Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках Советский патент 1979 года по МПК G01P5/10 

Описание патента на изобретение SU661343A1

Изобретение Ътносйтся к области измерительной техники и может быть ис пользовано при пневмотранспорте сыпучих материалов и другихвидов транспортирования. Известны устройства для измерения скоростей и расходов дисперсных, потоков f содержащие первичный емкостной преобразователь, мостовую измерительную схему, коррелятор, усилители, регистратор и источник питания 11. Недостатком этих устройств является низкая точность, и надежность измерений. Ближайшим по технической сущности является устройство:ДЛЯ измерения ско рости и расхода.твердого компонента в двухфазных потоках, содержащее установленные на известном расстоянии в потоке два измерительных емкостных преобразователя с минимальньм законом изменения напряженности эл.ектрическогр ПОЛЯ по оси рабочего объема, входные: устройства которых через релятор связаны с первым входом множительного устройства 2 . Однако отмечается малая точность измерения расхода. Это обусловлено тем, что при использовании для измерения концентрации частиц одного из емкостных преобразователей с неравномерным электрическим полем не достигается высокая точность измерения концентрации, так как напряженность электрического поля в преобразователях имеет различную по сечению величину. В результате емкость такого преобразователя изменяется в зависимости от размещения материала по сечениш трубопровода, а точность H3Miepeния концентрации относительно низкая. Так как ДЛЯ измерения расхода сигналы, плотности (концентрация) и скорости перемножают между собой, точность измерения расхода низкая. . Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено ксмпенсационным емкостным преобразователем,- причем один из измерительных емкостных преобразователей через входные устройства и сумматор связан с компенсаUHOHHtavi емкостным преобразователем, выполненным с максимальным обратным законом изменения напряженности по оси рабочего объема, а выход сумматора соединен со вторым входом множительного устройства. На фиг. 1 изобЕгажена блок-схема устройства на фиг. 2 и 3 - графики изменения выходного сигнала преобразователей в завис}и4ости от iiepeMeiiieния частиц заданной ко((центрации в диаметральных плоскостях, проходящих через ось трубопровода; на фиг. 4 график изменения суммарного сигнала преобразователей. . Устройство для измерения скорости и расхода устанавливается в трубопро воде 1 анализируемого потока и содер жит преобразователи 2-4, которые мо- гут иметь непосредственный контакт с движу1чимся потоком или отделяться от него. Преобразователи 3 и 4 вь7полне-ны в виде пар колец, установленных в трубопроводе 1 на известном расстоя НИИ- друг от друга, Преобразоватеогш 2 выполнен в виде пары противолежащих винтовых поверхностей и может устанав ливаться как между преобразователями 3 и 4, так и у любого из них, ПреобразЬватели 2-4 включены во входные устройства 5 для измерения емкости, выполненные, например, в виде концент раторов, coлepжaLf иx мостовую схему, на входе которой включены емкостные преобразователи, зап-итанную от генера тора, выход которой связан через детектор и фильтр с регистрирующим прибором (на чертеже не показан), Входные устройства 5 через коррелятор 6 включены на первый вход множительного устройства 7, а преобразователи 2 и 3 через сумматор 8, выполненный, например, в виде операционного усилителя, - на второй вход множительного устройства. На выход множительного устройства включен измерительный прибор, проградуированный в единицах измерения массового расхода. Устройство работает следующим обра зом. При подаче напряжения на электроды преобразователей 2-4 в рабочем объеме трубопровода подачи анализируе мого потока 1 создается неравномерное электрическое поле, напряженность которого увеличивается в преобразователе 2 к трубопровода, а в преобразователях 3 и 4 уменьшается к оси тру бопровода. Любой поток характеризуется наличием естественных флуктуации колебаний по плотности (концентрации) частиц. Поэтому при перемещении частиц через рабочий объем преобразователей происходит формирование как постоянной, так и переменной флуктуационной составляющих, причем переменная составляющая иэменяе.тся по закону изменения плотности (концентрации) частиц и носит случайный характер. Измерение массового расхода Q.(t) происходит, согласно выражению Qll)J )K2(t)v(t)dt, (1) где Ki(t)- концентрация (плотность) частицв преобразователе 2; Kj(t)- концентрация (плотность) частиц в преобразователе 3 или 4 v(t)- скорость частиц. Для потоков с постоянной скоростью v(t) вырал ение (1) примет вид + -Т f (2) Q(t)Vj K(t)K2(t)dt. Скорость v(t) в выражении (1) измеряют следующим образом. Поскольку преобразователи 3 и 4 установлены на известном расстоянии один от другого, переменная флуктуационная составляющая с выхода преобразователя 3, повторится на выходе преобразователя 4, но с некоторьом запаздыванием tm, пропорциональньм расстоянию f мехеду преобразователями 2, 3. и обратно пропорциональным скорости v(t) потока Указанные переменные флуктуационные составляющие сигналов близки по своей форме, но отличаются на некоторую величину, характеризующую перегруппировку частиц на участке, трубопровода длиной , и могут рассматриваться- как ограниченный, по частоте xf:f) турбуленцией транспортирующей фазы (воздуха) белый щум, частотный спектр которого m(i},{f)/K,q,(j)/ где Kj Q j (j f) - частотная характеристика преобразователя. Выходной сигнал коррелятора 6 пред- ставляет собой взаимную корреляционйую функциюR() переменных флуктуационных сигналов fj(t) и f2(t) преобразователей 3 и 4. (t)4K(t-f)f,(t)dt:i-|i,((. ° (5) При использовании для измерения линейной скорости одного из преобразователей 3 или 4 взаимная корреляционная функция на основании эргодического свойства примет выражение )M/f((t)- E jmjij it t f2(t1dtx f(t-t)f2(t ,(t-Jlfj() A{C-t)A{U), где М .- знак операции мат атического ожидания (усреднения по множеству), чертой обозначено усреднение по вреени;А(и) - автокорреляционная функция сигнала f|(t) преобразователя 3; Т - время усреднения интегрирования, Выходной сигнал коррелятора 6 максимален при t t, т.е. при равенстве введенной регулируемой задержки транспортному запаздыванию t р. Изме

Похожие патенты SU661343A1

название год авторы номер документа
Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках 1984
  • Радюшкин Вячеслав Владимирович
  • Конуров Урынбасар
SU1275212A1
Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двух фазных потоках 1979
  • Колотуша Станислав Сергеевич
  • Ларченко Владлен Игоревич
SU862078A2
Устройство для измерения концентрации, скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках 1975
  • Колотуша Станислав Сергеевич
SU655935A1
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ВОЗДУХОМ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКОМУ ТРУБОПРОВОДУ 2014
  • Гуляев Валерий Генрихович
  • Гуляев Иван Валерьевич
RU2565348C1
Устройство для измерения локальных скоростей и концентраций движущихся дисперсных потоков 1975
  • Козубовский Святослав Федорович
  • Колотуша Станислав Сергеевич
  • Ларченко Владилен Игоревич
SU566184A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА СЫПУЧЕГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, ПЕРЕМЕЩАЕМОГО ВОЗДУХОМ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКОМУ ТРУБОПРОВОДУ 2012
  • Плотников Николай Михайлович
  • Гуляев Валерий Генрихович
  • Плотников Михаил Николаевич
RU2518514C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ПОТОКА ГАЗА НА МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ 2002
  • Браго Евгений Николаевич
  • Кротов Александр Васильевич
  • Смирнов Валерий Викторович
RU2284477C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА 2008
  • Дрейзин Валерий Элезарович
  • Рыжиков Сергей Сергеевич
  • Овсянников Юрий Александрович
  • Поляков Валентин Геннадьевич
RU2396518C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ВОЗДУХОМ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКОМУ ТРУБОПРОВОДУ 2009
  • Новиков Владилен Филиппович
RU2411455C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА 2010
  • Бондарь Олег Григорьевич
  • Дрейзин Валерий Элезарович
  • Брежнева Екатерина Олеговна
  • Рыжиков Сергей Сергеевич
RU2453815C2

Иллюстрации к изобретению SU 661 343 A1

Реферат патента 1979 года Устройство для измерения скорости и расхода твердого компонента в двухфазных потоках

Формула изобретения SU 661 343 A1

SU 661 343 A1

Авторы

Колотуша Станислав Сергеевич

Козубовский Святослав Федорович

Франко Роланд Тарасович

Даты

1979-05-05Публикация

1976-08-23Подача