ДИФМАНОМЕТР-РАСХОДОМЕР ГАЗА Советский патент 1972 года по МПК G01F15/04 

Изо1бретение от.иаснтся к измерительной тохнике, в частности к дифмалометрам-,расходомерам газа.

В известных ДИфманометрах-раСходомерах газа с автоматическим учетом его давлеиля и темлературы отсутствует а1ВтО|Матический учет ко1Э1ф|фициента сжимаамости газа, что 0ГраНИЧИ|вает Область их (дрименелия относлтельио невы-сок-ими давлениями (до 3- 5 кгс/см), так ка:к при более высоких давлениях погрешность измерения расхода возрастает.

Цель изобретения - ПОвьгшение точлости измерения путем автоматического учета коэффициента сжимаемости газа.

Это достигается тем, что дифманометррасХОДОМе.р С на;бл е1Н термочувствительным Измерительным мостом, образованным двумя реаисторами и двумя термометрами солротивлеиия, включенными в противоположные Блечй моста, а та,кже дополнительным потеадциометрически.м датчиком давления, причемдифференщиально-трансформаторныйкомпенсирующий преобразователь содержит дололн.ителыную вторичную обмотку, подключенную к одной диагонали моста, другая диагональ которого подсоединена к дополнительному датчику давления с выходом, включенным в измерительную цель последовательно с выходом тершочувствительного делителя напряжения.

На чертеже приведена принципиальиая схема диф.манометра-расходОМера.

Расходомер соде|рж,ит датчик / перелада давления дифферен-цнально-трансформаторного типа с выходной обмоткой, падключенной |К |П101тен цио.метрическому датчику 2 давления, выходная цепь которого подсоединена

к входу автокомпенюационного вторичного прибора с дифференциально-трансформаторным компенсирующим прео бразователем 3 с двумя выходными 01бмоткам.и. К одной из вьиходных обмоток подключен термочувствительный делитель напряжения, образованный резистором 4 и термометром 5 сопротивления, а к другой обмотке одной диагональю - элек-трическ«,й мост, образованный резисторами 6 и 7 и двумя допо,лнительны.ми

термометра.мн 8 и 9 сопротивления, включенньгми в проти1Вополол |Ные плечи моста. К дрзтой ди.агонали (моста 1подсоединен дополнительно введенный датчик 10 давления, выХ01дная цепь .которого включена последовательно с выходной це)пью термочувствительного делителя напряжения в измерительную цепь автоматического компенсирующего прибора, содержащего нуль-усилитель //, .реверСИЕ1НЫЙ Д|ВИ1гатель 12, подключенный к высвязанный через квадратичный куламок 13 с плунжером коМПенси.рующего дифференциалыю-трансформаторного преобразователя 3 и указателем 14 расхода. Ра.сх:одомер 0)&еспе|Чивает автоматическое непрерывное электроаналютовое решение уравнения ра слода У Г./,ж -измеряемые ра1с.ход газа в едиипщах объема, приведенных к условияд 1при стандартных значениях давления РО и, телшературы Го; -ПООТ01ЯННЫЙ коэффициент; -перепад давления на датчике перепада да;вленИЯ; -1аб солют1Н01е давление а датч ках давления; -абсолютная темне.ратура среды, окружающей термометры сопротивления;Кет - Коэффициент сжимаемости газа. Коэффициент сжимаем.осТи таза авляется СЛОЖ1НЮЙ функцией его давления м температуры и обычно задается в свиде та1блиц или графи1К(Ов. Для .многих газов, в то-м числе для метана, к&к основной составной части природных углеводородных -га-зов, зависимость кО1эффициента СЖИ1маемост1и от давления и темпефатуры в практически важных диапазонах их из,менения может быть с большой точностью выражена аналитически формулой: ....DP,(2) Т(В+Т) коэффициенты, по стоянн ые где А, В W- D для данного состава газа. Так, например, для метана погрешность приведенной фор,мулы не превышает 1% в диапазоне из1менения давления OIT О до 60 кгс/см И 1В диапазонах изменения температуры .от -25 до +50°С (Л 390; S 700; D 5J). Таким 06pia30iM, уравнение расх|ода (1) с учетом соотношения (2) мюжет быть преобразовано к ви;ду: др.р Ч-т$т к

Предложенный дифма1Н01метр-рас1Ходомер а.втоматиче;ски решает уравнение (3) следую.щим об|разо1М.

Напряжение UT снимается с термочувствительнюго делителЯ, подключенного к ОД1НО.Й из 1вто«ричных обмоток дифференциально-трансформаторногокомпенсирующегопреобразователя 3, и связано с а.бсолютной температурой среды Т, окружаю1ще.й терморяжение t/др , .пропорциональнее перепаду авления Ut,,(4) де - коэффициент лрео-бразования датчика 1пе.ре1пада давления. На-пряжени-е приложено к. ,потенц1иометриче.окому прео-бразонателю датчика 2 авления. Параметры датчи:ка выбраны таКИМ обравОМ, что обеспечивается нропорционалыюсть коэффициента его передачи, аб.солютнюму давле1Н.ию Р, приложенному к нему: КР-Р, где Up-напряжение на выходе датчика,; КР - коэффициент преобразования датДля обешечения описываемОЙ соотношением (5) характеристики лреобразювания датчик давления может содержать дололнител.ыные элементы, например фезлсторы (не показаны на чертеже)/ Из соотнесений (5) и (4) следует: Up: Kppu p к&PKp pp, (6) т. е. .напряжение на 1вьгходе датчика давления 0казы1В1ается ирапорциональным пронзведенню перепада да вления ЛР на давление Р. Напряжение Up с выхода датчика давления подается на вх.од автоматического компенсирушщего прибора. При этом в измерителынюй цепи пр1И|бора оказываюля последовательно-встречно включенными два нап.ряжения - напряжение Up и напряжение компевсаадии UK. Разность их усиливается нуль-усилителем 11 и прнводит (Во (Вращение реверс(и1вный двигатель 12 в таком направлении, что кинематически авя.заниый с двигателем плунжер дифференциалыно-трансформаторного преобразователя 3 .перемещается тех пор, (поюа раз:ность .напряже.ний Д0 f U Up-UK не станет меньше порога чувсггвительности nipHi6opa: А{У я- Ук А Упорог, ИЛИ с .учетом того, что Л /порог-С Рмакс Up-U,:Q. .Напряжение компенсации UK в предлагающамюя рагаодомере формируется как разность двух напряжении ,.

метр сопротивления, и перемещеиием а указателя расхода, кинематически ювязан-ног.о с перемещением плунжера преобразователя соот.ношенивм UT , где Кт - коэффи.циент перед1ачи термочувст1В1Ительного делителя напряжени,я. Напряжение UCIK образуется электрическим мостюм, подклшчениым к 1вт.оро,й вторичной Обмотке дифференц-иалыно-траисформаторН01ГО комтенсирующего преобразователя 3. Это налряжение связано с .перемещением указателя расхода а, абсолютной температурой Т, окружающей в.ключе шые .в схему .моста даполнительные TepMoiMetpH 8 и 9. сопроти.влеии.я, и давлением Р в дополнительном датчике 10 давления 1соот1наще1ние1м: /Ci, К2 и Кз - ло.стоЯНные величины,определяемые .величинами резисторов Rz, Ra И 1параметрами датчика давления и ,прео браэавателя. Из соотнощений (10), (9), (8), (7) и (6) сле.дует, что inp« .установиншемля режи.ме Up KAP-Kp-/ P-P сж :Кт-о.-Т т. е. локазання расходомера находятся в такой же за.в1И(симо1С.ти от таерепада давления АР, давления Р и температуры Т газа, в

какой находятся от этих параметров расход газа по- уравнению (3), если параметры элемевдтов расходомера выбраны тажим образОм; что 15 20 25 30 35 40 45 50 t,A, (2 5, . Таким образом, реализация П1редло.жеш10го устройства обеапечивает пов.ыщение точности и ;рас1ширение обл,асти примелашия диф,мано:метр(ов-расхадомерав за счет а.втомагического учета за,висимости «оэффицие)та сжим1аемости газа от давления и темлературы. Предмет и .з о б р е т е н и я Дифманометр-расходомер газа с автомлтнчеоким учетом и.зме1нания его да вления и температуры, содержащий датчик .перелада давления дифференциал ьно-трансформаторното типа 1C выходной обмоткой, лодключенной к 1пствнцио1метричееком.у датчику давления, выходная це.пь котар.ого подключена к входу автоматического .комюенсационноо вторичного прибора с дифференциальнотрансформаторным компенсирующим п-реОбразователем с выходной обмоткой, .подключенной 1К термочувствительному делителю напряжения, образованному резистором и термометром сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повьгщения точности измерения путем автоматического учета коэффициента сжим1аемости т.аза, он снабжен термочув.ст.вительным измерительным мостом, образованным двумя резистора,ми и двумя термометрами сопротивления, «ключенн.ыми В .протиБОПОложные плечи .моста, а также дополнительны.м .потенциометрическим датчиком давления, .причем дифференциально-трансформаторный компеисируюпщй .преобраз.01ватель содержит дополнительную ,вторИЧ|ную обмотку, пО|Дключенную ,к одной диагонали моста, другая диасональ которого подключена к дополнительному датчику давления с выходом, .включенным в измерительную цепь Последовательно с выходом термочувствительного делителя напряжения. Г--7 .--J-