Устройство для измерения массового расхода жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода топлива при испытании двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности измерения расхода. При потреблении расходуемой жидкости из бака 38 она поступает через питающий патрубок 4 в измерительный участок трубопровода V-образной формы 1, заполненный ртутью 7. Внутри ртути в V-образном участке трубопровода размещены два электродных датчика, подключенные к стабилизатору температуры 15. Уровень ртути повышается от датчика уровня 11 до датчика 12, сигналы с которых поступают на измеритель времени. Измеряется время, в течение которого происходит заранее заданное изменение давление в основании столба расходуемой жидкости, и расход определяется как отношение Q=ΔМ/ΔТ. 5 ил.

со1оз иВетсних. социАлистичесних

РЕ(МУБЛИН

„,SU„„ t 500 4 (51)4 G Ol F 1/52, I/86

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет по изоьРетениям и отнРытияы пРи гкнт ссс (21 ) Lp3411 46/Ç I - I О (22) 17.11.87 (46) 15.08.89. Бюл. У 30 (71) Ростовский инженерно-строительный институт (72) В.М.Мергольд, Е.К.Полибин, М.В.Финкель и А.Л. Цырульников (53) 681.121(088.8) (56) Бирюков Б.В. Точные измерения расхода жидкости. М.: Машиностроение, 1974, с.46. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА ЖИДКОСТИ

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-. зовано для измерения расхода топлива при испытании двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения — повышение .точности измерения расхода. При потреблении расходуемой жидкости иэ бака 38 она поступает через питающий патрубок 4 B измерительный участок I трубопровода Ч-образной формы, заполненный ртутью 7. Внутри ртути в V-образном участке трубопровода размещены два электродных дат3 1500834 4 чика, подключенные к стабилизатору время, в течение которого. происходит

15 температуры„ Уровень ртути повы- заранее заданное изменение давление шается от датчика 11 уровня до дат- в основании столба расходуемой жидчика 12„ сигналы с которых поступают 5 кости, и расход определяется как от.на измеритель времени. Измеряется ношение Q = hm/At. 5 ил.

Изобретение относится к измери.— тельной технике и может быть использовано для определения расхода топлива при испытании двигателей 15 внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение точности измерения расхода.

На фиг.l показана схема устройства для измерения массового рас-.. 20 хода жидкости; на фиг. 2 — 7-образный измерительный участок трубопровода, максимально заполненный расходуемый жидкостью, на фиг.3 то же, с минимальным количеством 25 расходуемой жидкости; на фиг.4— схема стабилизатора температуры (плотности) ртути; на фиг.5 - схема блока управления.

Устройство имеет измерительный участок 1 трубопровода .Ч-образной формы, к одному колену 2 которого, предназначенному для заполнения расхоцуемой жидкостью 3„ подсоединены питающий патрубок 4 с электрически управляемым клапаном 5 и сливной патрубок 6, измерительный участок

V-образной трубки заполнен ртутью

7 до уровня, меньшего высоты врезки 40 сливного патрубка 6. Колено 2 целиком или по крайней мере ниже места подсоединения сливноro патрубка б, а также другое колено 8 сосуда 1 выполнены иэ электроиэоляциоиного.ма териала. Внутрь сосуда I введены четыре электрода. Электрод 9 введен в колено 2 ниже уровня, до которого опускается в этом колене ртуть 7 при максимальном заполнении этого колена расходуемой жидкостью 3. Электрод

10 введен в колено 8 ниже уровня ртути 7 при отсутствии расходуемой жидкости 3. Электрод ll установлен в колене 8 на уровне, превышающем высоту столба ртути в этом колене при отсутствии в колене 2 расходуемой жидкости 3. Электрод 12 расположен

1 в колене 8 выше электрода 11.

Электроды 9 и 10 подключены соответственно к выходу 13 и общей шине

14 стабилизатора 15 температуры (плотности) ртути 7, содержащего источник 16 постоянного напряжения и управляемый мультивибратор 17, подключенные через диоды 18 и 19 к питающей диагонали моста 20, одним плечом 21 которого является часть столба ртути 7 между электродами 9 и 10.

В диагональ равновесия моста 20 включен вход сигнализатора 22 несбалансированности моста, а выход сигнализатора 22 подключен к управляющему входу мультивибратора 17.

Электроды 11 и 12 соединены с входами соответственно 23 и 24 блока 25 управления, имеющего общую шину со стабилизатором 15 температуры (плотности) ртути 7 и содержащего инверторь! 26, 27 и 28, триггер 29, эле менты И 30 и 31 и резисторы 32 и 33.

Выход 34 блока 25 управления подключен к управляющему входу клапана 5.

Выходы 35 и 36 блока 25 управления соединены с входами соответственно установки нуля и пуска секундомера

37. Источником расходуемой жидкости 3 является бак 38, подсоединенный к клапану 5, а потребителем 39, массовый расход жидкости 3 (топлива) на входе которого подлежит измерению, является двигатель, топливная система которого соединена с патрубком б .

Устройство работает следующим образом.

Маломощный источник 16 питания через диод 19 питает мост 20. Если температура (сопротивление) столбца 21 ртути 7 между электродами 9 и 10 меньше, чем необходимо для балансировки моста 20, сигнализатор 22 .:. включает мощный мультивибратор 17, выходные импульсы которого через диод 18 поступают в питающую диагональ моста 20 и вызывают нагрев ртути 7 между электродами 9 и 10 до тех пор пока мост 20 не придет в

500834

7 санном вьппе состоянии ожидания. Если имеет место потребление жидкости, причем подлежащий измерению расход жидкости 3 задается исключительно потребителем 39 и зависит от режима его работы,.то уровень жидкости 3 в колене 2 и уровень ртути 7 в колене

8 падает, Ртуть 7 отходит от электрода 12, и на входе 24 блока управления 25 устанавливается потенциал "1", исчезает налряжсние "Установка нуля" секундомера с выхода я 35 блока 25 управления, и на его выходе появляется напряжение, разрешающее ход секундомера 37.

В таком состоянии устройство пребывает до момента падения уровня ртути 7 в колене 8 ниже электрода li

2р при потреблении жидкости, при этом на входе 23 блока 25 управления появляется потенциал "I, останавливается секундомер и открывается клапан 5. Затем процесс повторяется.

25 Уменьшение массы dm жидкости 3 в колене 2, соответствующее понижению уровня ртути 7 в колене 8 от электрода 12 до электрода 11, является константой прибора. Показания dt

Зп секундомера 37 в момент его остановки соответствует времени истечения через патрубок 6 массы 3m жидкости 3.

Расход определяется как отношение

Q = дт/at.

Таким образом, устройство осуществляет измерение времени, в течение которого проходит заранее заданное изменение давления в основании столба расходуемой жидкости. С учетом

4р постоянства размеров измерительного участка,это эквивалентно измерению времени потребления некоторой э ранее заданной массы расходуемой жидкости (независимо от плотности этой

45 жидкости), 5 1 состояние баланса. 11ультивибратор отключается до тех лор, пока сигналиэатор 22 вновь не зафиксирует нарушения баланса моста 20 из-эа . уменьшения сопротивления (температу ры) ртути. Таким образом, температура (ллотность) ртути, находящейся в Ч-образном участке трубопровода, поддерживается постоянной независимо от температуры окружающей среды.

До начала измерения. расхода уровень ртути устанавливается ниже элек тродов 11 и 12. При включении литани блока 25 управления открывается клапан 5 и начинается расход жидкости

3 через питающий патрубок 4, намггого лревьппающнй максимально возможный расход жидкости 3 потребителем

39 через иатрубок 6, поэтому масса жидкости 3 в колене 2 увеличивается при любом режиме работы потребителя

39. По мере поступления расходуемой жидкости уровень ртути в колене 8 повышается, и в некоторый момент она приходит в контакт с электродом

11, соединяя его через электрод IО с общей шиной, Потенциал входа 23 блока 25 управления падает до нуля, однако это не показывает влияния на потенциал выходов блока 25 управ ления. При дальнейшем заполнении колена 2 уровень ртути доходит до электрода 12, который соединяется через электрод 10 с общей шиной, и потенциал на входе 24 блока 25 управления падает до нуля. Клапан 5 закрывается, но из-за инерционности клапана 5 в колено 2 попадает некоторое избыточное количество жидкости 3, поэтому в колене 8 устанавливается уровень ртути, несколько преВышающий уровень размещения электрода

l2, и подается разрешение со стороны триггера 29 элементу И 30 включить секундомер 37, когда на входе

24 блока 25 управления устанавливается потенциал "I . Однако в момент запирания клапана 5 нулевой потенциал имеет место на обоих входах

23 и 24 блока 25 управления. Поэтому на выходе 36 блока 25 управления напряжение, разрешающее ход секундомера 37, отсутствует, но имеется на-пряжение на выходе 36 блока управления, устанавливающее секундомер 37 в нулевое состояние.

Если расходуемая жидкости не потребляется, устройство остается в опиПредлагаемое устройство измеряет расход потребителем 39 жидкости 3 не непрерывно, а периодически. Поэтому

H короткой IIB$3e Me3Kpg замерами, когда открыт клапан 5, расход жидкости не контролируется. Однако поскольку устройство является измерителем массового расхода и размеры измерительного участка могут быть выбра- . ны такими, чтобы за время между двумя замерами контролируемый расход не успевал существенно измениться, периодичность измерений не является

1500834 недостатком устройства и не приводит к снижению точности.

Наличие расходомера между потребителем 39 и баком 38 не сказывается на работе потребителя. Стабилизируе-. мая температура ртути в V-образном измерительном участке должна быть выше наибольшей возможной температуры в помещении, где установлено устройство ° однако она не должна быть несколько высокой, чтобы вызвать химические изменения расходуемой жидкости. Для защиты персонала от воздействия паров ртути поверхность пос- 5 ледней в колене 8 следует покрыть слоем неиспаряющейся жидкости, например жидким маслом.

При использовании предлагаемого устройства обеспечивается высокая точность измерения расхода жидкости в широком диапазоне температур воздуха и расходуемой жидкости и возможность измерения расхода малыми порциями расходуемой жидкости, благо- 5 даря чему устройство оказывается удобным для измерения расхода топли- : ва при стендовых испытаниях двигателей внутреннего сгорания.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Устройство для измерения массового расхода жидкости, содержащее диэлектрический измерительный участок трубопровода Ч-образной формы, заполненный ртутью, подводящий патрубок с размещенным на нем управляющим клапаном и отводящий патрубок, два датчика уровня, подключенные к блоку управления с измерителем времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два электродных датчика, размещенные в ртути, и устройство стабилизации температуры ртути, к входу которого подключены электродные датчики, при этом один из электродных датчиков соединен с общей шиной устройства стабилизации температуры ртути и блока управления, выход которого соединен с управляющим клапаном.

1500834

Составитель H.Àíäðååâà

Техред М.Дидык

Редактор И.Рыбченко

Корректор.H.Êóñêà.

Заказ 4851/34 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и,открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101