Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках Советский патент 1986 года по МПК G01F1/00 G01P5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода диснерсных частиц в движуш,ихся потоках при пневмотранспортировке.

Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазном потоке содержит диэлектрическую трубу 1, выполненную из антистатического материала, на которой установлены на известном расстоянии друг от друга два дифференциальных емкостных датчика 2 с кольцевыми электродами и компенсирующий дифференциальный емкостный датчик 3 с винтовыми электродами. Емкостные датчики 2 через преобразователи 4 сигнала подключены к входам коррелятора 5. Один из датчиков 2 подключен к первому входу сумматора 6, к второму входу которого подключен преобразователь 7 датчика 3 с кольцевыми электродами. Выходы коррелятора 5 и сумматора 6 подключены к входам перемножителя 8. На диэлектрической трубе 1, за емкостными датчиками 2 и 3 (по ходу движения измеряемого потока), установлен индукционный датчик 9, подключенный через преобразователь 10 сигнала к первому входу делителя 11, к второму входу которого подключен выход коррелятора 5, а выход делителя 11 подключен к первому входу блока 12 коррекции, выполненного в виде, например, усилителя с управляемым коэффициентом усиления, к второму входу которого подключено множительное устройство, к третьему входу - измеритель 13 температуры транспортируемого материала. Выход блока 12 коррекции подключен к регистратору.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды датчиков 2 и 3 в рабочем объеме трубы 1 создается неравномерное электрическое поле. Поток характеризуется наличием естественных флуктуации колебаний по плотности частиц. Поэтому при перемещении частиц через рабочий объем датчиков происходит формирование как постоянной., так и переменной флуктуационной составляюидих причем переменная составляющая изменяется по закону изменения плотности частиц и носит случайный характер. Измерение массового расхода Q(t) осуществляется согласно:

Q(t) TtKiit) +K2(t). V(t)aT(t). t-o

/y(t)cli,

(1)

гдек1(1) -концентрация (плотность) частиц в объеме датчика 2; K2(t) -концентрация (плотность) частиц в объеме датчика 3;

V(t) - скорость частиц, измеряемая при

помощи коррелятора 5; o,(t) -температурный коэффициент диэлектрической проницаемости транспортируемого материала; fy(t)-коэффициент, учитывающий зависимость емкости датчика от величины и знака статического заряда, переносимого частицами транспортируемого материала. При движении транспортируемого материала вдоль трубопровода происходит трение частичек материала о стенки трубопровода, в результате которого на частицах материала наводится трибоэлектрический заряд. Заряженные частицы попадают в емкостный преобразователь расхода. В результате электростатической индукции на электродах емкостных датчиков наводятся заряды. Так как трибоэлектрическая электризация материала происходит неоднородно вследствие турбулентного движения материала, на выходе емкостного датчика наблюдается флуктуирующий сигнал, обусловленный электризацией частиц. Коэффициент зависимости емкости датчика от величины заряда транспортируемого материала имеет вид

p(t) D + FY(t),

(2)

где D и F - постоянные коэффициенты;

7(t) -плотность заряда. Для узкого диапазона температур зависимость температурного коэффициента диэлектрической проницаемости имеет вид

ат А - ВТ,(3)

где А и В - постоянные коэффициенты; Т - абсолютная температура.

Особенно сильно электризация происходит при трении частичек транспортируемого материала о стенки диэлектрической трубы измерителя, поэтому необходимо выполнять ее из антистатического материала.

Движущиеся частички материала, попадая в индукционный датчик 9, наводят в нем ЭДС индукции, пропорциональную количеству и скорости перемещения заряда. После делителя 11 сигнал, пропорциональный PU подается на вход блока коррекции, на который подается сигнал с измерителя 13 температуры, пропорциональный ат. На выходе устройства коррекции возникает сигнал, пропорциональный Q(t).

Формула изобретения

1. Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках, содержащее установленные на диэлектрической трубе два измерительных емкостных дифференциальных датчика, вторичные преобразователи сигнала которых через коррелятор связаны с первым входом перемножителя, и компенсационный емкостный дифференциальный датчик с вторичным преобразователем сигнала, причем один из измерительных емкостных дифференциальных датчиков через преобразователь сигнала и сумматор связан с выходом вторичного преобразователя сигнала компенсационного дифференциального датчика, а выход сумматора соединен с вторым входом перемножителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, в него введены измерительный индукционный датчик, вторичный преобразователь индукционного датчика, делитель, блок коррекции и измеритель температуры, причем

измерительный индукционный датчик через вторичный преобразователь сигнала подключен к первому входу делителя, второй вход которого подключен к выходу перемножителя, выход перемножителя подключен к первому входу блока коррекции, к второму и третьему входам которого подключены выходы измерителя темпетатуры и делителя соответственно, при этом выход блока коррекции является выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диэлектрическая труба датчика выполнена из антистатического материала.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешности измерения. Движущиеся частички материала, попадая в индукционный датчик 9, наводят в нем ЭДС индукции, пропорциональную количеству и скорости перемещения заряда. После делителя 11 сигнал, пропорциональный значению коэффициента зависимости емкости датчика от величины заряда транспортируемого материала, подается на вход блока 12 коррекции, на который подается сигнал с измерителя 13 температуры, пропорциональный значению зависимости температурного коэффициента диэлектрической проницаемости. На выходе блока 12 коррекции возникает сигнал, пропорциональный измерению массового расхода. 1 3. п. ф-лы, 1 ил. |С ел to 1C