Способ измерения расхода потока Советский патент 1981 года по МПК G01F1/70 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ПОТОКА

1

Изобретение относится приборостроению.в частности к способам измерения расхода потоков.

Известны способы измерения расходов и скоростей потоков жидкостей и газов, основанные на измерении времени переноса тепловой метки потоков между двумя сечениями измерительного участка, в которых производится регистрация мет-

ки Щ.

Наибопее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерение расхода потока на основе тепловых меток, в котором с целью введения коррекции по составу контролируемой ере- ды и Определения массового расхода кроме измерения времени .переноса тепловой метки, по измерительному участку дополнительно регистрируют температуру метки 2..

Основными недостатками указанного неконтактного способа являются:

а) ограниченные чувствительность и диапазон измерения потоков переменного

состава, обусловленные тем, что изменение состава потока или его температуры на входе в преобразоватега. расходомера приводит к изменени1Ь спектра поглощени тепловой энергии потоком и непостоянст ву начальной температуры метки, регистрация, которой в процессе ее переноса потоком и производится;

б) ограниченная точность измерения состава потока по температуре метки в зоне регистратора, обусловленная нестабильностью во времени спектров взпучени источников тепловых меток и влиянием напряжения их питания, приводящими также к изменению начальной температуры метки.

Цепь изобретения - расширение диапазона измерения, повышение чувствительности и точности.

Указанная цель достигается тем, что измеряют скорость охлаждения метки. .

Перспективность, измерения скорости процесса охлаждения метки в процессе ее переноса потоком обусповлена ее независимсютыо от начальной температуры метки. При охлаждении тепловой метки в усповиях теплоиэоп5щии измерительного участка, как и любого однородного физического тела, имеет место регулярный режим охлаждения, характеризующийся скоростью (темном) регулярного охлаждения (), под которой понимается скорость изменения логарифма избыточной температуры среды во времени, т.е. для конкретного случая. эеп(т,д-т) atгде Т.. ij температура метки; т - температура потока; f ™ время; Диалогичные закономерности имеют место и при нагревании однородных теп Причем скорость (темп) регулярного охлаждения (нагревания) тела, в нашем слу чае скорость (темп) регулярного охлаждения метки при постоянных геометрических размерах преобразователя зависит :только от коэффициента температуропроводности измеряемой среды и не зависит от начальной температуры метки и време ни ее охлаждения при переносе потоком по измерительному участку, т.е. от скоро ти (объемного расхода). TaKii-M образом, если при измерении расхода потока определенного составе изменится начальная температура метки (ДТц ) к температура метки в зоне регистра (дТр ) в сипу причин, отмеченны выше, то скорость (темп) охлаждения ме ки останется постоянноЙ5 что и позволяет исключить недостатки известного способа измерения расхода потоков переменного состава, На фиг. 1а представлена зависимость температуры метки от времени; на фиг. 16 зависимость логарифма избыточной темпе ратуры среды от времени; на фиг. 2 блок-схема устройства япя осуществления предлагаемого способа. Расходомер содержит блок 3 управпеаия.нсточннк 2 тепловь х меток, регистраторы 3 и 4 меток, усилительные блоки 5 и 6, пороговые устройства 7 и 8, блок 9 отсчета времени, диф41еренцирую).ине блоки 10 и 11 с ну 1Ь органами, сумматор 12, логарифмирующий бпок 13, вычислительный бпок 14 и приборы, регист рирующие массовый расход 15 и состав 16 ; Способ осушествпяется следующим об оазом. При работе устройства блок 1 управления периодически включает источник 2 тепловых меток подачей прямоугольных мпульсов с постоянной частотой в цепь итания источника 2 меток. В качестве неконтактного источника тепловых меток можно использовать ВЧ, ВЧ, или ПК-излучатель. Скорость потока измеряется путем из- мерения времени движения метки на измерительном участке между регистраторами 3 и 4. При достижении меткой зоны регистратора 3 (момент } срабатывает пороговое устройство 7, связанное через усилитель 5 с регистратором 3, и включает блок 9 отсчета времени. Выключение блока 9 отсчета времени осуществляется пороговым устройством 8 при достижении меткой регистратора 4 в момент 1 выходной сигнал которого усиливается в блоке 6. Далее определяется скорость (темп) регулярного охлажденияметки на участке между регистраторами 3 и 4, которая является функцией коэффициента температуропроводности и, следовательно, состава потока.При этом блоки 10 и 11 непрерывно дифферещируют сигналы, поступающие с усилительных блоков 5 и 6. В моменты равенства производных нулю выходные сигналы блоков 1О и 11, пропорциональные максимальной температуре метки в зонах регистраторов, поступают в сумматор 12, где производится их синхронизация и сравнение. Выходной сигнал сумматора после логарифмирования в блоке 13 поступает на вход вычислительного блока 14, соединенного с блоком отсчета времени движения метки по измерительному участку 9И выполняющего вычислительные операции по определению скорости (темпа) охлаждения метки и, следовательно, состава в собтветствии с вырЬже, enfrg-T) нием rnzx«.ii ;:t-л:, и массового расхода I -J.11J1.- и.....I.И потока. Массовый расход и состав потока регистрируются приборами 15 и 16. Предлагаемый способ измерения расхода потоков перемешюго состава обладает широким диапазоном измерения, повышенной точностью и чувствительностью. Формула и зебр о тс П1т я Способ измерения рпсхода потока, основанный на измерении вромояи .ч 58 тепловой метки на фиксированном участке, с коррекцией по составу контролируемого потока, отличающийся тем, что, с цепью расширения диапазона измерения, повышения чувствительности и точности, измеряют скорость охлаждения метки. 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Кремпевский П. П. Расходомеры и счетчики кояичества. Л., Машиностроение, 1975, с. 573. 2.Авторское свидетельство СССР NO 605096, кп. Q О1 F 1/7О, (прототип).