Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем

Изобретение относится к области определения объемного расхода газа или жидкости и может быть использовано в теплоэнергетической, газовой и других отраслях промышленности. Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем (СПР) заключается в том, что газ или жидкость пропускают через параллельно установленные СПР и ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q, проходящий по трубопроводу по формуле: Q = Q_СПР + Q_ЛС = А_СПР⋅f + А_ЛС⋅f²/υ, где Q_СПР - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР; Q_ЛС - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление; f - частота колебаний струйного генератора СПР, А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя; А_ЛС - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления; υ - кинематическая вязкость среды. Технический результат - расширение диапазона измеряемого объемного расхода газа или жидкости, проходящего по трубопроводу.

 

Изобретение относится к области определения объемного расхода газа или жидкости и может быть использовано в теплоэнергетической, газовой и других отраслях промышленности.

Известен способ измерения объемного расхода воздуха струйным автогенераторным расходомером (счетчик), заключающийся в том, что основная часть потока через сужающее устройство проходит на выход расходомера. На сужающем устройстве возникает перепад давления, благодаря которому часть потока через кольцевую щель и канал подвода поступает в сопло питания струйного автогенератора. В результате в последнем возникает автоколебания струи с частотой, пропорциональной расходу через сужающее устройство. Колебания струи преобразуются в электрический сигнал термоанемометром на базе синтетического полупроводникового алмаза (см. патент 2244265 С1, Российская Федерация, МПК G01F1/20. Струйный автогенераторный расходомер-счетчик / Аристов П.А. №2003114990/28 заявл. 21.05.2003; опубл. 10.01.2005.).

Недостатком известного способа является низкая точность и небольшой диапазон измерения расхода.

Наиболее близким является способ измерения объемного расхода струйным преобразователем (СПР), (см. Расходомеры и счетчики количества, П.П. Кремлевский, Ленинград, "Машиностроение", Ленинградское отделение, 1989, с. 374-375), заключающийся в том, что расход среды, газа или жидкости, проходящий по трубопроводу, определяют пропусканием ее через струйный генератор СПР, фиксируют выходной сигнал СПР, частота которого пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через СПР, и определяют объемный расход по формуле:

Q_СПР = А_СПР ⋅ f

где Q_СПР - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;

f - частота колебаний струйного генератора СПР;

А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного преобразователя.

А_СПР = k ⋅ F ⋅ l

где k - поправочный коэффициент;

F - площадь сопла питания;

l - длина диффузора.

Недостатком данного способа является малый диапазон измерения расхода.

Техническим результатом, на достижение которого направлен способ, является увеличение диапазона измеряемого расхода СПР.

Для достижения указанного результата в способе измерения объемного расхода струйным преобразователем, заключающимся в том, что расход газа или жидкости, проходящий по трубопроводу определяют пропусканием ее через струйный генератор СПР, фиксируют выходной сигнал СПР, частота которого пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через СПР, и определяют объемный расход по формуле Q_СПР = А_СПР ⋅ f, подключают параллельно СПР ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, пропускают среду дополнительно через установленное ламинарное сопротивление, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q среды, проходящей по

трубопроводу, по формуле:

Q = Q_СПР + Q_ЛС = A_СПР ⋅ f + A_ЛС ⋅ f²/υ,

где Q_СПР - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;

Q_ЛС - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;

f - частота колебаний струйного генератора СПР;

А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;

А_ЛС - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;

υ - кинематическая вязкость среды.

Измерение объемного расхода струйным преобразователем позволяет увеличить диапазон измеряемого расхода СПР путем подключения параллельно СПР ламинарного сопротивления с известными геометрическими параметрами, пропуская среду через СПР и через установленное параллельно ему ламинарное сопротивление, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q среды, проходящей по трубопроводу, по формуле:

Q = Q_СПР + Q_ЛС = A_СПР ⋅ f + A_ЛС ⋅ f²/υ,

где Q_СПР - объемный расход среды проходящей по трубопроводу, через СПР;

Q_ЛС - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;

f - частота колебаний струйного генератора СПР;

А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;

А_ЛС - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;

υ - кинематическая вязкость среды.

Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем реализуется следующим образом.

Газ или жидкость пропускают через параллельно установленные СПР и ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q, проходящий по трубопроводу по формуле:

Q = Q_СПР + Q_ЛС = A_СПР ⋅ f + A_ЛС ⋅ f²/υ,

где Q_СПР - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;

Q_ЛС - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;

f - частота колебаний струйного генератора СПР;

А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;

А_ЛС - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;

υ - кинематическая вязкость среды.

Таким образом, заявленный способ позволяет при заданном допускаемом перепаде давлений на СПР (т.е. при неизменном диапазоне частот СПР) производить измерение расходов в более широком диапазоне (в 1,5 и более раз) за счет добавления в линейную формулу измерения расхода добавочного нелинейного члена Q_ЛС = A_ЛС ⋅ f²/υ, что улучшает потребительские качества данного способа. Также предложенный способ учитывает влияние свойств среды кинематической вязкости на работу расходомера, что повышает точность измерений расхода.

Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем (СПР) заключается в том, что расход газа или жидкости, проходящий по трубопроводу, определяют пропусканием через струйный генератор СПР, фиксируют выходной сигнал СПР, частота которого пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через СПР, и определяют объемный расход по формуле:

Q_СПР = А_СПР⋅f

где Q_СПР - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;

f - частота колебаний струйного генератора СПР;

А_СПР - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного преобразователя.

А_СПР = k⋅F⋅l

где k - поправочный коэффициент;

F - площадь сопла питания;

l - длина диффузора,

отличающийся тем, что подключают параллельно СПР ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, пропускают среду через СПР и через установленное параллельно ему ламинарное сопротивление, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР, определяют объемный расход Q среды, проходящей по трубопроводу, по формуле:

Q = Q_СПР + Q_ЛС = А_СПР⋅f + А_ЛС⋅f²/υ,

где Q_СПР - объемный расход среды проходящей по трубопроводу, через СПР;

Q_ЛС - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;

А_ЛС - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;

υ - кинематическая вязкость среды, расход которой определяется.