Способ измерения массового расхода среды

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода различных сред, в частности при коммерческих расчетах. Способ измерения массового расхода среды включает измерение объемного расхода по частоте вращения измерителя при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю. При этом выработанную вычислителем величину крутящего момента привода делят на частоту вращения измерителя. Технический результат - упрощение способа измерения массового расхода при ограниченном приборном составе устройства измерения, т.е. сокращение измерительных и вычислительных операций, требующих одновременности для более достоверного измерения массового расхода среды, а также одновременное измерение двух параметров в одном приборном месте. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода различных сред, в частности при коммерческих расчетах.

Известны способы измерения массового расхода, например (П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества вещества. СПб. Политехника. 2002. Книга 1 и 2), включающие измерение расхода по показаниям дифференциального манометра и плотности с помощью сужающих устройств.

Недостатками известных решений является большая погрешность измерения расхода, а также большие габариты устройства.

Известен способ измерения массового расхода (Многопараметрический массовый расходомер Multivariable модель 3095 MV. Проспект фирмы Fischer - Rosemount 00813-0100-4716 Rev DA 11/98), включающий измерение расхода потока при помощи измерителя перепада давления. Его недостатком является необходимость выдерживания определенного режима течения (числа Re), что ограничивает диапазон измерений, использование дополнительных приемов для компенсации погрешностей измерения расхода, например требование при монтаже определенных длин участков до и после устройства.

Кроме того, недостатком известного способа является сравнительно небольшой диапазон измерения расхода, менее 10, обеспечивающий погрешность измерения 1%. Кроме того, величина погрешности исчисляется не к текущему значению, а берется максимальное значение шкалы.

Аналогом является известный компенсационный способ (Расходомер PLU 103 А производства фирмы Pierburg Luftfahrtgerate Union GmbH. Bataverstr. 80/ Postfach 100 261 D-4040 Neuss West-Germany.tel. (02101)523-1, информационный листок).

Известный способ измерения расхода, включающий измерение объемного расхода среды при нулевом перепаде давлений на моторе по числу его оборотов, имеет следующие недостатки: массовый расход можно получить только при известной плотности измеряемой среды; - индикатор дифференциального давления в виде оптической пары требует стабилизированного электропитания; сложный датчик дифференциального давления - притертая пара «золотник-цилиндр», которая не должна допускать неучтенных протечек; датчик отклонений золотника от равновесного положения фиксируется оптической парой через прозрачное стекло цилиндра, которое ограничивает рабочее давление измеряемого расхода.

К предлагаемому способу наиболее близким, принятым за прототип, является способ измерения массового расхода газообразных и жидких сред (RU 2279640 С1, 10.07.2006).

По известному способу имеется два измерительных участка: первый - объемный расходомер с датчиком частоты вращения измерителя и второй - датчик перепада давления на сужающем устройстве.

Недостатками известного способа в реализованном устройстве является взаимное расположение по потоку измерителя объемного расхода и далее сужающего устройства, что вносит дополнительную погрешность при измерении из-за возможного расширения газообразной среды после сужающего устройства, способствует увеличению ее объема и искажению показаний датчика перепада давления; требуются дополнительные участки трубопровода до и после сужающего устройства для получения достоверных результатов измерения перепада давления; сужающее устройство используется только для получения параметра плотности среды, поскольку общий расход среды измеряется объемным расходомером; дополнительное обрудование в виде сужающего устройства требует дополнительной тарировки межповерочного интервала, особенно в диапазоне до Qмин, вследствие возможных парафиновых отложений, наличие дополнительных вычислительных операций при определении массового расхода.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение способа измерения массового расхода при ограниченном приборном составе устройства измерения, т.е. сокращение измерительных и вычислительных операций, требующих одновременности для более достоверного измерения массового расхода среды, а также одновременное измерение двух параметров в одном приборном месте.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ измерения массового расхода среды, включающий измерение объемного расхода по частоте вращения измерителя при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю, отличающийся тем, что выработанную вычислителем величину крутящего момента привода измерителя делят на частоту вращения измерителя.

Технический результат достигается тем, что величина крутящего момента определяется током электропривода.

Технический результат достигается тем, что величина крутящего момента определяется давлением гидропневмопривода.

Предлагается способ измерения массового расхода, в котором объемный расход Q измеряется при нулевом перепаде давления, и для такого режима вычислителем поддерживается требуемый крутящий момент на приводе измерителя и далее вычислитель определяет массовый расход путем отношения этого момента на приводе к частоте вращения измерителя.

Для реализации способа организуют измерительный участок, на котором проводят измерения объемного расхода с использованием замкнутого контура регулирования по нулевому перепаду давления на измерительном участке (вращающемся измерителе) с помощью привода, выполненного в электромеханическом или пневмогидравлическом вариантах.

На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, где вращающийся измеритель 1 объемного расходомера приводится во вращение приводом 2, частота вращения которого измеряется датчиком 3. Среда Q поступает на вход измерительного участка 4 и проходит через вращающийся измеритель 1 на выход среды 5. Частота вращения n измерителя 1 поддерживается контуром регулирования при ΔР≈0, состоящим из датчика 6 перепада давления, вычислителя 7 и привода 2. Измерительный участок 4 состоит из измерителя 1 и датчика перепада 6.

Способ реализуется следующим образом.

При измерении датчиком 3 частоты n вращения вала, например от электропривода 2, которая пропорциональна объемному расходу Qоб, устанавливается перепад давления ΔР≈0 на измерителе 1, который компенсируется величиной момента М на валу измерителя 1 во всем диапазоне значений расхода Qоб или оборотов n. В этом состоянии равновесия ΔР≈0 в вычислителе 7 сформированы данные - по частоте n вращения привода 2 от датчика 3 и о значении соответствующего крутящего момента М.

Для сведения перепада давления к нулю ΔР≈0 надо приложить к измерителю 1 некоторый момент М, который определяется текущими потерями по давлению на измерителе 1.

Момент М можно представить как М = к 1 Δ Р                            (1)

где k1 - коэффициент пропорциональности, учитывающий конструктивные (геометрические) параметры расходомера.

Перепад давления на измерителе выражается как ΔР = к 2 ρ Q об 2      (2) ,

где ρ - плотность измеряемой среды; Qоб - объемный расход; к2 - коэффициент пропорциональности. Подставим (2) в (1), получим М = к к ρ Q об 2                                                                                                           (3)

Для объемных расходомеров Qоб можно выразить через скорость вращения измерителя n Qоб3 n (4), где к3 - коэффициент пропорциональности, учитывающий размерность. Подставим (4) в (3) имеем М=к1 к2 ρ Qоб к3 n, откуда, учитывая Qмac=ρ Qоб, получим Qмас4 М/n, где к 4 = 1 / к 1 к 2 к 3 .                                                                                                          (5)

В случае применения электропривода имеем величину тока I, пропорциональную моменту М измерителя, если привод пневмогидравлический - величину давления Р.

Таким образом, величина момента М (или тока I) привода 2, разделенная на частоту вращения n измерителя 1, с учетом постоянного размерного коэффициента k4 является массовым расходом среды Qмас на измерительном участке 4.

Вычислитель 7 указывает на выходе одновременно массовый Qмac и объемный Qоб расходы среды.

Измерение массового расхода предлагаемым способом имеет следующие преимущества:

- отсутствие квадратичной зависимости «расход - перепад давлений»,

- значительное расширение диапазона измерений с сохранением погрешности как в начале шкалы, так и относящейся к концу диапазона,

- отсутствие протечек при нулевом перепаде позволяет измерять расход с максимальной точностью,

- среда не подвергается сжатию и расширению, проходя через измерительный участок при измерении объемного и массового расхода,

- сведение к минимуму влияния плотности и вязкости среды,

- фактически диапазон измерения зависит от технических возможностей измерителя и привода (электродвигателя) с большим диапазоном изменения частоты вращения,

- нет необходимости вводить корректирование сигнала по расходу для получения поправок по параметрам среды и окружающей среды - давление, температура, плотность и вязкость,

- погрешность исчисляется во всем диапазоне от текущего значения,

- повышается точность расходомера из-за отсутствия неучитываемых протечек, уменьшения влияния вязкости, плотности, температуры среды и окружающей среды, повышается точность и надежность расходомера при измерении расходов с высокими уровнями давления, пульсациями давления в широком диапазоне изменения температур измеряемой среды,

- упрощение способа измерения массового расхода при ограниченном приборном составе устройства измерения, т.е. сокращение измерительных и вычислительных операций, требующих одновременности для более достоверного измерения массового расхода среды,

- одновременное измерение двух параметров в одном приборном месте для вычисления третьего - массового расхода.

1. Способ измерения массового расхода среды, включающий измерение объемного расхода по частоте вращения измерителя при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю, отличающийся тем, что величину крутящего момента привода делят на частоту вращения измерителя.

2. Способ по п.1, величина крутящего момента определяется током электропривода.

3. Способ по п.1, величина крутящего момента определяется перепадом давления гидропневмопривода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля расхода газожидкостной смеси (ГЖС), извлекаемой, например, из буровой скважины. Способ измерения расхода газожидкостной смеси включает измерение объемного расхода по частоте вращения ротора при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю.

Изобретение относится к области контроля правильности загрузки железнодорожных цистерн нефтепродуктами и может применяться для контроля уровня загрузки железнодорожных цистерн непосредственно в процессе налива нефтепродуктов, например мазута, на наливных эстакадах для исключения (предупреждения) перелива или недолива цистерн.

Турбинный расходомер содержит корпус с измерительным каналом, в котором между двумя обтекателями, соответственно струенаправляющего аппарата и струевыпрямителя, с возможностью осевого перемещения и вращения расположена турбинка, а также узел съема сигнала.

Изобретение относится к методам измерения объемного расхода, а именно определения эффективной площади натекания и механизма поступления природного газа радона в помещение.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости в производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета в ЖКХ.

Способ обеспечивает определение объема отсепарированного попутного нефтяного газа (ПНГ) в установке предварительного сброса воды (УПСВ) или дожимной насосной станции (ДНС).

Предложенное изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в водоснабжении и гидравлике для измерения количества холодной и/или горячей воды.

Способ оценки термодинамического равновесия газожидкостной смеси при проведении фильтрационных экспериментов предусматривает закачивание в многофазный сепаратор газовой и жидкой фаз с заданными объемным соотношением фаз в потоке и расходами.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к области газовой хроматографии, а именно к прокачке поверочных газовых смесей (ПГС) через какие-либо изделия, например концентраторы, используемые в дальнейшем в лабораторных комплексах для отбора и газохроматографического анализа проб воздуха из компрессора газотурбинного авиационного двигателя при его стендовых испытаниях на наличие и содержание вредных примесей.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля расхода газожидкостной смеси (ГЖС), извлекаемой, например, из буровой скважины. Способ измерения покомпонентного расхода газожидкостной смеси включает измерение объемного расхода и передачу данных вычислителю. При этом поддерживают частоту вращения ротора при нулевом перепаде давления на нем, измеряют величины крутящего момента ротора, его частоты вращения и вязкость смеси, определяют плотность смеси по величине крутящего момента и приравнивают ее одному из двух известных уравнений, связывающих плотность, вязкость и покомпонентные доли трехкомпонентной смеси, измеренный коэффициент вязкости смеси сравнивают с другим из двух известных уравнений, извлекают вычислителем из трех независимых уравнений массовые и объемные покомпонентные составляющие смеси. Технический результат - упрощение способа измерения покомпонентного расхода газожидкостной смеси при ограниченном приборном составе устройств измерения, т.е. сокращение измерительных операций, требующих одновременности для более достоверного измерения массового расхода среды, а также измерение параметров потока в одном приборном месте. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Электромагнитный расходомер жидких металлов имеет цилиндрическую трубу, выполненную из немагнитного материала, электроды и индуктор. При этом имеется защитный кожух, выполненный из нержавеющей немагнитной стали в виде полого цилиндра с диаметром, превышающим диаметр трубы, и установленный соосно с трубой, с которой закреплен с помощью двух металлических перемычек, касающихся наружной поверхности трубы и внутренней поверхности защитного кожуха по линии, пересекающий диаметр канала в центральной области поперечного сечения трубы перпендикулярно направлению магнитного поля, создаваемого индуктором, который расположен за пределами защитного кожуха, а электроды приварены к внешней поверхности защитного кожуха. Технический результат - упрощение монтажа расходомера на трубопроводе с защитным кожухом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для регулирования уровня жидкости содержит сепарационную емкость, коллектор входа газожидкостной смеси, газовую трубу, жидкостную трубу, выходной коллектор. Сепарационная емкость соединена с выходным коллектором через расходную емкость, причем соединения жидкостной трубы, газовой трубы и выходного коллектора образуют комплекс из двух прямых и двух оппозитных сифонов и, при этом жидкостная труба соединена через расходную емкость с выходным коллектором при помощи прямого сифона и оппозитного сифона, а газовая труба соединена с выходным коллектором при помощи другого прямого и другого оппозитного сифона тоже через расходную емкость, и, кроме того, и оба оппозитных сифона, и выходной коллектор соединены тройником, а нижняя образующая колена прямого сифона, соединяющая сепарационную емкость с расходной емкостью, находится внутри расходной емкости. Соединение сепарационной емкости с выходным коллектором через расходную емкость достаточного объема для организации необходимого расхода жидкости посредством комплекса из двух прямых и двух оппозитных сифонов и создает надежную систему регулирования уровня жидкости. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик, герметичности и стабильности работы устройства для регулирования уровня жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема и объемного расхода жидких сред. Счетчик состоит из входного (1) и выходного (2) коллекторов, корпуса (3), ротора (4), имеющего возможность вращаться вокруг оси в точке O, и лопастей (5), шарнирно закрепленных на роторе в точках A, A′, A′′. Также имеются тяги (6), соединяющие одну из точек (B, B′, B′′) каждой лопасти (5) с точкой C. Положение точек O и C неизменно и они не совпадают. Подача потока жидких сред возможна в любом направлении. Технический результат - повышение точности измерения объема и объемного расхода жидких сред, исключение трения разделительного элемента по формообразующей поверхности корпуса и износа формообразующих поверхностей корпуса и лопастей. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется электрическое поле, являющееся мерой объемного расхода. Электромагнитный расходомер большого диаметра для жидких металлов состоит из трубы без электроизоляционного покрытия, электродов, присоединенных к наружной поверхности трубы, магнитопровода, выполненного в виде полого цилиндра толщиной не менее 5 мм и двух бескаркасных седлообразной формы индукционных катушек возбуждения магнитного поля. Каждая бескаркасная катушка имеет вид эллипса, огибающего трубу, ось среднего витка которого, расположенная вдоль образующей трубы, равна 0,5-0,6 диаметра канала, а ось среднего витка, расположенная вдоль периметра трубы, равна 1,0-1,2 диаметра канала. Технический результат - повышение верхнего предела температуры измеряемой среды до 500°C и повышение точности измерения расхода в трубах большого диаметра (от 300 до 1000 мм). 1 ил.

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано для измерения расхода и количества газа или жидкости в производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета в ЖКХ. Способ изготовления струйного генератора, содержащего проточную часть в виде плоских струйных элементов с каналами управления, приемными, питания и слива, конструктивно расположенных друг над другом, по которому разрабатывают 3D-модель струйного генератора, выбирают рабочий материал для выращивания струйного генератора, определяют ось модели 3D струйного генератора в качестве оси выращивания, подбирают в формате 3D ее положение для выращивания (полимеризации), которое определяет минимум уменьшения проходных сечений проточной части, формируют послойные сечения струйного генератора в формате 3D в направлении оси выращивания, технологически выращивают послойно всю конструкцию струйного генератора. Технический результат - надежность герметичности между слоями и каналами передачи информации, уменьшение количества времени на изготовление струйного генератора, упрощение размещения цельного корпуса струйного генератора в любой конструкции за счет неразборности, сложность копирования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится преимущественно к ракетной технике и используется для поддержания заданного расхода компонентов топлива при изменении давления на входе в двигатель. Устройство имеет регулирующий орган, с соответствующим ему дросселирующим отверстием, корпус с входной и выходной полостями, между которыми расположен чувствительный элемент в виде сильфона с неподвижным фланцем, закрепленным в корпусе на выходе из устройства и подвижным фланцем, расположенным на входе в устройство. Согласно изобретению сильфон подпружинен пружиной сжатия, а дросселирующее отверстие выполнено в подвижном фланце сильфона и взаимодействует с неподвижно установленным профилированным регулирующим органом. Дополнительно в неподвижном фланце могут быть выполнены одно или несколько дросселирующих отверстий, соединяющих входную и выходную полости. Технический результат - повышение точности поддержания заданного расхода рабочего тела в расширенном диапазоне изменения давления на входе и улучшение динамики выхода двигателя на режим при включении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для измерения объемов и расходов текучих сред, а более конкретно к устройствам для измерения объемов и расходов (дебитов) многофазных текучих сред. Сущность изобретения заключается в том, что монитор многофазной жидкости содержит трубопровод, резервуары для калибровочных жидкостей, жидкостные насосы, измеритель скорости потока, анализатор жидкости, включающий генератор 14 МэВ нейтронов и гамма-спектрометры, располагаемые на трубопроводе и подключенные к анализатору спектра, связанному с микрокомпьютером, измеритель скорости потока располагается на трубопроводе на расстоянии от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости и подключен к многоканальному временному анализатору, синхронизованному с генератором 14 МэВ нейтронов, дополнительно содержит один или несколько трубопроводов, соединенных с резервуарами для калибровочных жидкостей посредством жидкостных насосов, количество трубопроводов равно количеству калибровочных жидкостей, трубопроводы закрепляются на трубопроводе для прокачки многофазной жидкости параллельно ему и образуют вместе с ним полость, связанную с внешним пространством, генератор 14 МэВ нейтронов располагается внутри полости, гамма-спектрометры устанавливаются на всех трубопроводах, входят в состав анализатора жидкости и подключены к анализатору спектра, количество гамма-спектрометров равно или больше количества трубопроводов, измеритель скорости потока располагается на трубопроводе для прокачки многофазной жидкости на расстоянии L>V × t от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости, где V - скорость потока многофазной жидкости, a t - время ее облучения. Технический результат - расширение области применения устройства. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения объемов и расходов текучих сред, а более конкретно к устройствам для измерения объемов и расходов (дебитов) многофазных текучих сред. Монитор многофазной жидкости содержит обходной трубопровод с возможностью его соединения с трубопроводом для прокачки многофазной жидкости, резервуары для калибровочных жидкостей, жидкостные насосы, анализатор жидкости, измеритель скорости потока, анализатор жидкости включает генератор 14 МэВ нейтронов и гамма-спектрометры, располагаемые на обходном трубопроводе и подключенные к анализатору спектра, связанному с микрокомпьютером, измеритель скорости потока располагается на обходном трубопроводе на расстоянии от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости и подключен к многоканальному временному анализатору, синхронизованному с генератором 14 МэВ нейтронов, дополнительно содержит трубопроводы, соединенные с резервуарами для калибровочных жидкостей посредством жидкостных насосов, количество этих трубопроводов равно количеству калибровочных жидкостей, трубопроводы располагаются параллельно обходному трубопроводу и образуют вместе с ним полость, связанную с внешним пространством, генератор 14 МэВ нейтронов располагается внутри полости, гамма-спектрометры устанавливаются на всех трубопроводах, входят в состав анализатора жидкости и подключены к анализатору спектра, их количество равно или больше количества трубопроводов, измеритель скорости потока располагается на обходном трубопроводе на расстоянии L>V×t от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости, где V - скорость потока многофазной жидкости, a t - время ее облучения. Технический результат - повышение производительности и точности измерений. 1 ил.

Использование: для анализа многофазной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что анализатор многофазной жидкости содержит импульсный источник быстрых нейтронов и источник электромагнитного излучения, гамма спектрометр, детектор гамма лучей и сцинтиллятор, расположенный диаметрально источнику электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, при этом импульсный источник быстрых нейтронов является одновременно и импульсным источником электромагнитного излучения, дополнительно содержащим мониторный детектор быстрых нейтронов и мониторный детектор электромагнитного излучения, гамма спектрометр дополнительно содержит коллиматор гамма лучей и расположен рядом с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения, детектор гамма лучей расположен на одной стороне трубопровода с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на заданном расстоянии от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения по направлению течения многофазной жидкости, детектор быстрых нейтронов, расположен диаметрально импульсному источнику быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, детектор тепловых и эпитепловых нейтронов расположены от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на расстоянии, равном длине замедления быстрых нейтронов в многофазной жидкости, а гамма спектрометр, мониторный детектор электромагнитного излучения и сцинтиллятор выполнены с возможностью измерения спектра импульсного электромагнитного излучения. Технический результат: повышение точности измерения фракционного состава и расхода многофазной жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода различных сред, в частности при коммерческих расчетах. Способ измерения массового расхода среды включает измерение объемного расхода по частоте вращения измерителя при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю. При этом выработанную вычислителем величину крутящего момента привода делят на частоту вращения измерителя. Технический результат - упрощение способа измерения массового расхода при ограниченном приборном составе устройства измерения, т.е. сокращение измерительных и вычислительных операций, требующих одновременности для более достоверного измерения массового расхода среды, а также одновременное измерение двух параметров в одном приборном месте. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх