Электролитический измеритель скорости течения жидкости

 

Изобретение относится к области гидрометрии, в частности к измерению скоростей течения воды в открытых руслах. Сущность изобретения: кронштейн, составляющий базис измерения, выполнен в виде трубчатого тонкостенного патрубка, несимметрично закрепленного на штанге и имеющего возможность поворота относительно ее оси. Сопло вспрыска электролита и электроды размещаются соответственно во входном и выходном участках трубчатого тонкостенного патрубка. Специальное крепление патрубка к штанге крепления обеспечивает его самоориентацию в потоке жидкости, исключающее необходимость применения дополнительных направляющих лопастей. Техническим результатом является повышение точности и достоверности измерения скорости течения жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к области гидрометрии и может использоваться для измерения скоростей течения воды в открытых руслах.

Известно устройство для измерения скорости и расхода воды в напорных трубопроводах и каналах произвольной формы /1/, основанное на введении в поток нормированных доз жидкого электролита (например хлористого натрия) и фиксации приращения концентрации солей в течение времени прохождения солевым облаком контрольного сечения водовода.

Недостатками устройства являются введение в поток значительного объема солей, влияющих на качественные показатели воды, сложность технологии измерения и применяемого оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электролитический измеритель скорости течения жидкости /2/, содержащий штангу крепления, дозатор для импульсного ввода электролита снабженный подающей трубкой с соплом вспрыска электролита (раствора соли), электроды, закрепленные на кронштейне на определенном расстоянии от сопла, являющегося базисом измерения, и регистратор времени прохождения солевого облака по базису измерения. Кронштейн снабжен направляющими лопастями для ориентации устройства в потоке и шарнирно закреплен на штанге с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

Недостаток устройства - невысокая точность и малая достоверность измерения, обусловленная турбулентным размывом солевого облака и нарушением траектории его движения из-за влияния поперечной циркуляции скорости в потоке жидкости.

Задача изобретения - повышение точности и достоверности измерения скорости течения жидкости.

Данная задача решается тем, что кронштейн выполнен в виде патрубка, образующего канал движения жидкости, несимметрично закрепленного на штанге шарнирным соединением, обеспечивающим возможность поворота патрубка в горизонтальной плоскости. Сопло вспрыска располагается во входном участке патрубка, а электроды - в выходном участке, что обеспечивает фиксированный базис измерения. Патрубок выполняется трубчатым и тонкостенным из неэлектропроводного материала.

На чертеже изображен электролитический измеритель скорости течения жидкости.

Конструкция устройства включает штангу крепления 1, трубчатый тонкостенный патрубок 2, несимметрично закрепленный на штанге крепления 1 шарнирным узлом 3, обеспечивающим возможность поворота трубчатого тонкостенного патрубка 2 в горизонтальной плоскости, дозатор подачи электролита 4 с подающей трубкой 5, сопло вспрыска 6, расположенное во входном участке трубчатого тонкостенного патрубка 2, электроды 7 и 8, противоположно встроенные внутри выходного участка трубчатого тонкостенного патрубка 2, регистратор 9 времени прохождения солевого облака по базису измерения.

Электролитический измеритель скорости течения жидкости работает следующим образом.

После помещения устройства (см. чертеж) в поток происходит ориентация трубчатого тонкостенного патрубка 2 по линиям тока жидкости за счет его несимметричного присоединения шарнирным узлом 3 к штанге крепления 1. Функцию направляющего элемента выполняет удлиненная часть трубчатого тонкостенного патрубка 2, которая создает вращающий момент относительно штанги крепления 1 в случае несовпадения продольной оси трубчатого тонкостенного патрубка 2 с направлениями линий тока жидкости. Далее дозатором подачи электролита 4 через подающую трубку 5 и сопло вспрыска 6 производится ввод электролита (например хлористого натрия) во входной участок трубчатого тонкостенного патрубка 2 с одновременной временной фиксацией начала процесса измерения регистратором 9.

Образовавшееся солевое облако перемещается внутри трубчатого тонкостенного патрубка 2 до зоны размещения электродов 7 и 8 и далее покидает устройство. В момент получения максимальной величины электрического импульса с электродов 7 и 8 регистратором 9 фиксируется окончание процесса измерения. Скорость течения жидкости определяется по формуле

V=KS/t,

где К - поправочный коэффициент устройства, учитывающий изменение скоростной структуры потока на входе в устройство и потери энергии жидкости внутри трубчатого тонкостенного патрубка 2;

S - длина базы измерения, равная расстоянию от сопла вспрыска 6 до середины зоны размещения электродов 7 и 8 в патрубке 2;

t - продолжительность цикла измерения, определяемая регистратором 9 как разность между временем фиксации начала вспрыска электролита и прохождением солевым облаком зоны размещения электродов 7 и 8.

Повышение точности и достоверности измерения скорости в предложенном устройстве обеспечивается формированием солевого облака более высокой концентрации при ограниченном объеме, исключением воздействия турбулентности внешнего потока на режим движения жидкости по базису измерения находящегося внутри трубчатого тонкостенного патрубка, а также возможностью многократного повторения измерений при идентичных начальных условиях.

Формула изобретения

Электролитический измеритель скорости течения жидкости, содержащий штангу крепления, дозатор для импульсного ввода электролита, снабженный подающей трубкой с соплом вспрыска электролита, электроды, закрепленные на кронштейне на определенном расстоянии от сопла, и регистратор времени прохождения солевого облака по базису измерения, отличающийся тем, что кронштейн выполнен в виде трубчатого тонкостенного патрубка, несимметрично закрепленного на штанге с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, во входном участке которого установлено сопло для вспрыска электролита, а внутри выходного участка расположены электроды на фиксированном расстоянии от сопла вспрыска.

РИСУНКИ

Рисунок 1