Приборы для измерения ад. Приборы для измерения артериального давления: виды, принцип работы, точность измерений

Какие бывают приборы для измерения артериального давления. Как работают тонометры. Насколько точны измерения давления различными приборами. Как правильно измерять артериальное давление в домашних условиях.

Виды приборов для измерения артериального давления

Для измерения артериального давления используются различные виды тонометров:

• Механические (анероидные) — с манометром и стетоскопом
• Полуавтоматические — с электронным блоком и ручным нагнетанием воздуха
• Автоматические — с полностью автоматизированным процессом измерения
• Запястные — компактные автоматические приборы для измерения на запястье

Выбор конкретного типа тонометра зависит от индивидуальных потребностей пациента и рекомендаций врача. Механические приборы считаются наиболее точными, но требуют определенных навыков использования. Автоматические тонометры просты в применении и подходят для домашнего мониторинга давления.

Принцип работы тонометров

Как работают приборы для измерения артериального давления? Принцип действия основан на методе Короткова:

1. На плечо накладывается манжета и накачивается воздух до полного пережатия артерии
2. Воздух медленно выпускается, давление в манжете снижается
3. При появлении первого тона (систолическое давление) и его исчезновении (диастолическое) фиксируются показания манометра

В механических тонометрах врач прослушивает тоны стетоскопом. В автоматических приборах используются специальные датчики и алгоритмы для определения давления.

Точность измерения артериального давления

Насколько точны измерения артериального давления различными приборами? Точность зависит от нескольких факторов:

• Качество и класс прибора
• Правильность использования
• Индивидуальные особенности пациента

Механические тонометры при правильном использовании обеспечивают погрешность не более 3 мм рт.ст. Качественные автоматические приборы имеют сопоставимую точность. Для домашнего применения важно выбирать сертифицированные модели проверенных производителей.

Как правильно измерять артериальное давление дома

Для получения точных результатов при измерении давления в домашних условиях необходимо соблюдать следующие правила:

• Проводить измерение в спокойной обстановке после 5 минут отдыха
• Не употреблять кофе и не курить за 30 минут до процедуры
• Правильно наложить манжету на 2-3 см выше локтевого сгиба
• Расположить руку на столе на уровне сердца
• Не двигаться и не разговаривать во время измерения
• Проводить 2-3 измерения с интервалом 1-2 минуты и вычислять среднее значение

Соблюдение этих простых рекомендаций позволит получать корректные результаты при самостоятельном контроле артериального давления.

Современные технологии в измерении давления

Развитие технологий привело к появлению инновационных решений для измерения артериального давления:

• Смарт-часы и фитнес-браслеты с функцией измерения давления
• Беспроводные тонометры, синхронизирующиеся со смартфоном
• Приборы с расширенной диагностикой нарушений сердечного ритма
• Системы телемониторинга давления с передачей данных врачу

Однако важно помнить, что инновационные гаджеты не заменяют традиционных методов измерения и требуют осторожного подхода к интерпретации результатов. Для постановки диагноза и назначения лечения необходима консультация врача.

Выбор прибора для измерения давления

На что обратить внимание при выборе тонометра для домашнего использования?

• Тип прибора (механический, автоматический, запястный)
• Точность измерений (погрешность не более 3 мм рт.ст.)
• Наличие памяти для хранения результатов
• Размер манжеты, соответствующий обхвату руки
• Простота использования и понятность инструкции
• Наличие необходимых сертификатов

Оптимальный выбор — автоматический тонометр на плечо от проверенного производителя. Перед покупкой рекомендуется проконсультироваться с врачом.

Интерпретация результатов измерения давления

Как правильно оценивать полученные при измерении показатели артериального давления? Нормальными считаются следующие значения:

• Систолическое (верхнее) давление: 100-139 мм рт.ст.
• Диастолическое (нижнее) давление: 60-89 мм рт.ст.

Однако важно учитывать, что нормы могут различаться в зависимости от возраста и состояния здоровья. Стабильное повышение или понижение давления относительно индивидуальной нормы требует консультации врача. Не стоит заниматься самолечением на основании домашних измерений.

Заключение

Регулярный контроль артериального давления — важная составляющая заботы о здоровье. Современные приборы позволяют легко измерять давление в домашних условиях. При правильном выборе тонометра и соблюдении правил измерения можно получать достоверные результаты. Однако окончательную интерпретацию показателей и назначение лечения должен осуществлять врач.

33650-12: LD Приборы для измерения артериального давления

Назначение

Приборы для измерения артериального давления LD (исполнения LD-60, LD-61, LD-70, LD-70NR, LD-71, LD-71A, LD-80, LD-80Silver, LD-81, LD-90, LD-91, LD-100) предназначены для измерения систолического и диастолического артериального давления крови методом тонов Короткова.

Описание

Принцип действия приборов для измерения артериального давления LD основан на использовании метода тонов Короткова. Приборы состоят из мембранного манометра, компрессионной манжеты, воздушного клапана и нагнетателя. С помощью нагнетателя в манжете, надетой на плечо, создается давление, превышающее систолическое давление крови, затем давление в манжете плавно снижается с помощью клапана. При давлении в манжете равном систолическому появляются тона Короткова, которые прослушиваются стетоскопом. При появлении первого тона Короткова по манометру производят отсчет значения систолического давления. При снижении давления в манжете менее диастолического давления крови тона Короткова исчезают. В момент прослушивания последнего тона Короткова по манометру производят отсчет диастолического давления.

Приборы для измерения артериального давления LD имеют несколько исполнений, которые отличаются массой и габаритами, а также в исполнениях LD-60, LD-61, LD-70, LD-70NR, LD-71, LD-71A, LD-80, LD-100 манжета имеет две трубки, одна из которых соединяется с манометром, а вторая с нагнетателем. В исполнениях LD-80Silver, LD-81, LD-90, LD-91 манжета имеет одну трубку, которая подсоединяется к манометру, жестко соединенному с нагнетателем. Исполнение LD-100 выполнено в настольном варианте. Исполнения LD-60, LD-61, LD-71, LD-71A, LD-80, LD-81, LD-91, LD-100 укомплектованы стетоскопом.

LD-60    LD-61    LD-70    LD-70NR    LD-71

LD-71A

LD-80

LD-81

LD-90

LD-80Silver

LD-100

LD-91

Технические характеристики

Диапазон измерения давления в манжете, мм рт. ст. Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении давления в манжете, мм рт. ст.

от 0 до 300

±3

Исполнения	Размер манжеты (для окружности плеча), см	Г абаритные размеры, мм	Масса (без упаковки и сумки), г
LD-60	33-46	115x185x75	390
LD-61	18-26	115x185x75	309
LD-70	25-36	115x185x75	264
LD-70NR	25-40	115x185x75	237
LD-71	25-36	115x185x75	328
LD-71A	25-36	115x185x75	328

LD-80	7-26	115x185x75	351
LD-80 Silver	25-36	130х140х58	384
LD-81	25-36	115x185x75	296
LD-90	25-40	115x185x75	251
LD-91	25-36	115x185x75	318
LD-100	25-36	173х135х140	464

Условия эксплуатации:

температура окружающего воздуха, °С    от 10 до 40

относительная влажность, % не более    85 Условия хранения:

температура окружающего воздуха, °С    от — 34 до 65

относительная влажность, % не более    85

Срок службы прибора, лет    7

Срок службы манжеты и нагнетателя, лет    3

Знак утверждения типа

наносится в руководство по эксплуатации типографским способом и на прибор методом наклеивания.

Комплектность

Комплектность

Исполнения

LD-60

L D 1 1

LD-70

LD-70NR

L D 1 1

LD-71A

L D 1 00 О

LD-80 Silver

L D 1 00

LD-90

L D 1 1

LD-100

Манометр LD-S013 — 1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

Манометр LD-S026 — 1 шт.

+

+

Манометр LD-S027 — 1 шт.

+

+

Манометр LD-S048 — 1 шт.

+

Манжета -1 , 3 шт.

1

1

1

1

1

1

3

1

1

1

1

1

Нагнетатель с обратным клапаном — 1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Клапан воздушный -1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Стетоскоп -1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

Сумка — 1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Руководство по эксплуатации — 1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Г арантийный талон -1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Упаковка — 1 шт.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Поверка

осуществляется по документу P 50. 2.032-2004 Рекомендации по метрологии “Измерители артериального давления неинвазивные. Методика поверки”.

Основные средства поверки — установка для поверки каналов измерения давления и частоты пульса УПКД-2, диапазон измерения значений давления воздуха, мм рт. ст., от 20 до 400; пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения давления воздуха, мм рт. ст. ±0,5.

Сведения о методах измерений

Приведены в Руководстве по эксплуатации.

Нормативные документы, устанавливающие требования к приборам для измерения артериального давления LD (исполнения LD-60, LD-61, LD-70, LD-70NR, LD-71, LD-71A, LВ-80, LD-80Silver, LD-81, LD-90, LD-91, LD-100)

1.    ГОСТ Р51959.1-2002 «Сфигмоманометры (измерители артериального давления) неинвазивные. Часть 1. Общие требования».

2.    ГОСТ Р51959.2-2002 «Сфигмоманометры (измерители артериального давления) неинвазивные. Часть 2. Дополнительные требования к механическим сфигмоманометрам».

3.    ГОСТ Р 50444-92 «Приборы, аппараты и оборудование медицинские. Общие технические условия».

4.    Техническая документация фирмы-изготовителя.

Рекомендации к применению

— при осуществлении деятельности в области здравоохранения.

Tensoval duo control 22-32 см

Современный прибор для контроля артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений в домашних условиях. Сочетает в себе два метода измерения АД: аускультативный (метод Короткова – метод, дающий точный результат измерения даже при аритмии), осциллометрический (помогает вычислить наиболее точные показатели АД по заданному алгоритму).

Комбинация двух профессиональных методов измерения позволяет удвоить точность измерения АД при нарушениях
сердечного ритма или тяжелой артериальной гипертензией, распознавать нарушения сердечного
ритма.
Наличие технологий Duo Sensor (два профессиональных метода измерения в одном приборе) и Comfort Air (индивидуальных подход к накачиванию манжеты для каждого человека), индикатора аритмии, интеллектуальной системы Fuzzy Logic (максимально быстрое измерение АД при сдувании манжеты благодаря индивидуальной синхронизхации с пульсом). Возможность выбора манжеты в
зависимости от объема плеча. Память 2х60 измерений: среднее значение АД, дата и время измерения. Легкое управление с помощью одной клавиши «Старт/Стоп», крупный дисплей и цветная маркировка клавиш. Автоматическое выключение после использования. Сумка для хранения.

Технические характеристики тонометра Tensoval® duo control:

Метод измерения аускультативный (метод Короткова) и осциллометрический
Используемые технологии Duo Sensor, Comfort Air, Fuzzy Logic, синхронизация с пульсом

Диапазон измерений

систола (SYS): 50 – 250 мм рт. ст.
диастола (DIA): 40 – 160 мм рт. ст.
пульс (PULSE): 40 – 160 ударов в минуту

Высокая точность измерения  подтверждена

BHS A/A – Британским обществом по борьбе с гипертензией
Германским объединением по борьбе с гипертензией
ESH, AAMI, DIN EN 1060-4, СИ и др.

Источник питания

4 х 1,5 V щелочные батарейки (AA / LR06) или
сетевой адаптер HARTMANN Tensoval® (приобретается отдельно)

Автоматическое отключение через 3 минуты после окончания измерения
Емкость элементов питания > 1400 измерений
Емкость памяти 2 х 60 измерений, средние значения по рекомендациям ВОЗ,
дата и время; «гостевой» режим измерения

Установка батареек

Откройте крышку отсека для батареек на нижней части прибора ( в направлении стрелки) легким нажатием на защелку.

Установите четыре батарейки типа АА, так , чтобы положительная (+) и отрицательная(-) маркировка на батарейках совпадала с полярностью в отсеке для батареек. При несоблюдении полярности прибор функционировать не будет, и может вытекать элекролит батарейки!

Закройте крышку отсека и слегка надавите, пока не сработает защелка. При замене батареек показатели артериального  давления в памяти сохраняются, дату и время нужно устанавливать заново.

Правильное расположение тела и тонометра.

• Давление можно измерть на правой или левой руке. Следующие измерения следует проводить на той руке, где показатели выше.
• До начала измерения выдержите паузу как минимум 5 минут.
• Во время измерения нельзя двигаться и говорить. Это может привести к неточному измерению.
• Измерение следует проводить в спокойном месте, в расслабленном положении сидя.
• После употребления кофе или никотина необходимо подождать час до начала измерения.
• Не измеряйте давление после приема ваннны или занятий спортом.
• При позыве к мочеиспусканию до начала измерения Вам следует посетить туалет.

Установка даты и времени

Для установки даты и времени необходимо выключить прибор, вытащить и вставить батарейки. Снимите крышку отсека для батареек на нижней части прибора. Приподнимите одну из установленных батареек на 1-2 секунды и затем снова вставьте ее в отсек для батареек. После этого отсек можно закрыть. Автоматически включается функция установки времени. На дисплее покажется число «31», означающее день, число «12»-месяц. Это соответствует дате 31 декабря.

На дисплее мигает левая цифра. Вы можете изменить день нажатием кнопки М1 (+) или М2(-). Например, двойным нажатием кнопки  М2(-) дата устанавливается на 29 декабря. Текущая дата сохранятся нажатием красной кнопки  START/ STOP . Теперь мигает правое число, обозначающее месяц. установить текущий месяц можно нажатием кнопок М1(+) или М2(-) и сохранить с помощью красной кнопки START/ STOP . Теперь появляется индикатор года 2007. Это значение Вы можете  также изменить вышеописанным способом и сохранить нажатием кнопки START/ STOP . 

Затем вы можете перейти к установки времени. На дисплее мигает левое число, которое соответствует 12:00. Например, двойным нажатием М1 (+) Вы можете установить время на 14.00 часов. Если желаемое время усановлено , сохраните его нажаием кнопки START/ STOP . Теперь загорается правое число , и Вы можете задать минуты. Если желаемое число мину установлено, сохрание его нажатием кнопки START/ STOP .

Наложение манжеты.

Измерение следует проводить на свободной от одежды руке с более высоким показанием артериального давления. Если Вам неизвестно , на какой руке лучше измерять давление, проконсульируйтесь с Ваим лечащим врачом. Если манжета находится в развернутом виде, проденьте конец манжеты через металлическкую скобу, чтобы образовалась петля . При этом застежка-липучка должна находиться снаружи. Наденьте манжету на плечо, трубка находится посредине локтевой ямки и направлена в сторону ладони.

 Теперь возьмите свободный конец манжеты, туго оберните его вокруг руки и застегните застежку-липучку. Наложите манжету таким образом , чтобы трубка манжеты располагалась посередине локтевого сгиба на артерии, а нижний край манжеты был расположен примерно на 2-3 см выше локтевой ямки.

Манжету следует накладывать достаточно плотно, но не сильно туго, так чтобы можно было ввести два пальца между рукой и манжетой и сверху и снизу.

Измерение артериального давления

Мы рекомендуем измерять артериальное давление в положении сидя. Свободно положите руку ладонью вверх на чехол прибора или подсилку. Проследите, чтобы манжеа находилась на уровне сердца. Включайте прибор только после наложения манжеы , т.к. в противном случае избыточное давление может повредить манжету.

Нажмите красную кнопку START/ STOP . Появление всех сегментов дисплея, сопровождаемое мигающей направленной вниз стрелкой, свидетельствует о том , что прибор выполняет автоматическую проверку и готов к измерению. После этого начинается автоматическая накачка  примерно до 190 мм рт. ст. Если этого давления накачки недостаточно или процесс измерения наруен, прибор проводит поэапну. подкачку по 40 мм рт. ст. до соответствующего значения давления. 

Если требуется более высокое давление накачки, Вы можете опуститть процедуру подкачки, снова нажав START/ STOP  сразу после начала процесса накачки, пока не будет достигнуто желаемое значение давления в манжете. Последнее должно превышать систолическое давление примерно на 30 мм рт.ст.

Примечание: не следует двигаться и разговаривать на протяжении всего процесса измерения! 

Если во время измерения Вы по какой-либо причине хотите прервать процесс измерения, просто нажмите красную кнопку START/ STOP . Процесс накачки и измернеия прерывается , и давление автоматически снижается . Во время падения давления в манжете, отображается символ сердца и падающее давление в манжете.Появление звукового сигнала свидетельствует о заверении процессаа измерения. На дисплее одновременно отображаются показаели систолического и диастолического давления, а ниже- частота пульса.

После окончания измерения над показателями давления высвечивается время, а слева М1 или М2. М1 соответствует результатам измерения первого лица. В М2  могут быть сохранены результаты второго лица. Для выключения прибора нажмите кнопку START/ STOP , в противном случае приборе отключится автоматически через 3 минуты.

Индикация ошибок

  Контрольные индикаторы и символы

Скачать инструкцию

Технология Йельского университета доставляет данные с «адской планеты» и выводит астрономов на ее орбиту

Разработанная Йельским университетом технология помогла астрономам проследить огненный след так называемой «адской планеты», экзопланеты, расположенной в 40 световых годах от Земли и прозван за очень близкую орбиту к своему солнцу.

Спектрометр EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES), разработанный в Йельском университете астрономом Деброй Фишер и установленный на телескопе Lowell Discovery Telescope Лоуэллской обсерватории в Аризоне, зафиксировал сверхточные измерения звездного света от солнца далекой планеты. Астрономы теперь проанализировали эти измерения, чтобы определить орбиту планеты 55 Cnc e, прозванной «адской планетой».

Новые данные опубликованы 8 декабря в журнале Nature Astronomy.

55 Cnc e, обнаруженный в 2004 году, настолько горячий (примерно 3600 градусов по Фаренгейту), что его поверхность представляет собой океан лавы.

На диаграмме показана орбита экзопланеты 55 Cnc e (обозначена черной точкой) вокруг своей звезды 55 Cnc (большой кружок). Орбита планеты, показанная наклонной горизонтальной линией, в целом совпадает с экватором звезды. Когда планета движется между звездой и Землей, свет родительской звезды падает. Результирующее изменение наблюдаемого цвета звезды зависит от того, какую половину звезды пересекает планета. Из-за эффекта Доплера полушарие, вращающееся к Земле, немного более синее, полушарие, вращающееся от Земли, более красное, а середина не изменилась. (Л. Чжао и др./Nature Astronomy 2022)

«В то время как Земля совершает один оборот вокруг нашего Солнца за 365 дней, изучаемая здесь планета совершает один оборот вокруг своей звезды 55 Cnc за 17,5 часов», — сказал Фишер, профессор астрономии Юджина Хиггинса на факультете искусств и наук Йельского университета. и старший автор нового исследования.

«Астрономы предполагают, что эта планета сформировалась намного дальше, а затем вышла на свою нынешнюю орбиту, — сказал Фишер. «Это путешествие могло выбить планету из экваториальной плоскости звезды, но этот результат показывает, что планета крепко держалась».

Фишер также является директором отдела астрономических наук Национального научного фонда и ведущей фигурой в изучении экзопланет — планет за пределами Солнечной системы Земли.

Лили Чжао, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке и бывшая аспирантка Йельского университета, которая работала с Фишером над EXPRES, является ведущим автором исследования.

«В этом результате используются данные EXPRES для определения выравнивания спин-орбиты 55 Cnc e, которая является ультракороткопериодической экзопланетой суперземли в системе из пяти планет», — сказал Чжао. «Наши измерения накладывают интересные ограничения на динамическую историю этой системы и то, как планеты мигрируют так близко к своим звездам. Это самое маленькое такое измерение на сегодняшний день».

Основная миссия EXPRES заключается в поиске планет земного типа на основе слабого гравитационного влияния, которое они оказывают на свои звезды.

EXPRES делает это с помощью эффекта Доплера. Когда источник света движется к вам, длина волны света, который вы видите, короче и голубее. Когда источник света удаляется, длина волны становится шире и краснее. EXPRES был разработан для измерения смещения длины волны с беспрецедентной точностью.

В новом исследовании исследователи узнали, что 55 Cnc e вращается вокруг 55 Cnc вдоль экватора звезды — в отличие от других четырех планет в системе, которые находятся на совершенно разных орбитальных путях.

Это означает, что планета могла сформироваться на относительно более холодной орбите дальше от Земли и со временем медленно падать к своему солнцу. По мере того, как планета приближалась, более сильное гравитационное притяжение более толстой экваториальной середины Солнца изменяло орбиту планеты.

Полученные данные могут помочь исследователям лучше понять, как планеты формируются и движутся с течением времени, говорят Чжао и Фишер. Такая информация имеет решающее значение для выяснения того, насколько распространена среда, подобная Земле, в других частях Вселенной.

«Сегодня наша точность с EXPRES более чем в 1000 раз выше, чем 25 лет назад, когда я начал работать охотником за планетами», — сказал Фишер. «Повышение точности измерений было основной целью моей карьеры, потому что это позволяет нам обнаруживать меньшие планеты при поиске аналогов Земли».

Соавторы исследования из Йельского университета — Эндрю Шимковяк, Рэйчел Рёттенбахер, Сэмюэл Кэбот и Сэм Вайс. Дополнительными соавторами являются Ведад Куновац и Джо Лама из обсерватории Лоуэлла; Джон Брюэр из Университета штата Сан-Франциско; Сара Милхолланд из Массачусетского технологического института; и Кристина Хеджес из Мэрилендского университета и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

Как, черт возьми, мы измеряем расход жидкости? | Девин Гейтс | Интуиция

Будь то жидкость, вода, лава, жидкий гелий или земная атмосфера, она может течь в различных условиях. Но как именно вы измерите этот поток и зачем вообще его измерять? Для вас это важнее, чем вы думаете…

Фото Тэма Минга: https://www.pexels.com/photo/rusty-analog-gauge-7865898/

По неизвестным причинам у меня всегда была страсть к измерениям , или «метрология», и поэтому имело бы смысл только то, что всю свою взрослую жизнь я провел в окружении каких-то измерений.

От работы в механическом цехе и измерения физических размеров различных деталей до продажи контрольно-измерительных приборов, я всегда был рядом с измерительными приборами. Излишне говорить, что за это время я многое узнал об измерениях в целом.

Что еще более важно, я также понял, почему измерения сами по себе очень важны для общества. На самом деле, я придерживаюсь мнения, что стандартизация измерений — это то, что действительно вывело нас из темных веков.

Но как точно измерить поток воды в трубе? Когда вы включаете кран, вы можете изменять количество вытекающей воды, но как вы физически измерите это количество воды?

Существует довольно много различных технологий, которые можно использовать для измерения расхода, но мы рассмотрим лишь некоторые из них, особенно более современные приборы.

Работающая скважина под давлением

Самые первые способы измерения расхода жидкости были сделаны с помощью так называемого «измерителя Вентури». Трубка Вентури довольно часто используется по разным причинам, помимо измерения расхода. Самое известное использование — это обычный пылесос.

Иллюстрация эффекта Вентури

Не вдаваясь в подробности, Вентури, по сути, представляет собой конкретное уменьшение ширины трубы, по которой течет жидкость. Внезапное изменение диаметра создает карман отрицательного давления, который изменяет давление воды до и после трубки Вентури.

Используя некоторые математические расчеты, расход жидкости рассчитывается пропорционально перепаду давления в трубке Вентруи.

Ну, это, конечно, слишком упрощенное объяснение устройства и расчетов. Но для целей этой статьи это настолько глубоко, насколько нам нужно!

Однако следует иметь в виду, что независимо от используемой технологии давление так или иначе будет использоваться для расчета расхода жидкости!

Это также означает, что мы должны поддерживать определенное давление, чтобы точно рассчитать скорость потока. Вот где геометрия вступает в игру!

Известная геометрия

Наиболее важной частью измерения скорости потока является наличие известной геометрии, через которую может течь наша жидкость во время измерения.

Вероятно, это наиболее важно при измерении расхода естественного водоема, например реки. Этот тип потока называется «поток с открытым каналом». Хотя у реки есть измеримые размеры, они значительно меняются в зависимости от места измерения.

Например, если вы измерите высоту реки в нескольких футах от берега, вы получите одно измерение. Но если бы вы сделали то же самое измерение из середины реки, вы бы действительно получили совсем другое измерение!

Хотя это крайний пример, измерения могут даже немного различаться между любыми двумя точками посреди реки.

Это несоответствие в размерах не сделает измерение стока реки простым, если вообще возможно — с какой-либо степенью достоверности. Это означает, что нам нужно каким-то образом заставить жидкость формировать однородную и известную геометрию. К счастью для нас, вода ищет свой уровень…

Чтобы достичь этой единой геометрии, мы прибегаем к помощи инструментов, называемых «водосливами» и «желобами».

Фото ThisIsEngineering: https://www.pexels.com/photo/weir-over-river-3862139/

Как видно на фотографии выше, вода течет через бетонную конструкцию. Высота воды по всему сооружению (где течение ровное) одинакова, ширина и длина желоба также известных размеров.

Это означает, что единственной переменной или изменяющимся параметром будет уровень воды. Таким образом, поток воды будет пропорционален высоте воды, протекающей через конструкцию!

Самый грубый способ измерить поток — окунуть в воду линейку или датчик и преобразовать высоту в скорость потока, используя очень конкретную формулу. Конечно, все эти формулы уже рассчитаны для водосливов и лотков различных размеров, и на них можно ссылаться в Справочнике ISCO.

Поток в открытом канале — Волноводный радарный уровнемер Magnetrol Eclipse 705 — Изображение с сайта www. predig.com

Более удобный и современный способ измерения — это так называемый «датчик уровня». Датчик уровня, или иногда называемый «преобразователем», представляет собой устройство с элементом, который может измерять расстояние между устройством и поверхностью, к которой он обращен.

Существуют различные типы датчиков уровня, и они используют различные формы технологий от ультразвуковых, радарных, лазерных и даже ядерных! Конечно, вы не стали бы использовать ядерное устройство для измерения естественного водоема, и в любом случае они очень редко используются в обычных процессах.

Суть в том, что известная геометрия с наименьшим количеством размерных переменных — это то, что нам нужно для точного измерения потока жидкости.

Но почему для вас так важен поток в открытом канале? Что ж, если вы относитесь к тому типу людей, которые заботятся о своей питьевой воде и химических веществах, добавляемых в нее в правильных пропорциях, скорость потока должна иметь для вас большое значение.

Тем не менее, поток в открытом канале — не единственный способ измерения потока жидкости. Но независимо от того, как мы хотим ее измерить, нам все равно нужна важнейшая известная геометрия.

Лопастные колеса и магниты?

Итак, что общего между лопастными колесами и магнитами? Ну, во всех других намерениях и целях у них в принципе нет ничего общего. Но когда вы используете их вместе, вы получаете очень экономичный и простой способ измерения расхода!

Практически при любом другом измерении расхода жидкости жидкость будет течь по трубе. И, как вы уже догадались, эта труба имеет известную геометрию!

В большинстве случаев вам нужно, чтобы труба была заполнена и находилась под определенным минимальным давлением, чтобы точно измерить расход. Все эти характеристики рассчитываются инженерами по автоматизации и другими людьми, которые являются экспертами в области измерения расхода, но это абсолютно увлекательная тема для изучения, если вам понравилась эта статья!

Возвращаясь к лопастным колесам, «лопастной расходомер» — это один из самых простых способов объяснить измерение расхода, а также эффективный способ измерения расхода при определенных условиях.

Фото с сайта toolsationtools.com

Основной принцип очень прост. У вас есть жидкость, текущая по трубе в определенном направлении, которая входит в расходомер только в одном направлении. Когда поток воды входит в центральную камеру, поток воды воздействует на гребное колесо и заставляет его вращаться.

Теперь представьте, что к одной из ножек весла прикреплен магнит. У вас также есть еще один магнит, прикрепленный к верхней части расходомера, к которому подключены провода и электроника.

Два магнита встречаются один раз за один оборот гребного колеса. Каждый раз, когда магнитные поля двух магнитов взаимодействуют, это индуцирует небольшой импульс тока в электронике расходомера. Скорость, с которой это происходит, или частота, пропорциональна скорости потока жидкости, воздействующей на крыльчатку.

Чем быстрее вращается крыльчатка, тем больше будет генерироваться импульсов в секунду. Эти импульсы будут представлять определенное количество жидкости, протекающей через крыльчатку.

На самом деле, большинство расходомеров поставляются с известным «K-фактором», который сообщает пользователю, какой объем жидкости он может ожидать за один сгенерированный импульс.

Причина, по которой мы знаем, что каждый импульс представляет определенный объем потока жидкости, заключается в… верно, известной геометрии трубы и самого элемента потока!

Разумеется, вязкость жидкости полностью изменит поведение и частоту вращения крыльчатки, и именно поэтому расходомеры, как правило, изготавливаются специально для конкретных применений.

Это также одна из причин, по которой существует так много различных видов потоковых технологий. Конечно, есть и другие, более важные причины для использования различных технологий. Каждая технология потока имеет свои ограничения и преимущества.

Например, известно, что расходомер с лопастным колесом не является наиболее точным для измерения низкого расхода. Для этого есть очевидные причины, но мы не будем их здесь рассматривать!

Дело в том, что есть и другие типы расходомеров, и некоторые из них совершенно крутые!

Течение через вихрь

Когда вы впервые слышите слово «вихревой расходомер», вы можете представить себе какой-то большой водоворот или что-то в этом роде, верно?

Ну, по крайней мере, это первая картинка, которая пришла мне в голову.

Хотя вихревой счетчик не имеет ничего общего с гигантским водоворотом, на мой взгляд, он все равно чертовски крут.

Чтобы понять принцип работы вихревого расходомера, просто представьте, что вы стоите рядом со спокойным потоком с малейшим течением. Поверхность спокойна и невозмутима, но течение есть.

Если бы вы поместили палку перпендикулярно потоку, торчащую прямо из воды, вы могли бы заметить кое-что интересное. Вы начнете замечать маленькие водовороты или вихри, сходящие с каждой стороны палки, которую вы поместили в поток.

Это не обязательно должна быть палка. Вы могли бы так же легко поместить камень посреди текущего потока, и он, скорее всего, произвел бы вихри. Но «качество» вихрей зависит от формы тела, препятствующего потоку воды.

Если вы не догадались, то именно так вихревой расходомер измеряет расход жидкости! Однако одна из самых крутых особенностей этой технологии заключается в том, что ее можно использовать для измерения расхода паров и газов, а не только жидкостей!

Изображение с сайта CSInstruments. com

На приведенной выше фотографии показано, как выглядит внутренняя часть вихревого расходомера. Как и в расходомере с лопастным колесом, жидкость входит и течет через устройство только в одном направлении.

Когда вода проходит мимо «тела обтекания» (в этой отрасли часто используется различная и взаимозаменяемая номенклатура — как видно на иллюстрации), имеющего известную и специфическую геометрию, с каждой стороны тела обтекания образуются вихри.

Вы также заметите, как чередуются вихри, что полезно для измерения потока.

Когда эти вихри проходят через расходомерную трубку, имеется чувствительный элемент, который может определять частоту вихрей. Излишне говорить, что частота вихрей пропорциональна скорости потока жидкости через тело обтекания. Более быстрый поток означает более высокую частоту.

Подождите… Разве я не говорил, что вихревой расходомер можно использовать для паров и газов?

Как это должно работать? Разве количество пара или газа, протекающего через расходомер, не будет зависеть от температуры указанной жидкости? Это означает, что если температура жидкости изменится в середине потока, как расходомер сможет выполнить точное измерение?

Некоторые вихревые расходомеры, такие как некоторые модели OPTISWIRL производства KROHNE, оснащены датчиком температуры в расходомерной трубке.

В частности, они обычно используют так называемый «RTD» (датчик температуры сопротивления) для измерения температуры жидкости при ее протекании. Это так называемая «температурная компенсация».

Расходомер использует скорость потока, температуру и другие факторы для измерения массы с поправкой на температуру ( или вес, обычно в «фунтах в минуту» ) поток пара или газа. Имейте в виду, что вихри также продолжают учитываться!

Но… вихревой расходомер — не единственный прибор, используемый для измерения массы потока жидкости. На самом деле, она даже не идет ни в какое сравнение со следующей технологией в нашем списке…

« Кориолисова »? Разведчик от Рудольфа?

Нет-нет, Юкон Корнелиус в наши дни не слишком занимается измерением расхода, но согласитесь, это была неплохая попытка пошутить…

Юкон Корнелиус

Скорее, «метр Кориолиса», или «массовый расходомер», представляет собой очень продвинутый и интересный прибор, используемый для измерения расхода всех видов веществ с кропотливой точностью.

Чтобы понять, как работает эта впечатляющая технология, вам сначала нужно взглянуть на «Эффект Кориолиса».

Я объяснял это более подробно в предыдущей статье, но эффект Кориолиса — это, по сути, эффект или сила, прикладываемая к объекту, движущемуся по прямой линии по вращающейся поверхности. Фактическое объяснение не совсем важно для понимания основ работы расходомера, но это все же интересная тема для изучения!

Самое важное, что можно вынести из этого видео, это то, что концепция эффекта Кориолиса фактически использовалась для разработки технологии измерения массового расхода жидкости — жидкости или газа.

До сих пор я до сих пор в шоке от того, что кто-то действительно сел и понял это. Это невероятно точное, сложное и дорогое оборудование, которое используется во всех видах приложений!

Хотя их производит множество различных компаний, наиболее известными из них являются Micro-Motion (компания Emerson Electric), Endress+Hauser и KROHNE.

Существуют разные стили и формы, но все они следуют одним и тем же основным принципам и выглядят практически одинаково — внутри и снаружи.

Изображение с сайта www.krohne.com — KROHNE OPTIMASS 6400

На изображении выше модель OPTIMAS 6400 производства немецкой компании KROHNE. Забавный факт: один из первых массово производимых расходомеров, расходомер с переменным сечением, был изобретен Людвигом Кроне в 1912 году и до сих пор является наиболее широко используемой технологией расходомеров в мире!

Во всяком случае, первое, что вы заметите в измерителе Кориолиса, — это действительно преувеличенно изогнутый корпус в нижней части. Иногда люди называют это «звонком».

Внутри этого «колокола» обычно находится пара трубок (у некоторых одна трубка, а у некоторых более двух), которые следуют по наклону корпуса расходомера. Их часто называют «трубками потока». Излишне говорить, что расходомерные трубки изготавливаются в соответствии с очень точными размерными спецификациями с очень тщательной механической обработкой.

При включении расходомера (обычно при 24 В пост. тока) трубки заставляют колебаться на определенной основной частоте.

Представьте, что к расходомерным трубкам прикреплены датчики, которые могут определять, когда они находятся близко друг к другу. Предположим также, что каждый раз, когда трубки соединяются, генерируется импульс тока — точно так же, как расходомер с крыльчатым колесом.

При отсутствии потока импульсы будут определенной частоты, и обе трубки будут колебаться равномерно или, лучше сказать, «в фазе».

Иллюстрация внутреннего устройства расходомера Кориолиса

Однако, когда жидкость начинает течь через расходомерные трубки, что-то происходит с колебаниями расходомерных трубок. Они больше не колеблются в фазе друг с другом.

Именно фазовый сдвиг позволяет расходомеру определять количество жидкости, протекающей по трубкам. Расходомер использует очень сложную электронику и математические расчеты, чтобы преобразовать фазовый сдвиг расходомерных трубок в чрезвычайно точное показание массового расхода.

Для отличной аналогии посмотрите это короткое видео!

Итак, насколько они точны? Некоторые модели кориолисовых расходомеров имеют точность 0,00025%. Это безумно точно, если вы не могли бы сказать! Измерение не только точное, но и чрезвычайно точное, что еще более важно при чувствительных измерениях расхода.

Итак, почему для вас важно измерение массового расхода жидкости? Ну, если вам нравится печенье Entenmann, или Wonder Bread, или любая другая выпечка массового производства, вы можете действительно заботиться об этом — и о его точности.

В производстве большинства этих продуктов в качестве основного ингредиента используется мука. Если вы взглянете на некоторые рецепты, они могут потребовать «фунты» или «кг» муки за один раз. Точно так же вам также понадобится определенная масса воды, которая будет поступать в партию, чтобы все смешалось должным образом.

Я лично работал на предприятиях пищевой промышленности, и они используют много расходомеров Кориолиса практически для всех своих ингредиентов благодаря их точности и способности измерять массовый расход.

Если им нужно всего 10 фунтов воды для определенного рецепта, расходомер может отмерить для них ровно 10 фунтов воды.

Мало того, что они хотят, чтобы рецепт получился правильным, но они также хотят убедиться, что они не используют слишком много какого-либо одного ингредиента, чтобы снизить затраты и увеличить прибыль.

Что еще более важно, расходомеры Кориолиса фактически используются для измерения расхода бензина, дизельного топлива и других видов топлива, поскольку они покупаются и продаются между двумя компаниями. Этот тип приложения называется «коммерческий учет», и он требует, чтобы все измерения были максимально точными, чтобы снизить вероятность «обдирания». Это, очевидно, помогает удерживать цены на топливо на максимально низком уровне — по крайней мере, теоретически…

На самом деле, если вы когда-нибудь задумывались о точности цены на дисплее на бензоколонке, прочтите эту статью, которую я написал о том, как все это работает!

Хотя мы рассмотрели только несколько различных технологий, существует множество других, которые могут быть столь же впечатляющими!

На самом деле, все технологии, которые мы видели до сих пор, имеют элемент расходомера, который вступает в контакт с жидкостью для измерения скорости потока. Это может быть полезно для измерения расхода в некоторых случаях, но также может быть нежелательным в других.

Например, все, что препятствует потоку жидкости, приведет к повышению или падению давления. В некоторых случаях это вызовет турбулентность, и в большинстве случаев ни один из них не подходит для измерения расхода.

НЕ ПРИКАСАТЬСЯ!!

Другой тип расходомеров, который мы быстро обсудим, относится к категории «бесконтактных». Это означает, что ни на одном этапе процесса измерения расхода не возникает никаких препятствий — сплошных или вращающихся.

Это не значит, что на линии нет клапанов и насосов, но во время измерения расхода ничто не мешает потоку.

Двумя наиболее распространенными видами бесконтактных расходомеров являются ультразвуковые и электромагнитные расходомеры (часто сокращенно «магнитные расходомеры»). Кроме того, ультразвуковой расходомер может быть двух видов. Они могут быть как «прямыми», так и «зажимными». У обоих есть свои преимущества и недостатки — и конкретные варианты использования, которые будут подробно обсуждаться здесь.

Работа ультразвукового расходомера

Типичный ультразвуковой расходомер, как показано выше, использует ультразвуковые импульсы и разницу во времени для измерения скорости потока некоторой жидкости. Обычно с ними измеряют именно воду, но это не всегда так.

Дело в том, что когда потока нет, а ультразвуковые датчики измеряют разницу между временем передачи и временем приема, она всегда будет одинаковой. Это точка отсчета расходомера. Это потому, что звуковые волны в воздухе имеют определенную и постоянную скорость распространения.

Теперь представьте, что вы наполнили эту расходомерную трубку водой. На данный момент расхода нет, вода просто стоит в расходомерной трубке. Разница во времени, которую измеряет расходомер, теперь будет меньше, поскольку звуковые волны распространяются в воде быстрее и эффективнее.

Если вы затем начнете пропускать воду через счетчик в определенном направлении, то разница во времени будет еще быстрее или медленнее в зависимости от направления и скорости потока. Эта разница во времени передачи пропорциональна скорости потока воды, и именно так работают наиболее распространенные ультразвуковые расходомеры.

Другие типы будут использовать эффект Доплера для измерения скорости потока, и он работает немного иначе, но относительно похоже.

Как вы могли себе представить, пока звуковые волны могут распространяться в среде, ультразвуковой расходомер можно использовать для множества различных жидкостей!

С другой стороны, «магнитные измерители» используются для измерения проводящих жидкостей с диэлектрическими свойствами.

Как следует из названия, в этой технологии используются магниты и электроды. Имеет смысл, верно?

Работа типичного «магнитного расходомера»

Как видно на приведенной выше схеме, расходомер имеет два электрода, расположенных на 180 градусов друг от друга вдоль расходомерной трубки. Эти электроды при питании будут создавать магнитное поле определенного размера между ними.

Важно знать, что изменяющееся магнитное поле индуцирует электрический ток. В этом конкретном случае поток проводящей жидкости через расходомерную трубку может изменить магнитное поле, создаваемое электродами.

Поскольку это магнитное поле меняется, должен производиться электрический ток! Как вы можете видеть на диаграмме выше, «индуцированное напряжение» пропорционально скорости потока жидкости и другим известным переменным, обеспечиваемым самим расходомером.

По мере увеличения скорости потока индуцированное напряжение будет пропорционально увеличиваться. Именно это напряжение используется для расчета и передачи показаний расхода.

Как видите, магнитометр не требует движущихся частей или расходуемых обтекателей для измерения расхода проводящей жидкости. Это означает отсутствие перепада давления на расходомере, что очень желательно в системах водоснабжения и водоотведения.

Конечно, магнитометры имеют свои недостатки, как и любая другая технология. Например, полная труба необходима для точного измерения магнитным измерителем. Это не всегда возможно в определенных ситуациях.

Компания KROHNE производит то, что они называют TIDALFLUX, и это магнитомер с емкостным зондом, который также измеряет уровень внутри расходомерной трубки. Это позволяет расходомеру обеспечивать точные показания расхода даже при неполной трубе, компенсируя это измерением уровня — для сохранения известной геометрии.

Это действительно уникальный и умный инструмент!

Итак… Как, черт возьми, мы измеряем расход жидкости?

Честно говоря, мы не рассмотрели и половины способов измерения расхода жидкости. Например, существует действительно умный тип расходомера, который называется «термодисперсионный расходомер», который может измерять массовый расход природного газа с помощью нагревательных элементов и перепадов температур!

Тем не менее, обсуждаемые здесь расходомеры являются наиболее часто используемыми расходомерами, по крайней мере, по моему опыту!

Рассматривая технические способы измерения расхода, мы не обсуждали сами измерения расхода.

В каждом случае здесь мы видели, что расходомеры измеряют «скорость потока». Это может быть выражено, например, как «метры в секунду». Но это не совсем полезная единица измерения для нас в нашей повседневной жизни.

Скорее, мы хотим преобразовать эту скорость в объемный расход во времени. Обычно это выражается как «галлоны/литры в минуту». Ваш средний расход расходомера мельницы, скорее всего, будет откалиброван в галлонах в минуту, но это не всегда случай.

Чтобы преобразовать скорость потока в объемный расход во времени, необходимо выполнить какой-либо расчет. Обычно это делается в измерительной головке расходомера, но это также может быть сделано в специализированном оборудовании, например, в «расходомере».

Конечно, этот расчет можно сделать только с известной геометрией!

Другим важным расчетом является общий расход за определенный период времени. Скорость потока — это просто мгновенная скорость, с которой движется жидкость. Общий расход – это суммарный объем жидкости, прошедший через расходомер за определенный период времени.