Способ измерения расхода потока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесии к

Республик >832341 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24.05.7 9 (21) 2800067/18-10 (5l)M. Кл.

Я 01 F 1/70 с присоединением заявки Ni

Государственный комитет (23) Приоритет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.05.81. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 23.05.81 (53) УДК 681.121 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. A. Соколов и С. Е. К

Ленинградский ордена Октябрьской Револ и ордена Трудового Красного Знамени тех институт им. Ленсовета (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ PACXGLjA ПОТОКА

Изобретение относится приборострое- ) нию,.в частности к способам измерения

pscxoaa потоков.

Известны способы измерения расходов и скоростей потоков жидкостей и газов, основанные на измерении времени перено5 са тепловой метки потоков между двумя сечениями измерительного участка, в которых производится регистрация метки 1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения расхода потока на основе тепловых меток, в котором с целью введения коррекции по составу контролируемой сре-т5 ды и определения массового расхода кроме измерения времени переноса тепловой метки, по измерительному участку дополнительно регистрируют температуру метки 2) °

26

Основными недостатками указанного неконтактного способа являются: а) ограниченные чувствительность и диапазон измерения потоков переменного состава, обусловленные тем, что изменение состава потока или его температуры на входе в преобразователь расходомера приводит к изменению спектра поглощения тепловой энергии потоком и непостоянст» . ву начальной температуры метки, регистрация, которой в процессе ее переноса потоком и производится; б) ограниченная точность измерения состава потока по темгературе метки в зоне регистратора, обусловленная нестабильностью во времени спектров излучения источников тепловых меток и влиянием напряжения их питания, приводящими также к изменению начальной температуры метки.

Ilem. изобретения — расширение amassзона измерения, повышение чувствительности и точности.

Указанная цель достигается тем, что измеряют скорость охлаждения метки..

Перспективность. измерения скорости процесса охлаждения метки в процессе ее

3 83234 переноса потоком обусповлена ее независимостью от начапьной температуры метки.

При охлаждении тепловой метки в успо виях теплоизоляции измерительного участка, как и любого однородного физического теда, имеет место регулярный режим охлаждения, характеризующийся скоростью (темпом) регулярного охпаждения (W), под которой понимается скорость изменения логарифма избыточной температуры д среды во времени, т.е, дпя конкретного случач.

1 4

При работе устройства бпок 1 управления периодически включает источник 2 тепловых меток подачей прямоугольных им с постоянной частотой в цепь питания источника 2 меток.

В качестве неконтактного источника тепловых меток можно использовать ВЧ, СВЧ, ипи ИК -излучатель.

Скорость потока измеряется путем измерения времени движения метки на измерительном участке между регистраторами 3 и 4. При цостижении меткой зоны .регистратора 3 (момент „) срабатывает пороговое устройство 7, связанное через усилитель 5 с регистратором 3, и вклю чает блок 9 отсчета времени.

Выключение блока 9 отсчета времени осуществпяется пороговым устройством

8 при достижении меткой регистратора

4 в момент ь выходной сигнал которого усиливается в блоке 6. амадее определяется скорость (темп) регулярного охлаждения метки на участке между регистраторами 3 и 4, которая является функцией коэффициента температуропровоцности и, спецоватеюп,но, состава потока. При этом блоки 10 и 11 не« прерывно дифференцируют сигналы, поступающие с усилитепьных блоков 5 и 6. В моменты равенства производных нулю выхоцные сигналы блоков 10 и 11, пропорциональные максимальной температуре метки в зонах регистраторов, поступают в сумматор 12, где произвоцится их синхронизация и сравнение. Выходной сигнал сумматора после погарифмированвя в. блоке 13 поступает на вход вычислительного блока 14, соединенного с блоком отсчета времени движения метки по измерительному участку 9 и выполняющего вычислительные операции по определению скорости (темпа) охлажцения метки и, следовао тепьно, состава в собтветствии с выражеЬ Г2-т ) нием Al= и массового расхода

Ь. — Ь, потока. Массовый расход и состав потока регистрируются приборами 15 и 16.

Предпагаемый способ измерения расхода потоков переменного состава обладает широким циапазонОМ измерения повышеH

Ной ТОЧНОСТЬЮ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЫО.

35 где Т;„- температура метки;

Т - температура потока; и — время;

Аналогичные закономерности имеют

20 место и при нагревании однородных тел, Причем скорость (темп) регулярного охпаждения (нагревания) тела, в нашем случае скорость (темп) регулярного охлаждения метки при постоянных геометрических размерах преобразователя зависит

;только от коэффициента температуропроводности измеряемой среды и не зависит от начальной температуры метки и времени ее Охлаждения при переносе потоком

30 по измеритепьному участку, т.е. от скорости (объемного расхода).

Таким образом, если при измерении расхода потока определенного состава изменится начальная температура метки (ЬТ ) и температура метки в зоне регистра (АТр ) в сиду причин, отмеченных выше, то скорость (темп) охпаждения метки останется постоянной, что и позволяет исключить недостатки известного способа измерения расхода потоков переменного состава, >

На фиг. 1а представлена зависимость температуры метки от времени; на фиг. 16зависимость погарифма избыточной температуры среды от времени," на фиг. 2» бпок-схема устройства цля осуществления предлагаемого способа.

Расходомер содержит блок 3 управ ения,источник 2 тепловых меток, регист- ° раторы 3 и 4 меток, усилитепьпые бпоки

5 и 6, пороговые устройства 7 и 8, блок

9 отсчета времени, дифференцирующие бпоки 10 и 11 с нупь-органами, сумматор 12, погарифмируюший блок 13, вычиспитепьный блок ." 4 и приборы, ре! Истрирующие массовый расход 15 и состав 16.

Способ осушестваяетсл слепуюп им ОбD83OM е

Форму па изобр Отсп ия

Способ измерения расхода поток», ОснОВанный HB измерсниР вр мани переноса

83234 у fnl

И Заказ 3954/8 l ж 702 Подписное

Фиг-2 тепловой метки на фиксированном участке, с коррекцией по составу контролируемого потока, о т л и ч а ю ш и A с я тем, что, с цепью расширения диапазона измерения, повышения чувствительности и точности, измеряют скорость охлаждения метки.

1 6

Источникч информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л., Машиностроение, 1975, с. 573.

2. Авторское свидетельство СССР № 605096, кл. Cj 01 F 1/70, (прототип).

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðoåKòHàÿ,4