Расходомер Советский патент 1988 года по МПК G01F1/86 

(21)4065054/24-10

(22)05.05.86

(46) 07.10.88. Бюл. №37

(71)Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсо- держащих газов.

(72)В.Е.Щербина, В.А.Швец, Б.В.Сперанский, Н.Н.Гапян, А.П.Илясов, О.С.Михайлов, Ю.А.Десяткин, А.С.Мохунов, В.В.Щугорев

и Б.М.Постолов

(53)621.646 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 504088, кл. G 01 F 1/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 336520, кл. G 01 F 1/86, 1969.

(54)РАСХОДОМЕР

(57)Изобретение относится к устройствам для измерения расхода газожидкостных потоков. С целью уменьшения погрешности измерений расхода газожидкостного потока при прохождении газовой пробки через, замерный узел средняя плотность при вычислении расхода берется равной плотности газа. Расходомер содержит датчик 1 объемного расхода, выход которого подключен к входу формирователя 2 импульсов, и датчик 3 плотности с частотно-импульсным преобразователем. На элементе И 5 осуществляется умножение объемного расхода на среднюю плотность потока. Импульсная последовательность, частота которой пропорциональна массовому расходу потока, с выхода элемента И через коммутатор 6, схему ИЛИ 8 и одновибра- тор 10 поступает на счетчик 11. При прохождении газовой пробки через замерный узел расходомера на выходе преобразователя 4 частота - напряжение уровень напряжения ниже порога срабатывания триггера Шмитта 7. Триггер Шмитта 7 переключает коммутатор 6, и частота импульсной последовательности с выхода элемента И 5 делится делителем 9, коэффициент де- . ления которого равен отношению значения плотности, соответствующей нижней границе рабочего диапазона датчика 3, к плотности газа в рабочих условиях. 1 ил.

SS

(Л

; ю

СХ5

со ю

4

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода газожид- К0СТНЫХ потоков и может использовать ся в информационно-измерительных системах в газовой и нефтяной про- мьйпленности.

i Цель изобретения - уменьшение по- гр ешности измерений расхода газожид костного потока.

На чертеже представлена структурная схема расходомера.

Расходомер содержит датчик 1 объ- емйого расхода, формиров.атель..2 ..им- . yiibCOB, датчик 3 средней плотности, реобразователь 4 частота - напряже- и, элемент И 5, комму -атор 6, триггер) Шмитта 7, элемент ИЛИ 8, делитель 9 Частоты с регулируемым коэффициентом деления, одновибратор 10 и счфтчик I1 импульсов.

Расходомер работает следующим обазом,

Газожндкостный поток с переменной во времени плотностью йоступает по трубопроводу в датчик 1 объемного расхода, который преобразует значение объемного расхода Q в импульсную последовательность F с частотой f, равной

f k,- Q, (1)

где k - коэффициент передачи датчика расхода, имп/м. Эта импульсная последовательность поступает в формирователь 2, в котором усиливается по амплитуде и преоб- разуется в последовательность прямо- угольных импульсов той же частоты и одинаковой длительности i « Датчик 3 плотности установлен перед датчиком расхода по ходу потока и преобразует значение средней по сечению трубопровода плотности PCD в частоту импульсной последовательности G

G k где

15

35

40

(2)

г Рср;

коэффициент передачи датчика средней плотности,

Гц

кг/мз - 50

Датчик 3 плотности измеряет величину РСО в диапазоне от О, до р . Поэтому частота G лежит, в пределах G,- С„. Частотный диапазон G выбран так,, что минимальная его частота G на по-55 рядок выше максимального значения частоты последовательности F с выхода форЮ1рователя 2. Каждым импульсом

10

20

25

30

45

последовательности F элемент И 5 открывается по первому входу на время / и пропускает импульсы последовательности G на свой выход. При этом за каждый период импульсной последовательности F на выход элемента И 5 пройдет в среднем по N импульсов последовательности G

N CG.

(3)

При этом средняя частота Н импульсной последовательности на выходе элемента И 5 равна

Н c:-G F k,- k tpcpQ.

(4)

5

0

0

5

Преобразователь 4 частота - напряжение преобразует частоту G в напряжение и, которое передается на вход

0 триггера Шмитта 7, Триггер 7 настроен на срабатывание при напряжении U,, соответствующем нижней границе G, дна- пазона частоты G, При этом, если средняя: плотность рср потока не снижается ни5 же минимальной (р,) из ее рабочего диапазона, то на выходе триггера Шмитта 7 имеется уровень логической единицы, который поступает на второй управляющий вход коммутатора 6.

0 Коммутатор 6 этим сигналом переклю- - чается, пропуская импульсную последовательность Н с первого информационного входа на свой второй выход, откуда она передается через элемент ИЛИ 8 на вход одновибратора 10. Одновибратор 10 преобразует входную импульсную последовательность в импульсную последовательность с импуль- саьш равной длительности, достаточной для срабатывания счетчика 11 импульсов,

При прохождении газовой пробки через замерный узел измеренное значение средней плотности потока

снижается до нижней границы (р,; ее 5 --

рабочего диапазона. При этом напряжение на выходе преобразователя 4 частота - напряжение падает до напряжения срабатывания триггера Шмитта 7 и он формирует на своем выходе сигнал логического нуля. Этот сигнал передается на второй управляющий вход коммутатора 6 и переключает его. Коммутатор 6 начинает пропускать импульсную последовательность Н на свой первый выход, а на втором его вьпсоде устанавливается уровень ло- гического нуля. Импульсная последовательность с второго выхода комму 1

татора 6 делится делителем 9 частоты с регулируемым коэффициентом деления на коэффициент k. На вькоде делителя -9 частоты получается импульсная последовательность с частотой Н , равной

k.k,/)rQ, (5) где рг средняя плотность газа при рабочих условиях, кг/м .

Величина k выбирается равной Р)/РГ« Импульсная последовательность Н имеет частоту, меньшую по сравнению с частотой Н, вычисленной по формуле-(4) при ,. При этом счетчик 11 импульсов фиксирует величину средней массы газа в газовой пробке. Формула изобретени я

Расходомер, сод ержащий датчик объемного расхода, подключенньй через

формирователь импульсов к первому входу элемента И, датчик плотности с частотно-импульсным преобразователем, подключенньй к второму входу элемента И, и, счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений расхода газожидкостного потока

в него введены последовательно соединенные преобразователь частота -,fta- : пряжение, триггер Шмитта, коммутатор, делитель частоты, элемент ИЛИ и од- ноч братор, причем вход преобразова- ,

теля частота - напряжение подключен к выходу датчика плотности, информационный вход коммутатора подключен к выходу элемента И, второй выход коммутатора подк ночен к второму входу

элемента ИЛИ, а выход одновибратрра г- к счетчику импульсов.