Устройство для одновременного изме-рения плотности об'емного и maccobo-го расхода потока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

- Социалистических

Республик (11) 845009

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 110379 (21) 2735á29/18-10 (51)М. Кл.з

G 01 F 1/00 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делан изобретений и открытий

Опубликовано 070781. Б оллетеиь Но 25 (53) УДК 881.121. .89i088.8) Дата опубликования описания 103 781 (72) Авторы изобретения

Э. A. Иванов, В. Д. Яушев, П. Д. Садовский, E. И. феоктистов и П. И. Маненьков

/ " .,.;.

Алма-Атинский энергетичес ий ийатитут

Ь, I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛОТНОСТИ, ОБЪЕМНОГО И МАССОВОГО, РАСХОДА

ПОТНА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывакщей промышпенности, гидро- и те плоэ нергетике, где требуется знать характеристики потока нефти, воды, жидких и газообразных топлив или их дисперсных смесей.

Известны устройства для одновременного и змерения плотности, объемного и массового рас хода потока, содержащие тело обтекания, помещенное в поток, которое совершает вынужденные колебания по направлению потока и против направления потока (11.

Использование этих устройств эат-, рудненого в случае измерения параметров потока, содержащих примеси., способные отлагаться на теле обтеканИя.

Ближайшим по технической сущности является устройство, содержащее тело 2О обтекания (пластина — зонд), приводимое в движение вибратором, и аппаратуру выделения сигналов Г21 .

Однако расположение тела обтекания на периферийном участке сечения трубопровода приводит к тому, что область усреднения скорости потока невелика по сравнению с распределением поля скоростей по сечению. B результате зона зондирования является мало- ЗО представительнои, что приводит к погрешност ям в измерении .

Целью изобретения является повышение точности и увеличение, диапазона и змерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для одновременного измерения плотности, объемного и массового расхода прямоугольная пластиназонд установлена своей плоскостью под углом 0(d.(Ëô к направлению потока с воэможностью перемещения по сечению трубопровода относительно потока.

При наличии скорости потока, ориентация пластинки-зонда под углом

Осси.<Л/2к направлению потока в любом иэ квадрантов координатной плоскости обеспечивает разницу во временах, за которые зонд .проходит заданный путь в прямом и обратном направлениях, что и используется при определении объемного и массового расхода. При

О,+i+ время прохождения заданного пути одинаково независимо от скорости потока.

3а счет этого зона зондирования по сечению потока увеличивается и составляет не менее 2/3 от полного сечения трубопровода, что обеспечивает

845009

Формула изобретения повышение точности и увеличение диапазона измерения.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — то же, разрез.

Устройство содержит корпус 1, например квадратной формы, выполненный из немагнитного металла, внутри которого имеется полость 2. Верхняя часть ограничена профилированным полюсом стержня 3, врезанного в верхнюю часть корпуса 1. Стержень 3 выполняется из электротехнической,.магнитной стали и герметично приваривается к корпусу 1. На стержень 3 одевается катушка 4, концы которой могут подключаться к источнику напряжения. В полости 2, в непосредственной близости от профиля полюса стержня 3, располагается постоянный магнит 5, полюса которого ориентируются к боковым стенкам корпуса 1. Магнит 5 жестко укрепляется на конце стержня 6, 20 который может поворачиваться вокруг оси 7, укрепленной в нижней части корпуса 1. На другом конце стержня 6 жестко укрепляется пластинка — зонд

8, плоскость которой ориентируется 25 под углом 0 < А < ХИ к направлению потока. В боковых стенках корпуса 1 устанавливаются индуктивные датчики

ЭДС 9 и 10. Все элементы устройства, расположенные на корпусе 1, устанавливаются симметрично относительно оси 7.

Полость 2 заполняется маловязкой жидкостью и ограничивается в нижней части корпуса 1 эластичной разделительной пленкой 11.

Корпус 1 герметично крепится к посадочной плите 12 трубопровода, имекщей в центре отверстие, через которые пластинка-зонд вводится в поток. Движение стержня 6 вместе с укрепленными на его концах постоянным магнитом 5 и пластиной-зондом 8 ограничивается стенками полости 2.

Устройство работает следующим образом. 45

Вибратор вырабатывает электрические прямоугольные, чередующейся полярности импульсы напряжения постоянной ампл ит уды. Во время дейст вия отрицательного импульса катушка 4 дат- gp чика сигналов подключается к полюсу источника напряжения.

Стержень 3 намагничивается и на профилированном его конце образуется северный полюс, взаимодействующий с полем постоянного магнита

5. В результате этого возникает вращающийся момент и пластина — зонд начинает вращаться по часовой стрелке (прямое направление). В момент е остановки, обусловленной достижением постоянным магнитом 5 боковой стенки полости 2, на выходе индуктивного датчика 10 образуется импульс напряжения, который подается на вход вибратора. В результате этого вибратор переключается и формирует положительный импульс, который обеспечивает подключение катушки 4 к минусу источника напряжения. В результате направление тока в ней меняется на обратное, что способствует смене магнитных полюсов на стержне 3. С . полем постоянного магнита 5 взаимодействует уже южный полюс и пластинка-зонд начинает перемещаться против часовой .стрелки (обратное направление) В момент ее остановки, обусловленной достижением постоянным магнитом

5 боковой поверхности полости 2, на выходе индуктивного датчика 9 образуется импульс напряжения, который подается на вход вибратора. В результате этого вибратор переключается, вследствие чего формируется отрицательный импульс.

Далее процесс повторяется.

Информация поступает в вычислительное устройство (на фиг. не показано), в котором имеются блоки перемножения и интегрирования.

1.устройство для одновременного измерения плотности, объемного и масссвого расхода потока, содержащее корпус с размещенным в нем преобразователем в виде пластины-зонда, установленный вне корпуса электромагнитный привод, вибратор, датчик положения пластины-зонда и вычислительное устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения диапазона измерения, пластина-зонд установлена своей поверхностью под углом к направлению потока с возможностью перемещения по сечению трубопровода относительно потока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что угол ориентира пластинки находится в пределах

g< < С 7l /2 °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент QIIA 9 4026150, кл. 73-194

1977.

2. Патент США 9 3426593, кл. 73-194, 1969 (прототип).

845009

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4132/1

Филиал ППП "Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Макеева

Редактор О. Филиппова Техред А.Ач . Корректор A. Гриценко