Устройство для измерения плотности влажного пара в трубопроводах Советский патент 1979 года по МПК G01N9/26 

1.- .

Изобретение относится к области устройств для измерения плотности влажного водяного пара в трубопроводах и может быть примененов теплотехнике, на тепловых и атомных электростанциях и в других отраслях прокышленности.

Известен пьезометрический измеритель плотности жидких продуктов, в том числе многофазных, состоящий из .цифманометра, подсоединённого с помощью импульсных трубок к прие1мника давления (заборным устройствам различной конструкции), расположенных на различных высотах с разностью уровней Н на вертикальном участке трубопровода, где находится контролируемый жидкий продукт 1.

Это устройство может быть применено дпя измерения плотности влажного насыщенного пара.

Однако, в связи с малой плотностью влажного пара в этом случае tWTH создания достаточного рабочего перепада давлений между заборными устройствами необходимо обеспечить достаточно большую величину Н, например, 5-10 м, что ведет к большой температурной погрииности за счет изменения плотности конденсата в

плюсовой импульсной трубке высотой Н под влиянием температуры окружающей среды в производственном помещении.

Известно также устройство для измерения плотности жидкости, в котором компенсгщия погрешности от изменения плотности столба жидкости в дифманометре под влиянием температуры окружающей среды осуществляетQся с помощью термометра сопротивле- . ния 2.

Однако, для измерения плотности влажного пара, в связи с большой высотой столба конденсата, такая ком5пенсация будет допускать большую погрешность (может быть несколько десятков процентов). Это объясняется тем, что те рературное поле в производственном помещений неравномерно

0 и переменно во времени и, кроме того, тем, что, прогрева импульсных линий и термометра сопротивления разная.

Наиболее близким по технической

5 сущности является устройство для из-, мерения плотности жидкости, в котором компенсация погрешности , вызванной изменением перепада давлений при изменении скорости потока, осу0ществляется путем сужения трубопро6вода в месте отбора плюсового давлени я 3 . Однако, такое устройство не приШйййо для влайсного пара главным образом, из-за нейостаточной точности заложенного метода компенсации: коэффициенты,необходимые для расчета суживающего устройства для влажного пара, в большинстве случаев не известны и, кроме того, эавийят от размеров капелек влаги в паре; изменение агрегатного состояния влажного пара в месте сужения (вскипания капелек влаги)создает дополнительную погрешность и это устройст-. во трудно применить на трубопроводе йасок6го давления. Цель предлагаемого изобретения - повышениеточности иэмеренляплотности влажного пара, ..;; ;./:.-.,;.:,. .. Для этого устройство снабжейо: дву мя дополнительными дифманометрами, первый из которых соединен;импульсными трубками с Сосудами пойтойнного уровня, сообщаюгдимися с атмосферой йуетановлейными на тех же уровййх, что и коНденеЩионные сосуд;ь1 основного дифманометрау а второй дифманометр пбдключёй к торизойтййь ному трубопроводу измерительного . участка с полнощью импульсных трубок соёДЙйеИйШ d распол6жеяныШ нс1 8дном уровне конденсационными сосудами; раостоянйе между которыми равно расстоянию между конденсадионнымй СбСудагли/основного дифманойё ра. На чертеже приведена прийципйадь йая схема предлагаемого устройства, Измерительный трубoijpoBод 1, покрытый.:теплоизоляцией ( на чертеже показано), состоит из гЬрйзонтально го иВертикальногоучастков. Измерительным трубойроводом йазва трубопровод, в который отбирается часть потока пара из рабочего трубо провода (это может быть шунт рабоче трубопровода) . На вертикальном учас ке трубопровода 1 длийой Н замеряет ся перепад давлений датчиком-дйфманометром 2, подкгайчёнйнм с помощью импульсных трубок 3 и 4 к конденсационным сосудам 5 и 6. Последние сообщаются с вертикальным участком трубопровода 1. Для компенсации влияния температуры окружающей сред йа плотность конденсата, находящего ся в плюсовой импульсной Трубке 3, установлен дополнительный датчикдифманометр 7, соединенный импульсными трубками 8 и 9 с сосудами 10 и 11 постоянного уровня. Импульсные трубки 8 и 9 и сосуды 10 и 11 постоянного уровня залиты конденсатом измеряемого пара. Конденсат в сосудах 10 и 11 находится на тех же уровнях, что и в oндeнcaциoйныx сосудах 5 и ё. Сосуды 10 иИ сообщаются с атмосферой. Для улучшения ёмпературйой комйеНсацйй йлйсо зыё , 4 импульсные трубки 3 и 8, а также 4 и 9, предложены рядом друг с другом и дополнительно могут быть сварены друг с другом по длине. .На горизонтальном участке измерительного трубопровода 1 длиной Н (трубопровод в горизонтальной и вертикальной частях одинакового диаметра) измеряется перепадом давлений с помощью второго дополнительного датчикадйфманометра 12, подключенного с помощью имрульсных трубок 13 и 14 к конденсационным сосудам 15 и 16. Последние. сообща;отся с горизонтальным участком трубопровода 1. Давле- : ние в трубопроводе 1 измеряется с помощью датчика 17 давления, электрический сигнал от которого преобразуётся с помощью нел.инейного нормирующего преобразователя 18. Электрические сигналы от датчиков 2,7,12 и нормирук щего преобразователя 18 суммируются с определенными знаками сумглатором 19 Предлагаемое устройство работает следйтощим образом. Основной датчик-дифманометр 2 выг дает сигнал, пропорциональный алгебраической сумме перепадов давлений: пёрапада давлений, вызванного весом столба блажного пара, высотой Н (этот перепад пропорционален плотности пара) ; перепада давлений, вызв.анного бйоростью протекания пара на участке трубопровода длиной Н, перепада давлений, вь1званйого весом столба конденсата высотой Н, находящегося в Й1мпульсной трубке 3. . Датчйк-дифманометр 7 выдает сигнал, пропорциональный Весу столба конденсата высотой Н при атмосферном давлений. Дат ик-дифмаНометр 12 вдлдает сигнал, пропорциональный перепаду давлений, вызванного скоростью протекания пара на участке трубопровода длиной Н. Нормирующий преобразователь 18,- получая сигнал от датчика 17 давления, выдает сигнал, необходимый для конденсации изменения плотности конденсата в импульсной трубке 3 при изменений давления пара. После алгебраического суммирования сигналов сумматор 19 выдает сигнал, пропорциональный плотности влажного пара. Работа предлагаемого устройства описывается следуюдаМй соотношениями. Электрический сигнал от датчика 2, характеризующий перепад давлений на вертикальном участке трубопровода (с коэффициентом масштаба К) ( + hc -Яв„Н +др,(р)Н), где р - плотность койденсата в импульсных трубках дифманометра 2 при расчетном давлений пара (здесь средняя оценка); Н - расстояние между заборн ми устройстаами; перепад давлений между заборными устройствами, вызванный скоростью потока пара; jJgn плотность влажного цасыщенного пара (искомая величина)t Др,(р) изменение плотности конденсата в импульсных трубках при отклонений давления от расчетного (при больших отклонениях давления учитывается, нв линейная зависимость . при небольших отклонениях давления можно пользоваться линейной зависимостью . дри о1др. Здесь Р - давле ние пара, Электрический сигнал от датчика 7 1 где - плотность конденсата в импульсных трубках дифманометра 7(здесь средняя оценка); . S - постоянная величина, за висящая от разности РКО Як Электрический сигнал от датчика 12

Электрический сигнал от нормирующего преобразователя 18

18 ,(р).

Перечисленные сигналы суммируются сумматором 19 с учетом знаков

Eg- Е/Е

Е.

К (ркН + hcK - Рвп Н + Д (р) Н) - KhcK - Kh,. - КНлрц(р)

,н - d.

КРв,

информации, принятые во

Источники

внимание при экспертизе

И.П. Автетлатические плот1. Глыбин номеры, Киев, Техника, 1965, с.59. И.П. Автоматические плот2. Глыбин Техника, 1965, номеры, Киев с. 94-96.

И.О. Автоматические плот3« Глыбин , Техника, 1965, номеры, Киев с. 100-101. Предполагая, что сумматор допускает установку смещения сигнала на велиличину (У, пэлучаемНа его выходе сигнал КН РВП Рвп. Плотности рк и в зтих формулах усредненные, фактически плотность, конденсата в импульсных трубках 3 и 8 зависит по высоте от температурного поля в помещении, но поскольку эти; трубки находятдя вместе и даже сварены, поэтому выражение для Е справедливо и температурная компенсация осуществляется с достаточной точностью. Формула изобретения Ус1 ройство для измерения плотности влажногопара в трубопроводах, ,содержащее измерительный участок, соединенней импульсными, трубками через два конденсационных сосуда с дифманомет)ром, отличающееся тем, что, с Целью повынения точности, устройство снабжено двумя дополнительными длфмаиометрами, первый из которых соединен импульсными трубками с сосудами постоянного уровня, сообщающимися с атмосферой и установленными на тех же уровнях, что и конденсационшае сосуды основного дифманометра, а второй дифманометр подключен к горизонтальнрму трубопроводу измерительного участка с пof4oщью импульсных трубок, соединенных с расположенными на одном уровне конденсационны1 о1 сосудами, расстояние между которыми равно расстоянию между конденсационными сосудами основного дифманометра.