Устройство для измерения объемного расхода в цилиндрическом трубопроводе Советский патент 1980 года по МПК G01F1/66 

ультразвуковым преобразователем; на фиг. 3 - график зависимости весовых коэффициентов при расчете объемного расхода для различных профилей потока (для значений отношения средней скорости потока к максимальной 0,78; 0,9; 1 и для лам.и.н.ар«ого нотО.ка - л. п.).

На отрезке трубопровода 1 радиуса R размещена пара датчиков ультразвукового преобразователя 2 с возможностью распространения ультразвука через поток по хорде 3, кратчайшее расстояние которой X от оси трубопровода / равно 0,5-0,6 R (фиг. I и 2). В случае потока с турбулентностью или со структурным ядром оптимальным является расположение траектории на расстояние 0,54 R, а ъ ламинарных потоках - 0,,5 R. При )1аличии четыре;: ультразвуковых преобразователей 2, размеш,ен;ных на трубопроводе / таким образом, что траектории расположены равноугольно, имеют одинаковую длину, выходы ультразвуковых преобразователей 2 подключены к измерительной схеме, включающей измерители 4 средней скорости пото:ка по каждой хорде, сумматор 5 и перемножитель 6.

Устройство работает следуюш;им образом.

С помощью каждой пары датчиков преобразователей 2 в среду навстречу друг другу излучаются и после прохождения через среду принимаются ультразвуковые волны. Сигналы на выходах измерителей 4 пропорциональны средним значениям скорости потока по каждой хорде 3. Выходные сигналы измерителей 4 для каждой хорды одинаковой длины складываются в сумматоре 5 iH подаются на вход перемножителя 6, где .праизводится операц-ия перемножения этого сигнала, величин радиуса R трубопровода 1, длины отрезков траектории ультразвука по хордам 3 и среднего весовоio коэффицпента. Производится также деление на число траекторий. В результате на выходе измерительной схемы получается сигнал, пропорциональный объемном-расходу среды, текущей по трубопроводу /.

Из графика (фиг. 3) видно, что если в качестве среднего выбрать значение весозого коэффициента для расстояния X до хорды, равного 0,54 R, то в диапазоне знаXчений -,5 от 0,5 до 0,6 погрепгность при

А

определении объемного расхода будет невелика для потоков с различной турбулентностью (при изменении отношения средней

скорости потока к максимальной в пределах от 0,78 до 1).

Для измерения только в потоках с турбулентностью и со структурным ядром на5 именьщая погрешность получается при значении--- 0,54, Для измерения и в лаА

минарных потоках нужно выбирать траекторию по хорде 3, находящейся на расстоянии 0,5 R. При увеличении числа траекторий точность измерения объемного расхода увеллиивается, «о больше четырех траектО|р1ий выбирать .нацелесообразно, так как точность в этом случае увеличивается

незначительно и не оправдывает затраты «а дополнительное оборудование.

Предложенное устройство имеет высокую точность измерения для различных профилей потоков при упрощении блока обработки данных, что обусловлено выбором траекторий измерений на одинаковых радиальных расстояниях и одинаковых отре.. ков -граекторий.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения объемного расхода в цилиндрическом трубопроводе,

содержащее установленные на трубопроводе ультразвуковые нреобразовател.и, которые подключены к измерительной схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, ультразвуковые преобразователи расположены с возмол ностью распространения ультразвука через поток но хордам одинаковой длины, кратчайшее расстояние которых до оси трубопровода равно 0,5-0,6 R, где R -

радиус трубопровода.

2.Устройство по п. I, отличающеес я тем, что, с целью измерения в потоках с турбулентностью и со структурным ядром, кратчайщее расстояние от хорд до оси трубопровода равно 0,54 R.

3.Устройство по п. .1, отличающеес я тем, что, с целью измерения в ламинарных потоках, кратчайшее расстояние от хорд до оси трубопровода равно 0,5 R.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Яд 3564912, кл. G 01 Р 5/00, .1971ч

2. Патент США № 3780577, кл. G 01 Р 5/00, 1973 (прототип).