Теплосчетчик Советский патент 1982 года по МПК G01K17/08 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения расхода тепла, вырабатываемого или потребляемого теплоэнергетическими установкё1ми.

Известен теплосчетчик, позволяющий определить количество тепла, переносимого теплоносителем в течение определенного интервала времени, содержащий два термометра сопротивления, включенных в схему дифференциального моста и установленных в прямом и обратном трубопроводах. К питающей диагонали моста подключен выход расходомера, на выходе моста получают сигнал, ха Зактеризующий количество отдаваемого количества тепла в единицу времени 1.

Недостатком такого теплосчетчика является невысокая точность учета тепла, так как при использовании в качестве расходомера дифманометра с преобразователем не учитывается изменение плотности теплоносителя от его температуры в месте установки расхо-. домера,

Наиболее близким к предлагаемому является теплосчетчик, содержаилй объемный раозсодомер, выход которогоподключен к питающей диагонали мое

тойой схемы с двумя термометрами сопротивления, измерительная диагональ которой соединена со входом усилителя с отрицательной обратной связью, дополнительный термометр сопротивления и регистратор, вход которого подк.гаочен к выходу усилителя, а выход - к дополнительному термометру сопротивления (2.

10

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения количества тепла за счет невозможности учета погрешностей, вносимых изменением плотности и расхода 15 теплоносителя.

Цель изобретения - повышение точт ности измерения расхода тепла.

Указанная цель достигается тем, что термометры сопротивления включе20ны в одну ветвь моста; а дополнительный;термометр включен параллельно цепи отрицательной обратной связи усилителя.

5 На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого теплосчетчика.

Теплосчетчик содержит объемный .расходомер 1, на выход которого включена мостовая схема 2, состоящая из двух термометров 3 и 4 сопротивления, установленных в прямом и обрат ном трубопроводах соответственно, постоянного резистора 5, включенного последовательно с термометром 4 сопротивления, постоянных резисторов 6 и 7, образующих вторую ветвь моста, Выход моста 2 подключен ко входу усилителя 8, охваченного отридательной обратной связью, подаваемой на второй вход усилителя 8 с последовательно соединенных -дополнительного термометра 9 сопротивления, включенного в тот же трубопровод, Ч1 и расходомер, и постоянного резистора 10.Вход регистратора 11 подключен к выходу усилит еля 8, а выход - к до полнительному термометру 9 сопротивления. Теплосчетчик работает следующим образом. Унифицированный токовый сигнал I с выхода объемного расходомера 1, пропорциональный объемному расходу теплоносителя в прямим трубопроводе, поступает на питающую диагональ мостовой схемы (точки соединения термометра 3 сопротивления и резистора 6, резисторов 5 и 7) . Напряжение на измерительной диагонали моста (точки соединения резисторов б и 7, термометров 2 и 3 сопротивления) опре- деляется -выражением V т .(g4-«5) . e. где I - входной ток расходомера; R - сопротивление термометра 3 О сопротивления; R. - сопротивление термометра 4 сопротивления- сопротивление резистора 5; Rj, - сопротивление резистора б-; RT. - сопротивление резистбра 7; При использований резисторов 6 и 7, удовлетворяющих-условию. ,RJ+Rц+R5, (2) ЧТО обеспечивается включением тер мометров сопротивлений в одну ветвь моста, так как при использовании ре зисторов б и 7 с большим сопротивлением, эквивалентов сопротивление моста относительно точек подсоедине ния к расходомеру, не превышает сум мы сопротивлений резисторов 3 - 5 и является допустимым сопротивлени нагрузки для раходомера с унифици рованным токовым выходным сигналом, выражение (1) принимает вид V - Т-AilMblll 1n о Это напряжение приложено между общим проводом и инвертируютцим входом усилителя 8, в качестве которого может быть использована, например, микросхема 140УД6. На второй ход усилителя 8 подается напряжеие отрицательной обратной связи, нимаемое с последовательно соединеных термометра 4 сопротивления и реистора 5 Vot Ij (R,+R,o ), (4) де Ij, - выходной ток усилителя; Rg - сопротивление термометра 9 сопротивления; - сопротивление резистора 10. При достаточно большом коэффицинте усиления усилителя 8 с погрешостью статизма выполняется условие авенства напряжения обратной связи QJ и напряжения V с выхода мостовой хемы 2, тогда I. ...;.... | Отсюда выражение выходной харакеристики теплосчетчика будет следуюдам:и .и -с (О 01 I -I t tii % , ) (б) I- fe. J э + Исходная функция преобразования теплосчетчика определяется как . Q G, -ioSp где GO - объемный расход теплоносителя ; . р - плотность теплоносителя (жидкости); ioSf- энтальпии теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах . Аппроксимируя разность энтальпий выражением ihp -ioSp a-Rt«p -(RoSf. +b) , (8) a плотность жидкости, при условии, что расходомер установлен в прямом трубопроводе, выражением С получаем аппроксимирующее выражение для исходной функции теплосчетчика ., -( +b)3 где a,b,c,d - постоянные коэффициенты. Из сравнения выражений (8), (9), (10) с (б) видно, что выражение Ij- R,-(R,-HR5) аппроксимирует разность энтальпий, а . (i2) аппроксимирует плотность жидкости, тогда при определенном выборе сопротивлений резисторов 5, б, 7 и 10, входящих в устройство, выходной ток

пропорционален количеству тепла, выработанному или потребленному теплоэнергетическими установками.

Таким образом, изобретение позволяет устранить методическую погрешность, что ведет к повышению точности измерений. Кроме того, новая схема содержит меньшее количество дорогостоящих пр.ецезионнь Х резисторов .

Формула изобретения

Теплосчетчик, содержащий объемный расходомер, выход которого подключен. к питающей диагонали мостовой схемы с двумя термометрами сопротивления, измерительная диагональ которой соединена со входом- усилителя с отрицательной обратной связью, дополнительный термометр сопротивления и регист ратор, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к дополнительному термометру сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения расхода тепла, термометры сопротивления включены в одну ветвь моста, а дополнительный термометр сопротивления включен параллельно цепи отрицательной обратной связи усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при,экспертизе

1.Патент Франции 2157099, кл G 01 К , 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

498518,кл. G 01 К 17/08, 1973 (прототип) ,