Расходомер

 

Использование: при измерении микрорасходов . Сущность изобретения: перепад давления, образованный при прохождении измеряемой среды через сужающее устройство 1, вызывает изменение уровня жидкости в U-образном дифманометре 3. Возникающий при этом сигнал рассогласования с датчиков уровня 4 подается в усилительнопреобразовательную схему 5. вырабатываемый при этом ток, пропорциональный сигналу датчика, идет на МГД-насос 6, создавая усилие компенсирующее образованный перепад давления. Регистрирующий прибор 7, измеряющий ток в цепи МГД-насоса, калибруется непосредственно в единицах расхода с помощью калиброванного источника 10 тока и уровнемера 9 при соответствующем положении переключателя 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 1/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865612! 10 (22) 10.09.90 (46) 15.10.92. Бюл. ¹ 38 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) А.И,Скрыльников, А,В.Сидельников и Л.Г,Дубовик (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 775621, кл. G 01 F 1/34, 1979. (54) РАСХОДОМ ЕР (57) Использование: при измерении микрорасходов. Сущность изобретения: перепад давления, образованный при прохождении измеряемой среды через сужающее устрой„,5U„„1768984 А1 ство 1, вызывает изменение уровня жидкости в U îáðàçíîì дифманометре 3. Возникающий при этом сигнал рассогласования с датчиков уровня 4 подается в усилительнопреобразовательную схему 5. вырабатываемый при этом ток, пропорциональный сигналу датчика, идет на МГД-насос 6, создавая усилие компенсирующее образованный перепад давления, Регистрирующий прибор 7, измеряющий ток в цепи МГД-насоса, калибруется непосредственно в единицах расхода с помощью калиброванного источника 10 тока и уровнемера 9 при соответствующем положении переключателя 11.

1 ил, 1768984

10

25

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения расхода жидкости и газов, Известны устройства для измерения малых расходов (микрорасходов) жидкости и газов, основанные на зависимости от расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, Эти расходомеры обладают рядом достоинств: они просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, могут использоваться в комбинации с различными вторичными преобразователями, имеют широкий диапазон измерений. Однако порог чувствительности разработанных к настоящему времени промышленных образцов расходомеров переменного перепада давления составляет величину не лучше 0,2 r/с, что находится вне диапазона массовых расходов многих газовых и жидкостных потоков, Наиболее близким к изобретению техническим решением является расходомер, содержащий сужающее устройство, трубки отбора давления, подключенные к дифманометру, датчики уровня и следящую систему компенсации перепада давления, Недостатком указанного расходомера является сильфонный механизм компенсации перепада давления с управляющей схемой пневматического типа, а также измерение расхода по уровню жидкости в плюсовой полости дифманометра фотоэлектрическим датчиком.

Наличие сульфона ограничивает применение данного устройства при измерении малых расходов за счет конечной жесткости, пневмосистема уменьшает быстродействие измерителя, а непосредственый отсчет уровня дает относительно большую погрешность измерений.

Цель изобретения — повышение точности при измерении микрорасходов.

Поставленная цель достигается заменой в известном расходомере сильфонопневматического органа следящей систмы компенсации перепада давления МГД-насосом, являющимся преобразователем выходного тока следящей системы в давление.

То обстоятельство, что МГД-насос следящей системы представляет собой преобразователь тока в давление, использовано для измерения давления над поверхностью жидкости по показаниям амперметра в цепи насоса, При этом обеспечивается высокая точность измерений, так как амперметр легко калибруется в единицах давления (расхода) с помощью уровнемера и источника калибрующего тока, На чертеже представлена функциональная схема расходомера, На чертеже приняты следующие обозначения: 1 — сужающее устройство, 2 — трубки отбора давления, 3— дифференциальный манометр, 4 — датчик уровня, 5 — усилительно-преобразовательная схема, 6 — МГД-насос, 7 — регистрирующий прибор, 8 — источник ЭДС переменного тока, 9 — уровнемер, 10 — источник калибрующего тока, 11 — переключатель.

Работает расходомер следующим образом.

Источник ЭДС 8, питающий кондукционный датчик уровня 4, обеспечивает протекание по металлической трубке минусовой полости дифманометра продольного переменного тока, который создает падение напряжений U<, Uz между точками 1 — 2 и 2 — 3, фиксируемые датчиком 4, Конструкция датчика такова, что при отсутствии жидкости в полости дифманометра U2 > U>, Входная цепь усилительнопреобразовательной схемы 5 представляет собой устройство вычитания напряжений 01 и Uz (трансформатор

Тр со встречно включенными первичными обмотками), При определенном положении уровня проводящей жидкости между точками 2 и 3 полости дифманометра происходит выравнивание напряжений U> и Uz, и напряжение вторичной обмотки трансформатора

Тр становится равным нулю. Таким образом, источник ЭДС 8, датчик уровня 4 и входная цепь усилительно-преобразовательной схемы 5 представляют собой в совокупности нуль-индикатор, При прохождении измеряемой среды через сужающее устройство 1 образованный перепад давления вызывает измерение уровня жидкости в дифференциальном манометре 3. Возникающий при этом сигнал рассогласования нуль-индикатора усидивается и преобразуется схемой 5 в постоянный ток МГД-насоса, компенсирующий образованный перепад давления. Регистрирующий прибор 7, измеряющий ток в цепи

M ГД-насоса, калибруется непосредственно в единицах расхода с помощью источника калибрующего тока 10 и уровнемера 9. Трубки 2 являются соединительными и служат для отбора давления.

Для дзнной измерительной системы может быть записано уравнение баланса перепадоь давлений

Л Р вЂ” p gH1+p gH2 = y Iн, откуда при условии Н = Hz перепад давления на сужающем устройстве Ь P может быть определен так

ЛР =y!н, а искомый всход а.=к 4л =ц ру .. где p — плотность манометрической жидкости;

1768984

=%т

45

Составитель Л. Дубовик

Редактор В, Трубченко Техред М,Моргентал Корректор О. Густи

Заказ 3639 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 и

g — ускорение свободного падения;

Н1, Нг — уровень жидкости, соответственно, в плюсовой и минусовой полостях дифманометра;

1 — ток через МГД-насос;

y — удельный напор МГД-насоса;

К вЂ” постоянная, определяемая видом первичного преобразователя, Так как величина у заранее не определена и является функцией многих возмущающих факторов (смачиваемости канала

М ГД-насоса, удел ьной электро про водности манометрической жидкости, величины магнитного поля в канале и т,д.), то калибровка регистрирующего прибора является принципиально необходимым элементом устройства.

При подключении к МГД-насосу источника калибрующего тока 10 (верхнее положение переключателя 11 функциональной схемы) изменением величины этого тока можно изменять уровень столба жидкости в плюсовой полости дифманометра. Если это изменение производить между фиксированными уровнями (верхняя и нижняя точки кондукционного измерителя уровня 9, разница между которыми равна Н), то удельный напор насоса можно определить из уравнения

pH=yh, откуда где Л! — абсолютное значение разности токов насоса в верхнем и нижнем положении

5 уровня Н.

Формула изобретения

Расходомер, содержащий установленное в трубопроводе сужающее устройство, 10 трубки отбора давления, подключенные к дифманометру, датчик уровня и следящую систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при измерении микрорасходов, дифманомер выполнен U15 образным, датчик уровня установлен в его минусовой полости, а расходомер снабжен регистрирующим прибором, дополнительным уровнемером и переключателем, следящая компенсационная система выполнена в

20 виде источника переменного тока, усилительно-преобразовательной схемы, источника калибрующего тока и МГД-насоса, включенного между полостями дифманометра, причем выход усилительно-преобра25 зовательной схемы связан с датчиком уровня, а выход через переключатель и регистрирующий прибор — с МГД-насосом, при этом дополнительный уровнемер подключен к плюсовой полости дифманометра, 30 а выход источника калибрующего тока связан с вторым входом переключателя.