Устройство для измерения массового расхода жидких и сыпучих сред Советский патент 1982 года по МПК G01F1/66 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД

I

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах автоматического контропя и измерения расхода жидкостей и сыпучих сред, а частности жидких криогенных продуктов.

Известно устройство для измерения расхода жидкостей, содержащее СВЧ генератор, передающую и приемную антенны, смеситель и схему вторичной обработки измерительной информации .И.

Недостатком этого устройства является высокая погрешность измерения объемного и массового расхода жидкости.

Наиболее близким по тегшической сущности к изобретению является устройство для измерения расхода жидкости, содержащее передающую и приемную антенны, расположенные на измерительном участке трубопровода, СВЧ генератор, соединенный с передающей антенной и первым входом смесителя, связанного своим вторым входом с приемной антенной, а выходом - с 4ыльтрс л 2.

Недостатком этого устройства явля ется низкая точность измерения, обусловч ленная нестабильностью .доплеровского сигнала и его зависимостью от физических свойств жидкости.

Цель изобретен 1Я - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения массово го расхода жидких и сыпучих сред, содержащее передающую и приемную антенны расположенные на измерительном участке трубопровода, СВЧ генератор, соединенный с передающей антенной и первым входом смесителя, связанного своим вторым входом с приемной антенной, а выходом - с фильтром, введены два сумматора, модулятор частоты соединенный с СВЧ генератором второй фильтр, соединенный с выходом смеси30теля и со вторыми входами сумматоров, вычислитель плотности среды, делитель и умножитель, причем выход первого фильтра соединен с первыми входами второго и первого сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя и через вычиспитепь плотности среды соединен с первым входом умножителя, а выход второго сумматора соединен с вторым входом делителя, подключенного ко второму входу умножителя. На чертеже изображена функционапьная схема устройства. Устройство содержит модулятор 1, СВЧ генератор 2, передающую антенну 3, приемную антенну 4, смеситель 5, первый фильтр 6, второй фильтр 7, первый сумматор.8, второй сумматор 9, де литель 10, -вычислитель 11 плотности среды, умножитель 12, Устройство работает следующим обра зом. Модулятор 1 производит симметричную частотную модуляцию колебаний СВЧ генератора, например, по пилообразному закону. С выхода СВЧ генератора 2 частотномодупировав ные колебания поступают одновременно в передающую антенну 3 и на вход смесителя 5. СВЧ колебание, поступившее в антенну 3, распространяется по трубопроводу в потоке среды и поступает на вход приемной антенны 4, с выхода которой передается на второй вход смесителя 5. На выходе смесителя 5 выделяется сигнал с частотой, равной разностной частоте р прямого и распространяющегося в среде сигналов. При движении среды в трубопроводе частота распространяющегося в среде сигнала имеет допплеровскую составляющую {д пропорциональную скорости пото Частоты модупированнь1Х СВЧ коле баний для возврастаюшего и спадающего участков неодинаковы. Разностная частота для возражакнце- го участка зондирующего сигнала р- D fi р -tp-t, а для спадающего участка . С выхода смесителя 5 сигнал поступает на вход фипьтров б и 7, которые вы деляют частоты р и р-.Величины, про порциональные этим частотам, складыва ются и вычитаются в сумматорах 8 и 9 согласно вьфажениям (1) и (2). С выхода первого сумматора 8 на вход вычислителя 11 плотности среды поступае сигнал, пропорциональный величине ,. р.у& р 184 - девиация частоты; , - частота модуляции; С - скорость света; D - расстояние между антеннами; - диэлектрическая постоянная. Диэлектрическая постоянная пропорциональна плотности среды. С выхода вышопителя 11 плотности среды на вход умножителя 12 поступает сигнал, пропор- циональный плотности среды, движущийся по трубопроводу. С выхода второго сумматора 9 на первый вход делителя Ю поступает сигна л,пропорциональный - Ho-v-Ti: Ч с где о - средняя частота модулирюван- ного зондирующего сигнала; V - скорость потока среды. Одновременно на второй вход делителя 10 поступает сигнал, пропорциональный величине (3), где происходит деление посту1тавщих на выход сигналов. На выходе делителя 1О получают сигнал, пропорциональный скорости потока среды, котора.1й поступает на второй вход умножителя 12. В умножителе 12 в результате перемножения величин, пропорцио- натшных скорости потока и плотности среды, получают массовый расход. Экономический эффект от использования изобретения достигается за счет снижения потерь в результате более точного учета и нормирования расходуемой жидкости или сыпучих материалов в различных технологических процессах. Формула изобретения Устройство для измерения массового расхода жидких и сыпучих сред, содержащее переедающую и приемную антенны, расположенные на измерительном участке трубопровода, СВЧ генератор, соединенный с передающей антенной и первым входом смесителя, связанного своим вторым входом с приемной антенной, а выходом - с фильтром, отли ча юще - е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два сумматора, модулятор частоты, соединен- ный с СВЧ генератором, второй фильтр, соединенный с выходом смесителя и со вторыми входами сумматоров, вычислитель плотности срюды, деттель и умно-

житель, причем .выход пержого 4 пьтра соединен с первыми входа второго и первого сумматора, выход которого соединен с первым входся депитепЯ н через вычиспитепь плотности среды - с первым входом умножителя, а выход второго сумматора соединен с вторым входом депитепя, подключенного ко второму входу умножителя.

Источники инфсръ1а0ви, щжнятые во внимание при экспертизе

I.Harris J. Dnterroccdt-fon eow eeeU ч/itli гчзйаг opcS Ecisp.r soursfts -Mea ; Suzwenfe rtnd Controfi;M9iO,S,XeM. 197O, 3, № 11.

й.ШвгЬгио D.A. Miuro w(VB weitiofls iop. cysoQCfinno ana , wenirtttoti.- IEEE Transd&fc-ions on Dnetrw rnentctt on ew5 Wftdsoretnent, 197O, 19, Ns 4 (прототип).

ffffma {. - , : :

%