Способ измерения расхода жидкостей ионной проводимости Советский патент 1982 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к приборострое нию, в частности к способам измерения расхода потоков. По основному авт. св. № 489944 известен способ измерения расхода жидкоетей ионной проводимости, основанный на снятии коррелированных сигналов с элект родов датчика расхода, контактирукяиих с жидкостью и преобразования их в сигнал, пропорциональный расходу, в котором в качестве сигнала используют электродный шум El. В известном способе взаимная корреляционная функция сигналов с датчиков несимметрична относительно координаты, .соответствующей ее максимуму. Эта асимметричность возникает вследствие того, что из-кза неравномерного распределения скорости в поперечном сечении трубопровода различные слои жидкости проходят расстояние между двумя парами электродов за различное время, так как взаимная корреляционная функция сигнало снимаемых с двух пар электродов, представляется суммой взаимных корреляционных функций, обра9уемых от отдельных слоев жи/жостн, максимумы которых приходятся на различное время транспортного запаздывания. В результате наблюдается размытие взаимной корреляционной функции по временной оси и ее асимметричность. Несимметрично размытая корреляционная функция затрудняет точный поиск ее максимума, и, как следствие этого, точность измерения расхода. Целью изобретения является повышение точности измерения расхода. Эта цель достигаетря тем, что в корреляционном способе измерения р асхода формируют щумсжой сигнал в двух дополнительных, сечениях потока, задают уровень шумового сигнала от крайних источников шумового сигнала в 1,5-2 раза больше уровня шумового сигнала от средних источников шумового сигнала и формируют разности сигналов от крайнего н близлежащего к нему источников шумовых сигналов, при этом расстояние между источниками шумовых сигналов выбирают равным 1-2 диаметрам трубопровода. На фиг. 1 представлена схема корреляционного расходомера ; на фиг, 2 - формирование результирующей корреляционной функхщи; на фиг. 3 - влияние асимметрии корреляционной функции на точность измерения расхода. Устройство состоит из трубопровода 1, последовательно расположенных на нем-. датчиков 2-5, отстоящих друг от друга на 1-2 диаметра трубопровода. Такое расстояние выбирается для лучшего сим- метрирования результирующей коррепяшон ной функции и обеспечения ее меньшей ширины, что способствует повЬппению точности измерения. Датчики соединены с усилителями соответственно 6 - 9. Усилители 6 и 7 соединены со схемой Ю вычитания, а усилители 8 и 9 со схемой вычитания 11.Схемы вычитания 10 и 11 соединены с коррелятором 12. Коэффициен усиления усилителей 6и9в 1,5-2 раза выше коэффициента усиления усилителей 7 и 8.- Устройство работает следующим об;равом. Датчики 2-5 воспринимают физичес кие неоднородности потока и преобразуют их в электрические шумовые сигналы Xj и Xi, Хд и Xj. Сигналы с датчиков 2-S усиливаются усилителями соответственно 6 - 9, при этом сигналы с крайних дат чиков 2 и 5 усиливаются в ot раз, а сигналы с датчиков 3 и 4 в (Ь раз. Коэ4х})Ициент усиления ot в 1,5-2 раза больше }5. С выходов усилителей 6 и 7 сигналы вычитаются схемой 10 вычитания, формируя разностный сигнал X ot.X2-pXj. С выходов усилителей 8 и 9 сигналы вычитаются схемой 11 вычитания, формируя разностный сигнал Сигналы со схем 0 и 11 вычитания обрабатываются коррелятором 12. Взаимная корреляпионная функ1шя на выходе коррелятора 12 будет RXS ctjbRXjX -nstib . .И) Таким образом, результирующая функция взаимной корреляции R xv является алгебраической суммой взаимных корреляционных функций отдельных шумовь/х сигналов с датчиков, так как поток в направлении движения статистически однороден, а расстояние между датчиками 2 и 4 равно расстоянию меж41у датчиками 3 и 5. Функции взаимной корроляшга .И ffXjXj получаются в известных корреляционных способах измерения расхода и имеют большую ширину и асимметричность (фиг. 2). Взаимные корреляционные функции XjX и ftХдХ5 входят в выражение (1) с отрицательным знаком. Взаимное расположение их на временной оси таково, что устанавливая необходимые значения коэффициентов усиления ot и (Ь усилителей 16 и 9 и 7 и 8 моясно результирующую }4 щапйр Rxv) сделать симметричной. (фиг. 2). Кроме того, ширина функции RXif будет меньше, чем тяркна. и Xjtj Это приводит к тому, что координата максимума на временной оси определяется точнее и, как следствие этого, точнее измеряется расход. Из всех известных способов регистрации максимум взаимной корреляционной функшш наиболее употребительным и точным является метод сравнения двух ординат корреляционной функции на ее склонах. Принцип этого метода состоит .в следующем. Когда значения функций в двух сравниваемых точках равны друг другу и, например, равны R (фиг. 3), то среднее значение абсцисс будет равно Т, которое в случае несимметричной функции не совпадает с координатой максимума. То. Поэтому показания расходомера будут зависеть от уровня, на котором фиксируются точки на склонах несимметричной функции (фиг. 3), что вносит погрешность в измерение расхода. Симметрирование взаимной корреляционной функции устраняет погрешность этого рода. Формула изоб ре тения Способ измерения расхода жидкостей ионной проводимости по авт. св. N9489944, отличающийся тем, что, с целью повьпнения точности измерений, формируют шумовой, сигнал в двух дополнительных сечениях потока, задают уровень шумового сигнала от крайних источников шумового сигнала в 1,5-2 раза больше уровня шумового сигнала от с{эёд- них источников шумового сигнала и формируют разности сигналов от крайнего и близлежащего к нему источников шумовых сигналов, при этом расстояние между источниками шумовых сигналов выбирают равным 1-2 диаметрам трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР -N9 489944, кл. G 01F 1/ОО, 1973.

10

11