Устройство для измерения скорости по-toka жидкости или газа

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ои847208 г .4 . . Ф4ем,!

% 4: г

К АетОвСкомм Сви атйльСтвх (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено 04.1079 (21) 2825817/18-10

Р1)М. К .3

G 01 Р 5/08 с присоединением заявки М— Государственный комитет

СССР ио делам изобретений .. и открытий (23) Приоритет

- (53) УДК 532.57 (088.8) Опубликовано 150781. бюллетень КВ 26

Дата опубликования описания 150781 (72) Автор.:.: изобретения

В. В. Поляруш (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЭА, Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения скорости потока жидкости или газа, и может быть использовано в установках для"поверки средств измерений, а также в безнапорных процессах, в которых плотность и температура потока при изменении остаются неизменными.

Известен безмембранный электрохимический концентрационный датчик скорости течения жидкости. В нем . поток жидкости проходит через каме,. ру, содержащую вспомогательный и измерительный катоды и Общий анод. Под действием тока между-вспомогательным катодом и общим анодом происходит гальваностатический электролиэ, .в результате которого у измерительного катода создается окислительновосстановительная система. В измери- тельной цепи возникает ток. Величина тока фона в.этом случае зависит от .скорости потока жидкости 1 .

Недостаток данного устройства .состоит в необходимости электролиза жидкости, что вызывает усложнение конструкции и дополнительный расход .электроэнергии.

Известно также устройство для изменения скорости потока жидкости или газа. Оно содержит электролити« ческую ячейку, сообщенную с атмосферой, систему анод - катод, подключенную к регистрирующему прибору и образующую .окислительно-восстановительную систему. Катод выполнен в виде установленной в днище электролитической ячейки напорной трубки с максимальным гидравлическим сопротивлением на выходе и активной в диффузном отношении поверхностью. В системе устанавливается предельный диффу15 эионный ток. Скорость потока определяет перепад давления электролита и ,измеряемой средя, под действием которого происходит истечение электролита иэ трубки. истечения. Изменение

20 величины диффузионного тока характеризует скорость потока p2)

Однако данное устройство обладает низкой чувствительностью из-за зависимости перепада давления только от эжекции.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

Указанная цель достигается путем дополнительного увеличения перепада

30 давления, à именно: электролнтичес84 7208 кая ячейка разделена перегородкой на камеры атмосферного и повышен- ного давления, сообщающиеся в нйжней части между собой, причем в полость камеры повышенного давления введена напорная трубка, воспринимающая динамический напор потока. В камере атмосферного давления установлен анод, образующий с катода:; окислительно восстановительную систему. Катод выполнен в виде трубки истечения, установленной в днище электролитической ячейки.

При измерении уровень электролита в камере атмосферного давления увеличивается пропорционально динамическому напору патака.

Гидрастатическое давление электролита в трубке истечения увеличивается пропорционально изменению уровня, Следовательно, перепад давления, определяющий скорость истечения электролита, и диффузионный ток также увеличиваются. Устройство содержит регулятор уровня электролита и измерительную схему.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, Устройство для измерения скорости потока жидкости или газа состоит из электролитической ячейки 1, напорной трубки 2, трубки 3 истечения, анода

4, упругого элемента 5 (например сильфоиа), гибкого соединителя. б, емкости 7, кранов 8 и 9.

Измерительная схема состоит из нольтметра 10, потенциаметра 11, источника 12 питания, регистрирующего прибора 13, Электролитическая ячейка 1 разделена перегородкой на камеры атмосферного и повышенного данления, сообщающиеся в нижней части, Камера ïîâûшенного давления содержит напорную трубку 2, один конец которой сообщен с ее полостью, а другой направлен навстречу потоку и воспринимает динамический напор. В днище камеры атмосф рного давления установлена трубка 3 .истечения, выполняющая .роль катода и ориентированная Во потоку.

Она имеет максимальное гидравлическое сопротивление на выходе канала и активную н диффузианнам отношении внутреннюю поверхность, Внутренняя поверхность канала может быть выполнена из инертного материала, например, никеля или платины. Анод 4 погружен в электролит и укреплен к перегородке. С целью исключения поляризации анода, площадь его должна превышать площадь катода в 100 раз, Электроды с электролитом, например раствор смеси FeС E +. FeС, образуют акнслительна-восстановительную систему,.

Непременным условием работы устройства является непрерывиое истечение электролита. Поэтому, для поддержания постоянной скорости истечения, соответствующей скорости измеряемого потока, необходим регулятор уровня электролита. Он состоит из упругого элемента 5 и гибкого соединителя 6 с питающей трубкой. Упругий элемент

5 верхним торцом связан штоком с подвижной частью питающей рубки, а нижним посредством канала, укрепленного в перегородке, сообщен с полостью камеры повышенного давления.

Гибкий соединитель 6, выполненный из эластичного материала, например резины, надет на торец питающей трубки. Другим концом гибкий соединитель

6 надет на подвижную часть питающей

15 трубки, к которой закреплен шток. Емкость 7 расположена над электролити ческой ячейкой 1 и сообщена с ней питающей трубкой. На питающей трубке установлен кран 8. На крышке емкости

7 расположен патрубак с краном 9 для залива электролита.

Устройство работает следующим об-. разом.

Кран 9 открыт, кран 8 закрыт. Я Электролит череэ патрубак заливается в емкость 7. После заполнения кран

9 закрывают, а кран 8 открывают; Камера атмосферного давления сообщена с атмосферой, поэтому электролит самотеком устремляется в электролитическую ячейку 1. В камерах устанавливается одинаковый уровень электролита.

Поступление электролита прекращается при достижении торца подвижной части питающей трубки. Потенциометрам 11 плавно повышают напряжение (разность потенциалов) на электролитах. Наблюдая за показаниями регистрирующего прибора 13, устанавлинают предельный диффузионный ток. Он характеризуется тем, что в акислительна-восстановительном процессе участвуют все ионы окислительной формы. Эту величину можно условно принять эа нуль шкалы. Если напорную трубку 2 и трубку 3 истечения поместить н измеряемую среду так, как показано на чертеже, то можно измерять скорость потока. Измеряемый поток создает в камере повышенного давления давление, р пропорциональное динамическому напору, В то же время измеряемый поток, обтекая трубку 3 истечения, создает в ней разрежение. Так как камера ат- мосферного давления .сообщена с атмосферой, та часть электролита перете-кает из камеры повышенного давления в камеру атмосферного давления. Pbcход электролита через трубку 3 истечения мал, поэтому уровень нозрастает на величину, пропорциональную дина40 мическаму напору потока. Однонременно давление передается в полость упругого элемента 5 и перемещает его торец и подвижную часть питающей трубки, соединенную с гибким элемен65 там б,вверх; Причем перемещение по847208

Формула изобретения

12 движной части питающей трубки равно приращению уровня электролита в камере атмосферного давления. Это достигается выбором конструктИвных параметров упругого элемента 5. В случае скачкообразного изменения скорости измеряемого потока электролит распределяется между полостями камер,обеспечивая постоянство глубины погружения подвижной части питаю ей трубки в электролит. В противном случае скорость истечения электролита изменялась бы до тех пор, пока его уровень не достиг бы нижнего торца питающей трубки °

Таким образом электролит находитI

1с ся под воздействием с одной стороны % су уммы атмосферного и приращения гид- . и р остатического давлений, а с друго ежения Под действием полученного кйперепада давлений электролит вытек ет из трубки 3 истечения, При этом. к ) катоду поступает дополнительное количество ионов окисленной фореля., уве" личивая ток в измерительной цепи. По

13 показанию регистрирующего прибора судят о скорости потока. При измерении уровень электролита s электролитической ячейке 1 понижается,Это при- водит к открытию нижнего торца питающей трубки. Электролит самотеком. Устремляется из емкости 7 в электролитическую ячейку. При достижении электролитом уровня,при .котором торец.питающей трубки вновь закрывается, исте чение прекращается.

Чувствительность устройства шается по сравнению с известным в

1,4-1,8 раза.

Это позволяет более эффективно вести управление технологическими процессами в системах автоматического управления и использовать вторичные приборы, менее чувствительные и дорогие.

Устройство для измерения скорости потока жидкости или газа, содержащее напорную трубку, электролитическую ячейку с анодом и катодом, выполненным в виде трубки истечения, измери" тельную схему подключенную к электроI дам ячейки, емкость с питающей трубкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения чувствительУ ности устрбйства, внутри электролитической ячейки установлена перегородка, делящая ее на две камеры, причем в полость одной из них — камеры повышейного давления введена напорная трубка, а в другой установлен сильфон, верхний торец которого связан с подвижной частью питающей трубки, а нижний соединен с каналом, сообщающим полости сильфона.и камеры повышенного давления.

Источники информации, о принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 324580, кл. G 01 Р 5/08.

2. Авторское свидетельство СССР

9 2бб398, кл. 6 01 Р 5/08 (прототип), ВНИИПИ Заказ 5478/70

Тираж 907 Подписное

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