Устройство для измерения отношения двух расходов жидкости или газа

 

ОПИСАНИЕ иц514195

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сс. ов Свовтскик

Социалистические

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l ! t т (51) М Кч 2 G 01F 1/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.72 (21) 1754066/10 с присоединением заявки М

ГосУааРственный комитет (23) г1риоритет

Совета Министров СССР ло лелам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.76, Бюллетень ¹ 18 ! 1

Дата опубликования описания 22.06.76 (53) УДК 681 121 83 (088.8) (72) Автор изобретения

A. В. Кеменов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

ДВУХ РАСХОДОВ ЖИДКОСТИ ИЛ И ГАЗА

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения отношения двух расходов жидкостей, газов или других материальных потоков и может быть использовано в горнорудной, химической, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для измерения отношения двух расходов материальных потоков, состоящие из двух датчиков расхода, электрических преобразователей и измерительного прибора.

Однако эти устройства обладают сравнительно невысокой надежностью и сложны конструктивно.

Кроме того, указанные устройства обладают низкой чувствительностью в области больших расходов и не позволяют наглядно определить преобладание одного расхода над другим.

Известно также устройство для измерения отношения двух расходов, в котором использован всего один расходомер теплового типа для измерения расходов двух потоков. Корпус

; стройства выполнен в виде двух проточных полостей, разделенных изоляционной перегородкой, в полостях располо:.кены теплочувствительные элементы, установленные на холодной и горячей коммутационных пластинах термобатареи и соединенные с измерительным прибором.

Однако в известном устройстве спаи термопар, расположенные в потоке, оказывают значительное сопротивление потоку и измеряют локальное значение температуры (по одной линии), в то время как для повышения точности измерения и чувствительности лучше измерять температуру по всей поверхности полости, обтекаемой средой.

Для повышения надежности и точности из10 мерения предлагаемое устройство дополнительно снабжено трубопроводом, например, кольцевым, внутренняя стенка которого служит коммутационной пластиной холодных спаев термобатареи и соединена с ее ветвями.

15 На фиг. 1 показан общий вид описываемого устройства; на фиг. 2 — схема соединения терморезисторов.

Устройство состоит из двух ветвей 1 и 2 термобатареи, выполненных из полупроводни20 кового материала соответственно с дырочной проводимостью и с электронной проводимостью. Ветви термоэлемента имеют отверстия, через которые проходят патрубки 3 и 4, разделенные между собой втулкой 5 из непрово25 дящего электрический ток материала, являющегося изоляционной перегородкой. К внешней поверхности ветвей 1, 2 термоэлементов плотно прилегает патрубок 6 — дополнительный кольцевой трубопровод. Патрубки 3, 4 и

30 внутренняя стенка кольцеобразного патрубков

514195

Фиг. f

Я!

9 ra. с

ЦНИИПИ Заказ 1369/14 Изд. № 1357 Тираж 864 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

6 служат, соответственно, горячими и холодными спаями термобатареи. Между ветвями

1, 2 термоэлемента и патрубками 3, 4 и 6 в области горячих и холодных спаев установлены полупроводниковые терморезисторы 7 и 8 с противоположными по знаку температурными коэффициентами сопротивления. Полупроводниковые терморезисторы соединены в смежные плечи моста. К патрубкам 3 и 4 подводится напряжение питания термобатареи (термоэлемента) .

Устройство работает следующим образом.

Через патрубки 3, 4, 6 устанавливаются равные расходы Q> и Q2, поэтому отношение Q>.

: Q2 равно 1. Четырехплечий мост балансируется при питании термоэлементов постоянным током. При прохожденйи тока через ветви термоэлемента и коммутационные пластины, которые в предлагаемом устройстве выполнены в виде патрубков 3, 4 и 6, на последних будет выделяться и поглощаться некоторое количество тепла. Так, в зоне контакта патрубков 3, 4 с ветвями 1, 2 термоэлемента тепло будет поглощаться потоком среды Qi, а температура — понижаться; в зоне контактов патрубка 6 с ветвями 1, 2 термоэлементов тепло будет выделяться под действием потока среды Q2, а температура — повышаться. Так как мост сбалансирован, то стрелка прибора будет находиться в нулевом положении. Условие баланса моста будет:

Rz Ri=Rr %, где R — сопротивление терморезистора, установленного в зОне холодного спая;

R — сопротивление терморезистора, установленного в зоне горячего спая.

Если расход Q< увеличивается, то патрубки

3, 4 охлаждаются более интенсивно, поэтому температура горячих спаев будет понижаться.

Сопротивление R, имеет положительный температурный коэффициент, поэтому его величина уменьшится и мост разбалансируется.

Величина разбаланса будет зависеть от расхода Яi при постоянном Q .

Если при этом возрастет расход Яг, то к холодному спаю будет подводиться дополнительное тепло, поэтому его температура будет возрастать. Сопротивление R.,- имеет отрицательный температурный коэффициент, вследствие чего его величина уменьшится. Это вызовег балансировку моста. Если значение Q2 достигнет значения QI то мост будет сбалансирован и стрелка прибора окажется на нуле, что будет соответствовать равенству расходов

Ql И Q2

Если Яг будет уменьшаться, то температура холодного спая будет уменьшаться, что вызовет увеличение сопротивления R,. В этом

15 случае разбаланс моста увеличится, что будет соответствовать увеличению соотношения между расходами Q< и Q2.

При преобладании расхода Q> над Q< устройство работает аналогично, но с той разни20 цей, что ток разбаланса моста будет направлен в другую сторону. Поэтому стрелка прибора отклонится также в противоположную сторону, т. е. в сторону преобладания расхода Яг над Яь Празая часть шкалы вторичного

25 прибора настраивается и тарируется на отношение расходов Q> к Яг, а левая часть — на соотношение расходов Яг к QI.

30 Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух расходов жидкости или газа, содержащее корпус, состоящий из двух полостей, разде35 ленных изоляционной перегородкой, теплочувствительные элементы, установленные на холодной и горячей коммутационных пластинах термобатареи, и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повы40 щения надежности и точности измерения, оно дополнительно снабжено трубопроводом, например, кольцевым, внутренняя стенка которого служит коммутационной пластиной холодных спаев термобатареи и соединена с ее ветвями.