Лазерные время-импульсные расходомеры
В связи с ростом цен на энергоносители и требованиями промышленности к повышению точности измерения расхода природного газа, нефти и других видов топлива начата разработка лазерных расходомеров. Точность существующих средств измерения расхода природного газа приблизилась к своему теоретическому пределу, и дальнейшее повышение точности без перехода на принципиально новые методы не дает надежды на преодоление достигнутого уровня.
Одним из теоретически возможных методов измерения расхода прозрачных жидкостей и газов может быть время-импульсный метод. Суть его в том, что время распространения импульса лазерного излучения в движущейся оптически прозрачной среде изменяется по сравнению с неподвижной средой за счет явления сноса фронта волны лазерного излучения. При этом скорость движения среды прямо пропорциональна разности времени движения импульса лазерного излучения по потоку и против потока измеряемой среды:
G = j(3,14D2 / 4)(Тпротив потока – Тпо потоку),
где j – коэффициент пропорциональности;
D – диаметр трубопровода;
Тпротив потока – время распространения импульса лазерного излучения против потока;
Тпо потоку – время распространения импульса лазерного излучения по потоку.
Для того чтобы понять, с какими трудностями могут столкнуться разработчики подобных расходомеров, следует оценить, какими величинами времени здесь придется оперировать. При диаметре трубопровода 1 м, длине пути светового луча 1,5 м для воды с коэффициентом преломления n = 1,2 и скоростью движения потока 10 м/с разность времени хода лучей против потока и по потоку составит:
где с = 300 000 000 м/с (скорость света в безвоздушной среде).
Как видно из приведенных расчетов, реализовать на практике данный метод в обозримом будущем не представляется возможным.
Другие статьи
- Лазерные время-импульсные расходомеры
- Лазерные доплеровские расходомеры
- Расходомеры переменного перепада давления
- Ротаметры – поплавковые расходомеры
- Тепловые расходомеры газа