Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2481559:
Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") (RU)
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системе жилищно-коммунального хозяйства. Способ измерения расхода жидкости включает вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами. Формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости. Вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости. Тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика. Генерация во вращающемся магнитном поле сигнала переменного напряжения, частота которой пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика. Преобразование сигнала переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения. Аккумулирование энергии сигнала постоянного напряжения и использование для питания электронных блоков счетчика, измерение параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика. Коррекция текущего расхода жидкости по тарировочным характеристикам счетчика. Передача по интерфейсу результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости. Устройство для измерения расхода жидкости содержит крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, измерительный блок, блок индикации, генерирующий блок, зарядный блок, блок коррекции, аккумулирующий блок и интерфейсный блок. Технический результат - повышение точности и надежности измерения расхода жидкости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системе жилищно-коммунального хозяйства.
Известен способ измерения расхода жидкости (Авторское свидетельство СССР №1247659, G01F 1/66, 1986 г.), заключающийся в том, что жидкость, протекающую в клиновидном равномерно сужающемся канале, облучают ультразвуковыми импульсами по потоку и против потока под разными углами к оси потока, причем несимметрично относительно оси потока. Определяют значения разности времен прохождения этими импульсами базового расстояния и вычисляют расход жидкости по полученной совокупности времен прохождения импульсов по потоку и против потока в обоих измерительных каналах с учетом геометрических характеристик клиновидного канала, а также углов наклона и длины измерительных каналов.
Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает необходимой точности измерения вследствие влияния на результат измерения временной задержки сигналов в передающих и приемных трактах, а также из-за зависимости or внешних воздействий длины измерительной базы.
Известен также способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления (Патент РФ №2152128, G01F 1/06, G01F 1/075, 2000 г.), принятый за прототип, который включает вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости. Устройство для измерения расхода жидкости содержит крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации. Действие устройства основано на замыкании контакта геркона под действием вращающегося магнитного поля с частотой, пропорциональной линейной скорости потока жидкости.
Недостатком данного способа является низкая надежность, обусловленная использованием механического контакта (геркона) с ограниченным эксплуатационным ресурсом. Кроме того, геркон может работать только на низких частотах, не превышающих, как правило, единиц герц, что сужает диапазон измерения расхода жидкости.
Технический результат предлагаемого способа и устройства заключается в повышении точности и надежности измерения расхода жидкости.
Технический результат достигается тем, что в способе измерения расхода жидкости, включающем вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости, производят тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, генерируют во вращающемся магнитном поле сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика, преобразуют сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, аккумулируют энергию сигнала постоянного напряжения и используют для питания электронных блоков счетчика, измеряют параметр, пропорциональный моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, и по тарировочным характеристикам счетчика корректируют текущий расход жидкости, а результаты интегрирования по времени текущего расхода жидкости передают по интерфейсу.
В качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, измеряют генерируемый переменный ток.
В устройство для измерения расхода жидкости, включающее крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации, введены генерирующий блок, зарядный блок, блок коррекции, аккумулирующий блок и интерфейсный блок, при этом выход генерирующего блока подсоединен к первому входу измерительного блока и к первому входу зарядного блока, первым выходом связанного через блок коррекции со вторым входом измерительного блока. Второй выход зарядного блока через аккумулирующий блок соединен со вторым входом блока коррекции, с первым входом интерфейсного блока, со вторым входом блока индикации и с третьим входом измерительного блока, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока.
На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для измерения расхода жидкости.
Устройство для измерения расхода жидкости включает крыльчатку счетчика 1 с закрепленными на ней постоянными магнитами 2 и измерительный блок 3, подключенный выходом к входу блока индикации 4, а также генерирующий блок 5, выход которого подсоединен к первому входу измерительного блока 3 и к первому входу зарядного блока 6, первым выходом связанного через блок коррекции 7 со вторым входом измерительного блока 3. Второй выход зарядного блока 6 через аккумулирующий блок 8 соединен со вторым входом блока коррекции 7, с первым входом интерфейсного блока 9, со вторым входом блока индикации 4 и с третьим входом измерительного блока 3, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока 9.
Реализующее способ устройство работает следующим образом.
Предварительно производится тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика 1. В качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика 1, может, например, использоваться генерируемый генерирующим блоком 5 переменный ток.
Тарировочные характеристики вводятся в блок коррекции 7.
При вращении под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика 1 с закрепленными на ней постоянными магнитами 2 создается вращающееся магнитное поле, в результате чего на выходе генерирующего блока 5 формируется сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика 1, а измерительный блок 3 осуществляет вычисление расхода жидкости, а также интегрирование по времени текущего расхода жидкости.
Результаты расчета выводятся на блок индикации 4 и через интерфейсный блок 9 передаются, например, в контролирующую организацию.
Зарядный блок 6 контролирует величину генерируемого генерирующим блоком 5 переменного тока и преобразует сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, энергия которого аккумулируется аккумулирующим блоком 8, осуществляющим питание измерительного блока 3, блока индикации 4, блока коррекции 7 и интерфейсного блока 9.
Поскольку генерирующий блок 5 создает на валу крыльчатки счетчика 1 момент сопротивления, что вносит погрешность в измерение расхода жидкости, блок коррекции 7 по величине генерируемого генерирующим блоком 5 переменного тока на основе тарировочных характеристик осуществляет коррекцию результатов расчета, выполняемого измерительным блоком 3, и компенсацию вносимой погрешности, а отсутствие в измерительной схеме механических узлов положительно сказывается на надежности устройства.
Таким образом, реализация предложенных способа и устройства позволяет повысить точность и надежность измерения расхода жидкости.
1. Способ измерения расхода жидкости, включающий вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости, отличающийся тем, что производят тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, генерируют во вращающемся магнитном поле сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика, преобразуют сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, аккумулируют энергию сигнала постоянного напряжения и используют для питания электронных блоков счетчика, измеряют параметр, пропорциональный моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, и по тарировочным характеристикам счетчика корректируют текущий расход жидкости, а результаты интегрирования по времени текущего расхода жидкости передают по интерфейсу.
2. Способ измерения расхода жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, измеряют генерируемый переменный ток.
3. Устройство для измерения расхода жидкости, включающее крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации, отличающееся тем, что дополнительно содержит генерирующий блок, зарядный блок, блок коррекции, аккумулирующий блок и интерфейсный блок, при этом выход генерирующего блока подсоединен к первому входу измерительного блока и к первому входу зарядного блока, первым выходом связанного через блок коррекции со вторым входом измерительного блока, а второй выход зарядного блока через аккумулирующий блок соединен со вторым входом блока коррекции, с первым входом интерфейсного блока, со вторым входом блока индикации и с третьим входом измерительного блока, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока.
