерения расхода жидкостей и газов эффект Кориолиса.

Датчик герметичности может только дополнять датчик положения, но не заменять его. Наиболее целесообразно использование датчика герметичности для вызова оператора с пульта управления.

Для разработки датчиков герметичности необходимо четко регламентировать максимально допустимые протечки арматуры при эксплуатации.