Способ измерения массового расхода потока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения массового расхода потока неоднородного по плотности, преимущественно газожидкостмого потока с уровнем объемного газосодержания до 50%. Цель изобретения - расширение диапазона измерений при сохранении точности измерений. Измеряемый поток поступает в чувствительные v-образные трубки 1 и 2, приводимые устройством возбуждения и стабилизации и режим резонансных колебаний с постоянной амплитудой скорости колебаний. Моменты сил Кориолиса вокруг осей симметрии чувствительных трубок вызывают появление vr- лов разворота каждой трубки Прецизионные интеграторы 9,10 преобразуют скоростные сигналы адаптеров 3,4 в сигналы положения, фазовый сдвиг между которыми пропорционален суммарному угсл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 F 1/84

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

2 (21) 4330556/10 (22) 19.11.87 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Московское научно-производственное объединение "Нефтегазавтоматика" (72) А.Л.Дондошанский, Е.В.Золотов, В.А.Петров и В.К.Сорокин (53) 681.121(088.8)

- (56) Патент CLLIA N. 41877, кл. 6 01 F 1/86, 1980.

Инструкция по эксплуатации массового расходомера модели Р фирмы MICR0

MOTI0N, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО

РАСХОДА ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измере„„5U„„1739204 А1 ния массового расхода потока неоднородного по плотности, преимущественно газожидкостного потока с уровнем объемного газосодержания до 50%. Цель изобретения

-расширение диапазона измерений при сохранении точности измерений. Измеряемый поток поступает в чувствительные

v-образные трубки 1 и 2, приводимые устройством возбуждения и стабилизации в режим резонансных колебаний с постоянной амплитудой скорости колебаний. Моменты сил Кориолиса вокруг осей симметрии чувствительных трубок вызывают появление углов разворота - каждой трубки.

Прецизионные интеграторы 9,10 преобразуют скоростные сигналы адаптеров 3,4 в Я сигналы положения, фазовый сдвиг между которыми пропорционален суммарному yr1739204 лу взаимного разворота трубок друг относительно друга. Фазовый дискриминатор 11 и преобразователь 12 напряжения в частоту преобразуют фазовый сдвиг в информативный частотный сигнал массового расхода.

Выпрямитель 13 и фильтр нижних частот преобразуют ток возбуждения электромагнита 8 в сигнал управления чувствительностью преобразователя 12. Появление газовых пузырей в потоке жидкости приводит к снижению добротности колебательной системы .датчика, а также к

Изобретение относится к измерительной технике -и предназначено для измерения массового расхода потока, неоднородного по плотности, преимущественно гаэожидкостного потока с уровнем обаемного газосодержания до 50 .

Цель изобретения — расширение диапазона измерений при сохранении точности.

Физическая сущность изобретения заключается в следующем, При измерении расхода газожидкостного потока наблюдается нарушение однозначной зависимости между массовым расходом и углом разворота трубок датчика относительно осей их симметрии, что приводит к изменению чувствительности датчика расходомера. Это явление установлено экспериментально по определению функции преобразования расходомера при измерении массового расхода в водовоздушной смеси. . В процессе экспериментальных исследований установлено, что появление газовых пузырей в жидкостном потоке приводит к снижению добротности колебательной системы датчика, а также к одновременному уменьшению чувствительности датчика расходомера,.

При небольших уровнях газасодержания (не более 50 ) сигнал, пропорциональный затуханию колебательной системы и снижению чувствительности датчика, имеет линейную взаимосвязь. Это обстоятельство позволяет производить коррекцию на изменение чувствительности датчика по величине поглощения потоком колебательной энергии чувствительного элемента.

На чертеже изображена функциональная схема массового расходомера.

Массовый расходомер содержит две чувствительные трубки 1 и 2 U-образного типа, образующие камертонную колебательную систему; датчики скорости колебаний (электромагниты адаптера) 3 и 4

40 одновременному уменьшению чувствительности датчика расхода, т.е. энергия колебаний чувствительных трубок 1,2 и угол их взаимного разворота уменьшаются, а ток в электромагните 8 возбуждения увеличивается. Это вызывает увеличение сигнала на выходе выпрямителя 13 и фильтре 14. Чувствительность преобразователя 12 увеличивается, компенсируя уменьшение угла взаимного разворота Ч-образных трубок.

Ребра 15,16 уменьшают неинформативную деформацию трубок. 2 с,п. и t з,п.ф-лы, 1 ил. чувствительных трубок; устройство возбуж-. дения и стабилизации колебаний камертона, представляющее собой последовательную цепь, состоящую из адаптера 3, усилителя 5, регулируемого усилителя 6 с устройством 7 автоматической регулировки усиления и электромагнита 8 возбуждения. Кроме того, расходомер содержит измерительную цепь„ которая образуется прецизионными интеграторами 9 и 10, подключенными своим входами к адаптерам 3 и 4, а выходами — к входам фазового дискриминатора 11, выход которого соединен с входом преобразователя 12.напряжения в частоту. При этом чувствительность этого преобразователя устанавливается последовательной цепью, состоящей из выпрямителя 13, подключенного к выходу регулируемого усилителя 6 и фильтра 14 нижних частот. подключенного своим выходом к управляющему входу преобразователя 12 напряжения в частоту. Для ограничения значения информативной деформации чувствительных трубок 1 и 2 в их конструкцию введены ребра жесткости 15 и

16.

Массовый расходомер работает следующим образом.

Измеряемый поток поступает в чувствительные трубки 1 и 2, приводимые устройством возбуждения и стабилизации в режим автоколебаний с постоянной амплитудой вектора скорости. Моменты сил Кориолиса вокруг осей 0 и 0 вызывают появление соответствующих углов разворота каждой трубки, пропорциональных массовому расходу через них. Суммарный угол взаимного разворота трубок одна относительно другой несет инфармацию о массовом расходе всего потока, поступающего на измерение.

Прецизионные интеграторы 9 и 10 преобразуют скоростные сигналы адаптеров 3 и 4 в сигналы положения, фазовый сдвиг между которыми пропорционален укаэанному углу. Этот фазовый сдвиг преобразуется фазо1739204

Составитель B.Ïoëêîâíèêîâ

Редактор С.Патрушева. Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1995 .Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вым дискриминатором 11 в сигнал постоянного напряжения, а затем преобразователем 12 — в информативный частотный сигнал. Чувствительность преобразователя

12 автоматически выбирается соответству- 5 ющей потерям колебательной энергии камертона, образованного U-образными. трубками. Этой цели служит цепь (блоки 13 и 14) преобразования тока возбуждения колебаний камертона в напряжение управле- 10 ния чувствительностью преобразователя

12. При появлении в потоке газовых пузырей энергия колебаний камертона умен maется, что приводит к увеличению тока в электромагните 8 возбуждения. Это вызы- 15 вает увеличение сигнала на выходе выпрямителя 13 и, следовательно,. на выходе фильтра 14. Чувствительность преобразователя 12 увеличивается, компенсируя уменьшение угла взаимного разворота 20

U-образных трубок. Ребра 15 и 16 жидкости уменьшают неинформативную деформацию трубок в плоскости чертежа.

Управляя чувствительностью преобразования угла разворота трубок датчика в 25 информативный сигнал, пропорциональной поглощению потоком колебательной энергии датчика, можно расширить диапазон измерений массового расхода при сохранении точности. 25

Формула изобретения

1, Способ измерения массового расхода потока, включающий пропускание потока через чувствительный элемент 30 камертонного типа, состоящий из двух Uобразных трубок, создание режима резонансных колебаний чувствительного элемента с постоянной амплитудой колебаний, измерения угла взаимного разворота 35 трубок относительно осей их симметрии и преобразование измеренного угла в величину расхода с одновременным управлением коэффициентом преобразования, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений при сохранении точности, управление коэффициентом преобразования производят по величине тока возбуждения колебаний камертона.

2. Устройство для измерения массового расхода потока, содержащее чувствительный элемент камертонного типа, выполненный иэ двух U-образных трубок, установленных на чувствительном элементе адаптера съема сигналов, устройство возбуждения и стабилизации, включающее последовательно соединенные усилитель, регулируемый усилитель с устройством автоматической регулировки усиления и электромагнит возбуждения, последовательно соединенные фазовый дискриминатор и преобразователь напряжения в частоту с входов управления чувствительностью преобразования, первый и второй прецизионные интеграторы, выходы которых подключены к входам фазового дискриминатора, причем выход первого адаптера подключен к входу усилителя и входу первого прецизионного интегратора, а выход второго адаптера — к входу вто рого прецизионного интегратора, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью. расширения диапазона измерения при сохранении точности, в него введены последовательно соединенные вы-. прямитель и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управления чувствительностью преобразователя напряжения в частоту, а входу выпрямителя соединен с выходом регулируемого усилителя..

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая v-образная трубка чувствительного элемента снабжена ребром or раничения деформации, жестко закрепленным между ее прямыми участками.