Способ определения расхода потока Советский патент 1983 года по МПК G01F1/32 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ПОТОКА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам определения расхода жидкости или газа, и может быть использовано для определения расхода в экспериментальной гидро-аэромеханике.

Известен способ определения расхода потока путем измерения гидродинамической силы, действующей со стороны потока на помещенное в нем обтекаемое тело, по значению которой судят о расходе .l.

Недостатком данного способа является низкая точность определения расхода из-за изменения характеристик обтекания обтекаемого тела от числа Рейнольдса. Погрешность определения расхода такими способами составляет, как правило, 3-5%.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ.определения расхода потока путем измерения частоты срыва вихрей с поверхности помещенного в нем обтекаемого тела J.

Недостатком известного способа является низкая точность определения расхода потока в пульсирующем потоке. В непульсирующем потоке частота срыва вихрей с поверхности обтекаемого тела однозначно связана с расходом и может быть измерена по пульсациям скорости в следе обтекаемого тела либо по пульсациям гидродинеилическоЯ.силы, действующей на обтекаемое тело. В пульсирующем потоке на пульсаГции скорости в следе (либо

10 на пульсации гидродинамической силы) накладываются пульсации самого потока, причем их уровень может превышать уровень пульсаций, образующихся в результате срыва вихрей. Так,

15 например, при разнице частоты пульсаций потока и частоты срыва вихрей в 20% и более амплитуда пульсаций сигнсша, пропорционального пульсациям истока, более чем в три раза

20 больше амплитуды сигнала, пропорционального частоте срыва вихрей с обтекаемого тела.

Таким образом, если определять

25 расход пульсиругацего потока известным способом только по частоте пульсаций скорости (либо по пульсациям гидродинамической силы), то частота пульсаций потока может быть

30 зарегистрирована как частота срыва

вихрей, в результате чего погрешность определения расхода резко возрастает .

Цель изобретения - повышение точностк- определения расхода в пульсирующем потоке.

Поставленная цель достигается тем, что сйгласно способу определения расхода потока путем измерения частоты срыва вихрей с поверхности помещенного в нем обтекаемого тела, измеряют гидродинамическую силу,действующую на обтекаемое тело, а измерение частоты срыва вихрей проводят в ограниченном диапазоне частот, основная частота которого выбирается равной частоте срыва вихрей при расходе, определенном по значению осредненной величины измеренной гидродинамической силы.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации спосо а определения расхода потока.

Устройство содержит обтекаемое тело 1, преобразователь 2 частоты срыва вихрей с поверхности обтекаемого тела в электрический сигнал, преобразователь 3 гидродинамической силы в электрический сигнал, детектор 4 эффективного значения электрического сигнала, усилитель .5, перестраиваемый полосовой фильтр б- и измеритель 7 час.тоты. П реобразователь

3гидрЪдинамической силы, детектор

4и усилитель 5 соединены последовательно. Вьлход усилителя 5 соединен с управляющим входом перестраиваемого фильтра б, вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя 2 частоты срьша вихрей и входом измерителя 7 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал с выхода преобразователя 2 частоты срыва вихрей поступает на измеритель 7 частоты через перестраиваемый полосовой фильтр 6, основная частота полосы пропускания которого определяется величиной напряжения на управляющем входе. С выхода преобразователя 3 гидродинамической силы электрический сигнал поступает на детектор 4 эффективного значения электрического сигнала, выходной сигнал которого отражает осредненное значение расхода. С выхода детектора 4 электрический сигнал поступает на вход усилителя 5, который осуществляет усиление и необходимую коррекцию, а с выхода усилителя 5 электрический сигнал поступает на управляющий вход перестраиваемого полосового фильтра 6, осуществляя тем самым автоматическую перестройку основной частоты полосы пропускания. Таким образом, полосовой,фильтр б пропускает на измеритель 7 частоты только узкую полосу частот, в которой и располо0 жена частота, соответствующая частоте срьша вихрей с поверхности обтекаемого тела при данном расходе. Ширина полосы пропускаемых фильтром 6 , частот должна быть (по относительной

5 величине) больше удвоенного значения относительной погрешности определения расхода по величине гидродинамической силы для того, чтобы ожидаемая частота срыва вихрей всегда ле0 жала в полосе пропускания. Настройка устройства проводится путем статической градуировки в непульсирующем потоке, причем измеритель 7 частоты подключается непосредственно

15 к выходу преобразователя 2 частоты срыва вихрей.

Технический эффект изобретения состоит в том, что оно позволяет увеличить точность определения расхода пульсирующих потоков жидкости

или газа.

Формула изобретения

Способ определения расхода потока путем измерения частоты срыва вихрей с поверхности помещенного в нем обтекаемого тела, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения расхода в пульсирующем потоке, измеряют гидродинамическую силу, действующую на обт.екаемое тело, а измерение частоты срыва вихрей проводят в ограниченном диапазоне частот, основная частота.которого выбирается равной частоте срыва вихрей при расходе, определенном по значению осредненной величины измеренной гидродинамической силы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 257781, кл. G 01 F 1/28, 1969. 2. Кремлевский П.П Расходомеры и счетчики количества. Л., Машиностроение, 1975, с. 432 (прототип),