Устройство для измерения сплошности потока жидкости Советский патент 1974 года по МПК G01N21/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЛОШНОСТИ ПОТОКА

ЖИДКОСТИ

1

Изобретение касается -измерения параметров потока двухфазных сред, транспортируемых по трубопроводам и магистралям. Под сплошностью потока двухфазной среды понимают измеренное в некоторый момент времени отношение объема или массы жидкой фазы в некотором фикОированном мерном участке (объеме) трубопровода к суммарному объему этого участка или к сумме масс жидкости и газа в этом объеме трубопровода.

Известен ряд способов измерения сплошности двухфазного потока жидкости: замер величины давления и объема газожидкостной смеси в начале и конце мерного участка трубопровода, замер величины электрической -емкости конденсатора, помещенного внутри трубопровода, замер интенсивности радиоактивного излучения, прошедшего через двухфазную среду.

Известные средства измерения, в основу которых положены -вьинеизложенные способы, обладают рядом недостатков с точки зрения динамических характеристик, .инерционности, влияния на структуру потока и пр., которые особенно проявляются в случае криогенных жидкостей. Это обусловлено влиянием различных дестабилизирующих факторов (температура, давление, состав и т. п.), особенностями организации процесса измерения во времени (например, статистический характер процесса

измерения при использовании проникающих излучений), а также неоднозначностью результатов измерения в зависимости от геометрического распределения жидкой газовой фазы в объеме мерного участка. Кроме того, известные устройства в большинстве случаев -имеют большой мидель заполнения поперечного сечения трубопровода- 10-50%, что искажает результат измерения. В ряде случаев известные устройства имеют малый диапазон измерений сплошности (например, ультразвуковые до 5% содержания газовой ф)азы).

В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности контроля объема газовой фазы в потоке и уменьшения возмущения потока жидкости, чувствительный элемент измерительного преобразователя выполнен в виде отрезков длинной линии, распределенных в мерном участке трубопровода и соединенных последовательно между собой.

Устройство представляет собой электромагнитную систему, образованную совокупностью отрезков длинных линий, стенками трубопровода и средой. Отрезки длинных линий закреплены в радиальном направлении на координатных решетках, изолированных в местах соприкосновения с отрезками длинных линий, расположены вдоль потока между координатными решетками и равномерно размещены в плоскости сечения измерительного нреобразователя. Кроме того, на концах тонкой металлической длннной линии диаметром 0,3-1 мм, являющейся чувствительным элементом измерительного преобразователя, включены индуктивно нагрузки. Такая конструкция электромагнитной системы устройства позволяет создать электромагнитное ноле с постоянной плотностью энергии в объеме чувствительного элемента .измерительного преобразователя, что приводит к Инвариантности резонансной частоты системы относительно различного распределения газовой и жидкой фазы в объеме мерного участка трубопровода. В этом случае объемный мидель заполнения первичного преобразователя составляет величину 0,2-0,3%.

Работа устройства происходит следующим образом.

Электромагнитная система с длинной линией из тонкой металлической проволоки возбуждается внешним источником напряжения или тока, включающим в себя генератор высокочастотных гармонических колебаний. При возбуждении резонанса в указанной системе ее резонансная частота зависит от электромагнитных свойств среды, протекающей через мерный участок трубопровода, в данном случае-от соотношения объемов жидкой и газовой фазы в потоке, т. е. от величины сплошности измеряемой среды. Резонансная частота такой системы монотонно и, практически, линейно изменяется в зависимости от сплошности потока среды независимо от геометрического распределения жидкой и газовой фазы в потоке и, зарегистрированная (измеренная) вторичной аппаратурой, является мерой сплошности среды.

Предмет изобретения

2.Устройство по л. 1, отличающееся тем, что на концах длинной линии включены индуктивные нагрузки.