Устройство для измерения расхода Советский патент 1990 года по МПК G01F1/20 

ЛЛЛ /// f/7 /// /

М/7 V

Изобретение относится к гидрометрии и предназначается для измерения расходов посредством измерения местной скорости в точке, где она равна средней скорости потока.

Цель изобретения - увеличение диапазона глубин при расширении диапазона измерения расхода.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - то же, при рас- положении штанг в одном цилиндричес ом сосуде, одновре менно выполняющие ции сваи.

Устройство содержит горизонтальный неподвижно установленный относительно зейли брус 1, удерживаемый сваей 2, на- правляющие 3 и 4, в которых соответственно установлены цилиндрические штанги 5 и 6, имеющие форму поперечного сечения, исключающую поворот штанг вокруг их вер- тикальной оси, с возможностью вертикального перемещения, а нижние концы которых связаны гибкой связью 7 через блок 8, имеющий ось 9, установленную между штангами 5 и 6 на неподвижной опоре. Штанги 5 и 6 установлены соответственно в цилиндрических сосудах 10 и 11 (фиг. 1), имеющих жесткие стенки и жестко прикрепленных к брусу 1, с возможностью вертикального перемещения штанг 5 и 6 в сосудах 10 и 11. Нижний конец штанги 6 гибкой связью 12, например в виде двойной синтетической лески, связан через блок 13, установленный в верхней части сосуда 11 с держателем 14 датчика 15 скорости, выпол- ненным с возможностью вертикального смещения, например вдоль направляющей 16, установленной на внешней поверхности сосуда 11, который выполнен полым, например с возможностью заглубления в грунт, что позволяет увеличить диапазон смещения датчика 15. Сосуд 11 гидравлически соединен с сосудом 10, например трубой 17, расположенной у дна. Сосуд 10 имеет отверстие 18 с фильтром, гидравлически соединяющим поток с сосудом 10, расположенным у дна и выполненным с исключением возможности попадания наносов в сосуд 10. На штанге 5 размещен срез для установки накладок 19. На штанге 6, как и в известном устройстве, расположен груз 20, выполненный с возможностью изменения его массы.

При работе устройства в потоке, изменение скоростной структуры которого явля- етея нежелательным, штанги 5 и 6 размещены в общем цилиндрическом жестком сосуде 2(10, 11), выполняющем одновременно функции сваи (фиг. 2).

Устройство работает следующим образом,

При изменении отметки поверхности воды изменяются значения сил выталкивания штанг 5 и 6 водой. Штанги стремятся занять положение, при котором результирующие силы их воздействия на гибкие связи 7 и 12 равны. В результате при изменении отметок поверхности воды штанга 5, имеющая большую площадь поперечного сечения, чем штанга б, изменяетсвое положение по вертикали в направлении изменения отметки поверхности воды, в то время, как штанга б изменяет свое положение в обратном направлении, причем величины их смещения ра-вны. Смещение штанги 6, например ко дну, вызовет одинаковое смещение держателя 14 по вертикали, но в обратном направлении, так как штанга 6 связана гибкой связью 12 с держателем 14 через блок 13, изменяющий их направление движения практически в противоположном направлении.

Если при этом соблюдается соотношение

где сУм - площадь поперечного сечения штанги, имеющей меньшую площадь поперечного сечения, в пределах h;

ШБ -тоже штанги, имеющей большую площадь поперечного сечения;

AZ - величина изменения отметки воды;

h - величина смещения штанг по вертикали при изменении отметок воды на Л7. то подбором значений Шм и (ОБ в пределах h обеспечивают такое смещение держателя 14 с датчиком 15, которое обеспечит перемещение датчика 15 из точки Mi.e которой местная скорость равна средней при отметке воды Zi в точку М2, расположенную на той же вертикали и в которой местная скорость равна средней при отметке Z2, где AZ Zi - Z2, т.е. сместится на требуемую величину Л7.

Таким образом, датчик 15 сместится на ту же величину и в том же направлении в предлагаемом устройстве, что и штанга 5 с датчиком 8 известном устройстве. Однако при этом величину давления потока воспринимают на себя не штанги, а цилиндрические сосуды 10 и 11. Так как эти сосуды гидравлически связаны с потоком через отверстие 18 с фильтром, расположенное у дна в стенке сосуда 5, где давление потока равно статическому давлению воды, что можно обеспечить, используя известные зависимости изменения давления вдоль поверхности цилиндра, то уровень отметки воды в сосуде 10, а также в сосуде 11, гидравлически связанном с сосудом 10, находится на отметке воды потока. При изменении отметки воды в потоке соответственно изменяется отметка воды в сосудах 10 и 11, т.е. отсутствие давления потока на штанги 5 и 6 в предлагаемом устройстве позволяет не только расширить диапазон измерения расходов при больших скоростях потока, но и существенно повысить точность измерений, а главное уменьшить влияние изменения скорости потока на точность измерений, возникающей из-за

Редактор М. Келемеш

(риг. 2

Составитель М. Перов Техред М.Моргентал

0

изменения давления потока на штанги 5 и 6.

Формула изобретения Устройство для измерения расхода по авт, св. Мг 1462108, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона глубин при расширении диапазона измерения расхода в сторону больших расходов, штанги размещены в полом защитном корпусе с отверстием, расположенным в его нижней части, в месте, где давление потока равно статическому давлению воды, при этом защитный корпус углублен ниже отметки дна водотока.

Корректор В. Гирняк

Изобретение относится к гидрометрии и предназначено для измерения расходов. Целью изобретения является увеличение диапазона глубин при расширении диапазона измерения расходов. Устройство измеряет расход жидкости посредством измерения местной скорости в точке, гдед она равна средней скорости потока. Датчик скорости 15 выставляется в точку средней скорости потока посредством связанных между собой штанг 5 и 6, расположенных в защитных корпусах, соединенных с потоком посредством отверстия 18. 2 ил.