Тепловой расходомер

 

О П И-- А- Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t0IO3 СоЕМекми

СюцнаттистиаКких

Ресиублмк > 5I2375 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.04.73 (21) 1912466/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 27.01.77 (51) М. Кл е G OIF 1/00

G 01F 9/00

Геоударотвеииый конитет

Совета Мииистров СССР йо делан изобретений и открытий (53) УДК 681.121(088.8) (72) Авторы изобретения

С. П. Колмыков, P. К. Азимов, И. Б. Хамадов и P. М. Курбанова (71) Заявитель

Среднеазиатский ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт ирригации им. В. Д. Журина (54) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения расхода жидкостей в открытых каналах гидропостов с произвольной формой профиля фиксированного русла.

Известные тепловые расходомеры аналогичного назначения не позволяют производить измерение расхода с автоматическим учетом изменения сечения канала в зависимости от уровня, например в каналах трапециевидного профиля, а наличие в пих потепциометра со скользящим контактом с«ижает надежность измерения.

Целью изобретения является устра«сн«е указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в расходомере датчик уровня выполнен в виде кольцссвой .камеры, наполовину заполненной неиспгряющейся жидкостью, с помещенными внутри нее профилированным с учетом профиля канала термосопротивлением и компенсационным термосопротивлением, включенными в плечи первого измерительного моста, выход которого соединен с концами реохорда, а термосопротивления, расположенные в поплавке, включены в плечи второго измерительного моста, выход которого соединен с одним из концов реохорда и через вход усилителя с дв«жком рсохорда, а выход усилителя «одключсп к рсверсивпому двигателю, соединснному с движком реохорда.

На фиг. 1 показан общий вид предложенного теплового расходомера; на фнг. 2 — измерительная схема расходомера.

Расходомер содержит поплавок 1, помещенный в профилированный канал 2, рычаг 3, один конец которого через ось 4 связан с поплавком 1, а второй соединен с кольцевой камерой 5 датчика уровня, наполовину заполненной «еиспаряющейся жидкостью, полупроводниковые тсрмосопрот«вления 6 и 7, включенные в плечи второго измерительного моста (см. фпг. 2), и нагреватель 8. При этом термо15 сопрот«влеппя 6 и 7 и нагреватель 8 размещс«ы в поплавке 1 (см. фиг. 1).

В кольцевой камере 5 размещены профилирован«ое с учетом профиля канала термосо«ротивленнс 9 ll компенсационное термосопротивление 10, включенные в плечи первого измерительного моста, выход которого соединен с концами рео. орда 11, постоянные сопротцвления 12, 13, 14 и 15, электронный усилитель

16, выход которого подключен к реверсивному двигателю 17.

Расходомер работает следующим образом.

При изменен««расхода потока жпдкосгп изменяется уровень жидкости в канале 2 и позо ложе««е поплавка 1, перемещен«с которого

512375 преобразуется в угол поворота кольцевой камеры 5 датчика уровня.

Скорость потока жидкости измеряется с помощью термосопротивления 7 с нагревателем 8 и термосопротивлением 6, которые установлены внутри корпуса поплавка и не контактируют с измеряемой средой. При известной разности температур, измеряемой этими термосопротивлениями, и мощности, выделяемой в нагревателе 8, определяется коэффициент теплоотдачи, который главным образом зависит от скорости потока.

Изменение положения поплавка 1 при изменении уровня потока преобразуется в угол поворота кольцеооразнои камеры 5 д>>>т )ик(1 уровня. Термометр сопротивления 9 при протекании Ilo нему электрического тока нагрева-.тся. При увеличении уровня потока камера 5 и термометр сопротивления 9 поворачиваются, при этом доля погру>кения в жидкость и теплоотдача этого термометра увеличивают" я, приводя к уменьшению сопротивления в соотвстствии с законом изменения профиля терм)метра, т. е. пропорционально поперечному сечению потока.

Термометр сопротивления 10 постоянно находится в жидкости и вводит коррекци)о при изменении температуры окружающей среды.

Изменение величины профильного сопротивления 9, включенного в плечо первого нз. >(ерителы)ОГО моста, приводит к измсllснию вы«одного напряжения этого моста. Ка((сра 5 расположена таким образом, что прн макс(:мальном уровне жидкость па«одится )13 оси

Π— О, мост па«одится в равновесии и выходl I O C Н 3 11Р Я >К Е П! (Е ) 1 1! И М 3 Л Ь П О, I I P l i ),! FI i I Il ) (3 Л Ы)0 возмо>кпом уровне воды в 1(31(3ле жидкость в камере 5 занимает положение 0 -О :! выходное i!3(ip51>I(e»IIC моста максима Il lio, т. е. выходное 1(3 IIP51>I(PI!II этОГО !>(ocT3 F) OOP()тl)О пропорционально уровню

1 (>)

/! где К) — коэффициент.

BI>I«0+IIoc II3IIj)5I>I(cIIIIc > > o i ОРОГО )(ocT(1, и плсчн которого включсны Tcp)lîcîïðîòè(ic)(. !Ия

6 и 7, олагодаря отрицательному тсмнсратур1(0«!>, КоэффИЦ)!С!(Т) Г(.Р >(ОСО))РОТ))В,.((.(I)!i ((;)Ямо пронорцио!!ально скорости потока, т. с.

Е,=K V, (2)

Г;l,(- A 2 — — i(ОЭ(!) ф1 1 1 (иCi! Т, 1(1CTЬ 1)!>1«ОДI!О! О !1>(1)РЯ>К(11!15(В ГОРОГО )10С1Ч) С!) () H II IIB(С (1 С Bl>I«OДI) i>! )l Н Л!(951 (((. 111)С. 1

4 первого моста на реохорде 11, в котором изменение сопротивления пропорционально отношению выходных напряжений первого и ВТорого мостов, т. е.

5 Е

r= — - — R, (3)

Е, где R — сопротивление реохорда 11, r — текущее сопротивление реохорда 11.

С учетом выражений (1) и (2) выражен (e (3) примет вид: — - Vh, (4)

К, т. е. текущее сопротивление реохорда 11 пропорционально скорости и уровню потока и, следовательно, расходу жидкости в открытом канале.

При изменении расхода измснястся отношение выходных напряжений первого и второго мостов, сигнал разбаланса подается на электронный усилитель 1б и реверсивный двигатель 17, который перемещает движок реохорда 11 до равновесия.

Формула изобретения зо Тепловой расходомер, содержащий тепловой преобразователь скорости, выполненный в виде термочувствительны«элементов, один из которы.; снабжен подогревателем, располо>кснных в поплавке, шарнирно связанном рычагом с датчиком уровня, и измерительчую мостовую с«ему, в плечи которой включены термочувствительные элементы, отличающийГ5(тем, что, с целью обеспечения возможности учета действительного профиля канала и 110вышения надежности измерения, датчик уровня выполнен в виде кольцевой камеры, напо, IoBIfI()(заполненной пеиспаряющейся жидкостью, с помещенными внутри нее профилированны;I с учетом профиля канала термосопротивленисм и компенсационным термосопрогивлсннсм, включснпыми в плечи первого измерительного мола, вы«од которого соединен с ко))ца)!и рсО«Орд3, а термосопротивления, расцолож 11)ll>lp в I!01)ë3BI(c, включены в плечи второго измерительного моста, вы«од которого сосдинс)! с одним нз концов реохорда и через B«oJ, усилителя с движком рео«орда, а вы«Од усилнтсля подключен к реверсивному двнга((л!О, сосдннс!(ному с движком peo«OI)g3, 512375

Фиг. 1

Составители Б. Розовская

Текред 3. Тараненко Корректор А. Степанова

Редактор В. Булдаков

Заказ 5199 Изд. ¹ 1370 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский <й ил пал