ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР Российский патент 1995 года по МПК G01L9/04 

Описание патента на изобретение RU2037796C1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкости.

Известны индукционный, тепловой и другие расходомеры жидкости [1] Недостатком их является необходимость установки в потоке жидкости (проникновение в полость трубы) тех или иных элементов измерения.

Наиболее близким к заявляемому устройству является дифманометр для определения расхода жидкости по разности статических давлений в двух различных сечениях трубы труба Вентури [2] Недостатком его также является необходимость проникновения в полость трубы измерительных элементов.

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения расхода жидкости по разности статических давлений в двух различных сечениях трубы.

Цель достигается тем, что в тензометрическом расходомере, содержащем измерительный участок трубопровода с двумя различными сечениями, первый и второй тензорезисторы, установленные на верхней внешней стороне измерительного участка трубопровода в соответствующих сечениях, и тензоусилитель, выходами соединенный с входами резистора, тензорезисторы соединены в полумост, подключенный к входам тензоусилителя, а два сечения трубы выполнены с обеспечением соотношения:
(1) где ri1, ri2 внутренние радиусы двух сечений трубы;
h1, h2 толщины стенок трубы в двух сечениях.

Благодаря этому тензометрический расходомер будет обладать надежностью (отсутствие необходимости проникать измерительными элементами в полость трубы) и точностью, обеспечивающейся возможностью измерения величины, пропорциональной разности статических давлений в двух различных сечениях трубы.

На чертеже изображен предлагаемый расходомер.

Тензометрический расходомер содержит тензоусилитель 1, к выходу которого подключен регистратор 2, два тензорезистора, соединенные в полумост и установленные сверху перпендикулярно оси на двух различных сечениях 3 и 4 горизонтально расположенной трубы. Трубы 3 и 4 изготовлены с обеспечением соотношения [1]
Устройство работает следующим образом.

При течении жидкости в трубе в сечениях 3 и 4 с наружной стороны возникают окружные напряжения (формулы Ламэ, см. например, "Справочник машиностроителя", т. 3, М. Машгиз, 1962, с. 211, 212), равные:
= ;
=
(2) где величины с индексом 1 отнесены к сечению 3, а с индексом 2-к сечению 4;
σ t1, σ t2 окружные напряжения снаружи цилиндра;
Р1, Р2 статические давления внутри трубы;
ri1, ri2 внутренние радиусы трубы;
ra1, ra2 наружные радиусы трубы.

Из (2) с учетом (1) разность статических давлений в сечениях 3 и 4 будет равна
p1-p2= _ 1-
(3)
Из уравнений непрерывности течения жидкости и уравнения Бернули (см. например, Кухлинг Х. Справочник по физике. М. Мир, 1985, с. 123, 125).

S1v1= S2v2 ⇒ v2= v1·
(4)
p1+ v21

p2+ v22
(5) где S1, S2 площади сечения трубы в сечениях 3 и 4;
V1, V2 скорости течения жидкости в сечениях 3 и 4;
ρ плотность жидкости, найдем разность статических давлений в сечениях 3 и 4
p1-p2= v21
_ 1
(6)
Расход жидкости с учетом (3) и (6) будет равен
Q S1v1= K
(7) где K πr r
Так как изменение сопротивления тензорезисторов пропорционально окружному напряжению, то общее изменение сопротивления двух тензорезисторов, соединенных в полумост, будет пропорционально разности окружных напряжений, т.е.

Δ R σ t1 σ t2 (8)
Следовательно, на входе тензоусилителя будет величина, пропорциональная квадрату расхода жидкости (с учетом (7) и (8))
Δ R ≡ CQ2 (9) где C
Точность предлагаемого устройства объясняется следующим. В предлагаемом устройстве на входе и выходе тензоусилителя будет величина Δ R по (8). В ближайшем аналоге, когда каждый из двух тензорезисторов подключается к своему тензоусилителю, выходы которых, включенные встречно, дадут величину
Δ R ≡ (ra12 ri12) ri22 σ t1 (ra22 ri22)ri12 σ t2,
(10) получаемую из (2) и (6).

Использование предлагаемого изобретения позволяет предотвращать необходимость проникновения в полость трубы, что повышает надежность эксплуатации трубопровода и измерительных элементов; сокращает число тензоусилителей (один вместо двух) и повышает точность измерения.

Похожие патенты RU2037796C1

название год авторы номер документа
Устройство для определения потерь момента в редукторе с установленным передаточным отношением 1983
  • Петросов Дэмар Суренович
  • Новикова Людмила Николаевна
  • Тер-Ионесянц Вилен Степанович
SU1213364A1
Устройство для определения потерь мощности в кривошипно-шатунном механизме 1986
  • Петросов Дэмар Суренович
  • Ильясафов Александр Дмитриевич
SU1408257A1
ТЕПЛОСЧЕТЧИК И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТКРЫТЫХ ВОДЯНЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 2006
  • Теплышев Вячеслав Юрьевич
  • Бурдунин Михаил Николаевич
  • Варгин Александр Александрович
RU2300087C1
ТЕПЛОСЧЕТЧИК И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ОТКРЫТЫХ ВОДЯНЫХ СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 2006
  • Теплышев Вячеслав Юрьевич
  • Бурдунин Михаил Николаевич
  • Варгин Александр Александрович
RU2300086C1
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ РАСХОДОМЕРА 1997
  • Бычков Ю.М.
RU2157973C2
ПОПЛАВКОВЫЙ ДИФМАНОМЕТР 1992
  • Онищенко А.М.
RU2006018C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ И УЧЕТА ПРОДУКЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ГАЗООБРАЗНУЮ ФАЗУ И ДВЕ ЖИДКИЕ ФАЗЫ С РАЗНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА 2006
  • Сафаров Роберт Ахатович
  • Сапожников Дмитрий Аронович
RU2309000C1
СТРУЙНЫЙ РАСХОДОМЕР И СПОСОБ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2009
  • Теплышев Вячеслав Юрьевич
  • Бурдунин Михаил Николаевич
  • Варгин Александр Александрович
RU2421690C2
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ И УЧЕТА ДЕБИТА СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ГАЗООБРАЗНУЮ ФАЗУ И ДВЕ ЖИДКИЕ ФАЗЫ С РАЗНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ 2010
  • Сафаров Роберт Ахатович
  • Сапожников Дмитрий Аронович
RU2430767C1
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ И ЧИСТЫХ ЖИДКИХ СРЕД 2009
  • Брук Марк Борисович
RU2390755C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 037 796 C1

Реферат патента 1995 года ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР

Использование: для измерения расхода жидкости. Сущность изобретения: тензометрический расходомер содержит усилитель, регистратор и два различных сечения трубопровода. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 037 796 C1

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР, содержащий измерительный участок трубопровода с двумя различными сечениями, первый и второй тензорезисторы, установленные на верхней внешней стороне измерительного участка трубопровода в соответствующих сечениях, и тензоусилитель, выходами соединенный с входами резистора, отличающийся тем, что тензорезисторы соединены в полумост, подключенный к входам тензоусилителя, а два сечения трубы выполнены с обеспечением соотношения
ri1/ri2 h1/h2,
где ri1, ri2 внутренние радиусы двух сечений трубы;
h1, h2 толщина стенок трубы в двух сечениях.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2037796C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Кухлинг Х
Справочник по физике, М.: Мир, 1985, с.125.

RU 2 037 796 C1

Авторы

Петросов Д.С.

Гурюшкина Н.Г.

Коршунова О.Н.

Ильясафов А.Д.

Даты

1995-06-19Публикация

1992-06-03Подача