Тепловой преобразователь расхода Советский патент 1981 года по МПК G01F1/68 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения расхода жидкости или газа при высоких скоростях потока. Известны тепловые расходомеры термоанемометрического типа, принцип действия которых основан на зависимости от расхода потока теплоотдачи первичного преобразователя, помещенного в контролируе1 1й поток L . Из известных устройств наиболее близким является тепловой преобразователь расхода, содержащий измерител ный участок трубопровода с расположенными на нем нагревателем и термочувствительным элементом 12. Однако известные устройства имеют недостаточную точность при измерении больших расходов. Цель изобретения - повышение точности при измерении больших расходов Эта цель достигается тем,.что изм рительный участок снабжен кольцевой камерой с диаметром, большим диаметра трубопровода, причем размеры коль цевой камеры и измерительного участка трубопровода находятся в соотноше НИИ (R2-Ro)/a 0,8-1,0,. где Лл - радиус измерительного участка трубохфовода с кольцевой камерой; RP - радиус измерительного участка трубопровода; а - ширина камеры, а нагреватель и термочувствительный элемент расположены на кольцевой камере. На фиг. 1 представлена схема преобразователя расхода; на фиг. 2 схема течения в кольцевой камере. Преобразователь содержит измерительный участок трубопровода 1 с фланцами и кольцевую камеру 2, на которой расположены нагреватель 3 и термочувствительный элемент 4, покрытые теплоизоляционным слоем- 5. Тепловой преобразователь работает следующим образом. При прохождении контролируемого потока через измерительный участок часть потока попадАет в кольцевую камеру, где возникает стационарный вихрь, скорость вращения которого определяется скоростью движения основного потока и геометрическими размерами полости, При постоянной геометрии кольцевой камеры скорость вращения вихря является функцией скорости

основного потока и.измеряется тепловым методом с помощью источника тепла и термочувствительного элемента по принципу термоанемометра. Измеряя температуру нагревателя при постоянном тепловыделении в нем или мощность нагревателя при постоянной его температуре, можно измерить, скорость, и, следовательно, расход потока, проходящего через трубу.

Стационарный вихрь образуется в кольцевой камере при условии соблюдения соотношения (.,)/ 0,8-1,0

Значение расхода потока в кольцевой камере определяется из выражения

Q, ШоЛ-К (0,031Ь + 0,050Ь) (1)

где b -3 /RQ - относительная ширина к амеры.

Отношение расхода в кольцевой камере QU, определенного по (1), к расходу в измерительном трубопроводе Qj (VoJ R дает величину коэффициента деления

А Ч| /Q 0,031b + 0,050b (2)

КсШ следует из выражения (2) коэффициент деления потока не зависит от его скорости, а определяется тоЛько геометрическими размерами камеры.

При b 1 Кд 0,081; при b 2 Кд 0,224.

Таким образом выбором размеров камеры можно обеспечить измерение скорости (расхода) любого высокоскоростного потока.

Конструкция преобразователя расхода легко позволяет построить многоканальный измерительный прибор. Для этого можно расположить например чувствительные элементы по периметру камеры (на фиг. 1 показаны пунктиром) .

Формула изобретения

Тепловой преобразователь расхода, содержащий измерительный участок

трубопровода с расположенными на нем нагревателем и термочувствительным элементом, отличающий ся тем, что, с целью повышения точности при измерении больших расходов,, изме5 рительный участок снабжен кольцевой камерой с диаметром, большим диаметра трубопровода, причем размеры кольцевой камеры и измерительного участка трубопровода находятся в соотношении

()/а 0,8-1,0,

где R, - радиус измерительного участка трубопровода с кольцевой 25камерой;

RO - радиус измерительного участка трубопровода; а - ширина кольцевой камеры, а нагреватель и термочувствительный 2Q элемент расположены на кольцевой камере.

Источники информации, (I принятые во внимание при экспертизе

1.Коротков П. А. и др. Тепловые , расходомеры. Л., Машиностроение , 1969, гл. fV.

2.Авторское свидетельство СССР № 243861, кл. G 01 F 1/68, 1967.