Струйный расходомер жидкости или газа Советский патент 1986 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к измериельной технике и может быть примеено для измерения расхода различых сред в гидромелиорации, хими- еской промьгашенности и т.д. и явяется дополнительным к основному о авт.св. № 855399.

Целью изобретения является линеризация характеристики выходного игнала от контролируемого расхода. На чертеже представлена принцииальная схема устройства.

Струйньй расходомер состоит из орпуса 1 с размещенным внутри него сильфоном 2, жестко связанным с перфорированной перегородкой 3, имеющей выполненное в виде ламинарного дросселя приемное отверстие. Против отверстия 4 с зазором и соосно с ним находится сопло 5, а между ними расположена заслонка 6, связанная с приводом 7. Над подвижным торцом сильфона 2 размещен опорный груз 8, выполненный в виде сердечника с обмоткой электромагнита 9. Измерительная схема содержит пусковую кнопку МО, формирователь 11 временного интервала, подключенный к приводу 7 и одному из входов триггера 12, к второму.входу которого присоединен преобразователь 13 перемещения подвижного торца сильфона 2. Выход триггера 12 подключен к измерителю 14 временного интервала и через логический элемент НЕ 15, генератор линейноизменяющегося тока (ГЛИТ) 16 к соленоиду 9. ГЛИТ 16 в своей схеме содержит управляемый элементом НЕ 15 ключ (не указан) ..

Патрубок 17 предназначен для отвода контролируемой среды из корпуса 1 устройства..

Расходомер работает следующим образом.

Контролируемый поток среды,сфор- мированный в струю соплом 5, направляется, ударяясь о поверхность заслонки 6, во внутреннюю полость корпуса 1 и отводится через выходной патрубок 17 в технологическую линию, заполняя внутреннюю полость расходомера. При этом на внешнюю и внутреннюю поверхность сильфона 2 действует только статическое давление контролируемого потока в трубопроводе, поэтому он находится в свободном ненагруженном состоянии. ГЛИТ 16 под действием инверсионно- .

2476572

го сигнала с элемента НЕ 15 вырабатывает максимальную величину тока, создающую магнитное поле в электро- i магните 9, под действием электро- 5 магнитной силы которого сердечник втянут внутрь обмотки электромагнита 9.

При этом сила электромагнита 9 определяется по формуле

10

F X-K-I

tTsuX

(1)

где X К

mail

перемещение коэффициент пропорциональности, зависящий от конструктивных и электрических параметров электромагнита 9;

сила тока.

В момент включения пусковой кнопки 10 формирователь 11 интервала времени формирует импульс постоянной деятельности Т, который с помощью привода 7 отодвигает заслонку 6, струя направляется в приемное отверстие 4 и под действием динамического давления осу- ществляется изменение объема внутренней полости сильфона 2, изменение объема сильфона за время Т первого такта работы расходомера равен .

2Ге

(

RcJ

РХ dt-P,,

), (2)

5

0

5

где f

., R

Р.т

площадь сечения сильфона; удельный вес среды; .гидравлическое сопротивление приемного отверстия; время первого такта работы расходомера; динамическое давление измеряемой среды; статическое давление в трубопроводе. По окончании интервала времени постоянной длительности заслонка 6 возвращается в исходное положение, прерывания поступления струи в приемное отверстие 4. Одновременно с помощью триггера 12 включается измеритель 14 временного интервала и сбрасывается сигнал элемента НЕ 15 на нулевой уровень, что ведет к линейному спаданию тока на выходе генератора 16.

При этом опорный груз 8 опускается на подвижный торец сильфона 2,

находящегося в верхнем положении. Перемещение сердечника происходит с постоянной скоростью ввиду того, что напряженность магнитного поля, создаваемое обмоткой электромагнита 9, зависит от тока, вырйбатываемо- го генератором линейно-изменяющегося тока 16, который изменяется во времени по линейному закону

i K.t.

(3)

где К i - коэффициент линейности.

В результате действия i тока сердечник, действуя на подвижный торец сильфона 2, изменяет в последнем давление во время второго цикла ра- бот ы с постоянной скоростью

Р, K,t,(4)

:где Р - динамическое давление

струи}

К - коэффициент пропорциональности.

Объем вытесненной среды вьфажает- ся по формуле

л.

bxtdt-P,, )

р

«т

(5)

где Т;, - время измерения, т.е . время второго цикла работы расходомера.

Ввиду того, что объемы заполнения и вытеснения в сильфоне 2 равны, то справедливо равенство

Из формул (2) и (5) определяется значение Т,, - времени вытеснения среды

(7)

Из формул (7) видно, что время вытеснения среды Т прямо пропорционально корню квадратному из динамического давления среды Р, а динамическое давление связано с расходом квадратичной зависимостью

FQ

fF(8)

где Я - удельная плотность среды, Q - расход;

f - эффективная площадь сильфона.

Значит Tj прямо пропорционально и

15

K,Q,

(9)

1 /-;

где Kj, коэффициент пропорциональности .

Под действием линейно-изменяющегося давления в сильфоне 2, создаваемого линейно-изменяющейся силой, развиваемой электромагнитом 9 и сердечником, происходит вытеснение объема среды из сильфона 2 накопленной в первом такте работы расходометра. Окончание процесса вытеснения объема фиксируется преобразователем 13, выходной импульс которого вызывает срабатывание триггера 12 и отключение измерителя 14 временного интервала, после чего начинается новый цикл измерения.

Время фиксируемое измерителем 14 является мерой измеряемого объема среды.

Включение генератора 16 линейно- измеряющего тока между элементом НЕ и обмоткой электромагнита 9 позволяет получить линейную зависимость динамического давления среды 5т расхода без применейия дополнительных линеаризирующих устройств.

Формула изобретения

Струйный расходомер жидкости или газд по авт.св. № 855399, отличающийся тем, что, с целью линеаризации его характеристики, он снабжен генератором линейно-изменяющегося тока, вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а его выход подключен к обмотке электромагнита.

.yi ,

ВНИИПК Заказ 4111/38 Тираж 70 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет произвести линеаризацию характеристики выходного сигнала от контролируемого расхода. Устройство содержит корпус 1, сильфон 2, перегородку 3, отверстия 4, сопло 5, заслонку 6, привод 7, опорный груз 8, электромагнит 9, пусковую, кнопку 10, формирователь .11 временного интервала, триггер 12, преобразователь 13 перемещения подвижного торца сильфона, измеритель 14 временного интервала, элемент НЕ 15, генератор 16 линей- .но-изменяющегося тока и патрубок 17. Введение новогй элемента и образование новых связей между элементами устройства позволяет получить линейную зависимость динамического давления среды от расхода без применения дополнительных линеаризирующих устройств. Изобретение дополнительное к основному авт.св. . № 855399. 1 ил. i (Л с О уГ| 12 ю 4аь СЬ сл ч 10 ч: I N