Преобразователь расхода

Изобретение относится к области приборостроения, связанной с измерениями расхода тепловыми расходомерами. Устройство содержит канал для жидкости, на наружной поверхности которого размещены датчики теплового потока с радиаторами. Канал снабжен датчиками температуры на входе и на выходе. Датчики температуры размещены также в основании радиаторов. На входе канала расположен дополнительный датчик температуры, последовательно соединенный с датчиками температуры в радиаторах. Последовательное соединение обеспечивает получение разности сигналов между каждым из датчиков температуры в радиаторах и дополнительным датчиком. Электрическая схема замкнута на переменный резистор, последовательно соединенный со схемой датчиков теплового потока. Изобретение обеспечивает независимость показаний преобразователя расхода от температуры жидкости во всем диапазоне измерений. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения, связанной с измерениями расхода жидкостей или газов тепловыми расходомерами.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому является измеритель тепловой мощности (см. DE 3303769, 1983 г.). Однако его применение в качестве расходомера ограничено большой зависимостью результатов от температуры измеряемой среды. Предложенный по патенту №2152599 RU двухканальный расходомер также имеет зависимость показаний от температуры измеряемой среды при малых значениях расхода.

Снижение температурной зависимости в тепловых расходомерах до минимума (вплоть до нуля) достигается по способу, предложенному в заявке №2002121565 RU. Для этого в предлагаемом преобразователе расхода, реализующем указанный способ, содержащем канал для протекания жидкости, на наружной поверхности которого размещены датчики теплового потока с радиаторами, снабженный датчиками температуры на входе и на выходе канала, в основания радиаторов помещены датчики температуры; на входе канала расположен дополнительный датчик температуры, последовательно соединенный с датчиками температуры в радиаторах с возможностью получения разности сигналов между каждым из датчиков температуры в радиаторах и дополнительным датчиком, при этом полученная электрическая схема замкнута на переменный резистор, последовательно соединенный со схемой датчиков теплового потока.

Кроме того, в преобразователе расхода радиаторы представляют собой отдельные секции, расположенные поперек канала; сам канал имеет щелевидное сечение и расположен в вертикальной плоскости; канал соединен с трубопроводом посредством теплоизолированных переходных стаканов, в которых помещены датчики температуры.

На фиг.1 показан вид прибора сверху и сбоку (в разрезе), а на фиг.2 - электрическая схема. Для примера изображен вариант для горячей воды (для холодной - аналогичен, только в "перевернутом" виде, когда нижние части прибора становятся верхними). На поверхности канала 1 расположены датчики теплового потока 2 с радиаторами 3 (число секций произвольно). В основания радиаторов вмонтированы датчики температуры 4. На входе и выходе канала расположены переходные стаканы 5, в которых помещены датчики температуры 6 и дополнительный датчик температуры 7. На электрической схеме все датчики показаны в виде источников э.д.с., где E₁ и Е₂ - это сигналы датчиков теплового потока 2, а через Е₃-E₈ обозначены разности сигналов между каждым из датчиков температуры 4 и дополнительным датчиком 7; Е₉ - разность сигналов датчиков температуры 6. Постоянные резисторы соответствуют суммарному внутреннему сопротивлению датчиков, а переменный резистор является нагрузкой схемы Е₃-E₈. Выходными величинами являются напряжения (U₁-U₂) и U₃, измерив которые можно вычислить расход G по формуле

где k₁, k₂, k₃ - коэффициенты преобразования, причем k₃ учитывает теплоемкость жидкости. Переменный резистор служит для подгонки коэффициента k₂ таким образом, чтобы при G=0 выполнялось условие k₂ U₂=k₁ U₁. Тогда числитель формулы становится равным нулю.

Таким образом, независимость показаний предлагаемого преобразователя расхода от температуры жидкости достигается во всем диапазоне измерений.

1. Преобразователь расхода, содержащий канал для жидкости, на наружной поверхности которого размещены датчики теплового потока с радиаторами, снабженный датчиками температуры на входе и на выходе канала, отличающийся тем, что в основании радиаторов помещены датчики температуры, на входе канала расположен дополнительный датчик температуры, последовательно соединенный с датчиками температуры в радиаторах с возможностью получения разности сигналов между каждым из датчиков температуры в радиаторах и дополнительным датчиком, при этом полученная электрическая схема замкнута на переменный резистор, последовательно соединенный со схемой датчиков теплового потока.

2. Преобразователь расхода по п.1, отличающийся тем, что радиаторы представляют собой отдельные секции, расположенные поперек канала.

3. Преобразователь расхода по п.1, отличающийся тем, что канал имеет щелевидное сечение и расположен в вертикальной плоскости.

4. Преобразователь расхода по п.1, отличающийся тем, что канал соединен с трубопроводом посредством теплоизолированных переходных стаканов, в которых помещены датчики температуры входа и выхода канала.