BRPI0409188B1

BRPI0409188B1 - dispositivo de medição de fluxo

Info

Publication number: BRPI0409188B1
Application number: BRPI0409188A
Authority: BR
Inventors: Kuribayashi Hidenari; Nozoe Satoshi; Fujiwara Toshimitsu
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2017-03-21
Also published as: WO2004090476A1; US7302862B2; KR20050114703A; EP1612521A4; CN1768250A; BRPI0409188A; CN100402988C; KR100742495B1; CA2519791C; CA2519791A1; EP1612521A1; JPWO2004090476A1; US20070017303A1; JP4259522B2

Abstract

"dispositivo de medição de fluxo". a presente invenção refere-se a um sensor de fluxo (22) provido sobre uma superfície de parede de um trajeto de fluxo (4) no qual um fluido deve ser medido. um elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17) e tendo um diâmetro extremamente menor do que o do trajeto de fluxo (4) no qual o sensor de fluxo (22) é provido fica disposto a jusante do sensor de fluxo (22).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE FLUXO".

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um dispositivo de medição de fluxo para medir a proporção de escoamento de um fluido que escoa em um trajeto de fluxo.

TÉCNICA ANTERIOR

Em um dispositivo de medição de fluxo convencional, um sensor de fluxo é fixado sobre a parte superior da superfície de parede de um trajeto de fluxo formada em um corpo. Sobre o lado a montante do sensor de fluxo, uma pluralidade de malhas de alinhamento é disposta por meio de espaça-dores a intervalos constantes. Sobre o lado a jusante do sensor de fluxo, uma malha é igualmente disposta. O sensor de fluxo é disposto de modo que o plano detector do sensor de fluxo faceie o trajeto de fluxo. O sensor de fluxo calcula uma proporção de escoamento com base em uma voltagem correspondente à velocidade de fluxo do fluido a ser medido e emite a mesma. É ideal que o fluido que escoa no trajeto de fluxo do dispositivo de medição de fluxo apresente um fluxo uniforme {um fluxo estacionário) no qual a direção e a magnitude do fluxo sejam iguais em qualquer posição na seção transversal do trajeto de fluxo. No entanto, o fluido real nem sempre apresenta tal fluxo estacionário e possui uma direção e magnitude de fluxo diferentes em cada posição da seção transversal do trajeto de fluxo, provocando um deslocamento ou envolvendo vórtice (fluxo instável). Isto acontece devido a uma ampla variedade de fatores, por exemplo, o dobramento da tubulação conectada ao lado a montante e ao lado a jusante do dispositivo de medição de fluxo, a pulsação, e a distribuição desviada da velocidade devido a uma condição descarregada de uma bomba, a viscosidade e a densidade do fluído, e assim por diante. A fim de diminuira perturbação do fluido, propõe-se, na publicação japonesa do pedido examinado No. H6-43907, a provisão de uma porção reduzida em um trajeto de fluxo traseiro de uma malha de metal de ali- nhamento. O dispositivo de medição de fluxo provido com tal seção reduzida será explicado a seguir de acordo com uma vista esquemática da Figura 22. Sobre o lado a montante de um trajeto de fluxo 101, uma pluralidade de malhas de alinhamento 103 é disposta por meio dos espaçadores 102. Atrás das malhas 103, uma porção reduzida 105 é formada na direção de um trajeto de fluxo 101 na qual um sensor de fluxo 104 é provido. Sobre o lado a jusante do sensor de fluxo 104 é formada uma porção expandida 106. Na porção expandida é disposta uma malha 107.

No entanto, mesmo na medição de fluxo do documento de patente acima, no qual a pluralidade de malhas de alinhamento 103 e a porção reduzida 105 são providas, as suas funções não são suficientemente realizadas e o fluxo não fica perfeitamente reto. Por exemplo, quando um fluido com uma distribuição desigual de fluxo provocada, por exemplo, por um do-bramento mostrado pela seta 107 existente em uma tubulação conectada ao lado a montante do dispositivo de medição de fluxo entra no dispositivo, a perturbação não podendo ser suprimida pelas malhas de alinhamento 103 e pela porção reduzida 105. Sendo assim, a perturbação continua no lado a jusante de modo que na posição do sensor de fluxo 104 o fluxo na porção superior do trajeto de fluxo se toma mais lento e o fluxo na porção inferior se torna mais rápido. Como um resultado, o sensor de fluxo 104 emite uma proporção de escoamento menor do que uma proporção de escoamento mínima.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Tendo em vista os problemas acima, é um objetivo da presente invenção prover um dispositivo de medição de fluxo que seja capaz de suprimir a turbulência da proporção de escoamento na seção transversal do trajeto de fluxo e realizar uma medição de fluxo altamente precisa e confiável.

Um dispositivo de medição de fluxo de acordo com a presente invenção compreende: um trajeto de fluxo no qual um fluido deve ser medido; um sensor de fluxo provido sobre uma superfície de parede do trajeto de fluxo; e um elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal mínima, o elemento sendo disposto a jusante do sensor de fiuxo. O trajeto de fluxo mínimo em seção transversal significa um trajeto de fluxo tendo um diâmetro extremamente menor que o da porção de trajeto de fluxo principal. Por exemplo, o elemento tendo um trajeto mínimo de fluxo em seção transversal pode ser uma chapa perfurada tendo uma abertura como o trajeto de fluxo mínimo em seção transversal.

Uma malha pode ser disposta no lado a montante do elemento tendo o trajeto de fluxo mínimo em seção transversal.

De acordo com a presente invenção, uma vez que o sensor de fluxo é provido sobre a parede do trajeto de fluxo no qual o fluido deve ser medido, e um elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal é provido no lado a jusante do sensor de fluxo, existe a vantagem de ser possível se suprimir a turbulência da proporção de escoamento na seção transversal do trajeto de fluxo e realizar uma medição de fluxo altamente precisa e confiável.

BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma dispositivo de medição de fluxo de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista em seção do dispositivo de medição de fluxo da Figura 2; A Figura 3 é uma vista esquemática do trajeto de fluxo do dispositivo de medição de fluxo da Figura 2;

As Figuras 4a, 4b e 4c são gráficos de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando os resultados do primeiro experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção;

As Figuras 5a, 5b e 5c são gráficos de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando os resultados do segundo experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção;

As Figuras 6a, 6b e 6c são gráficos de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando os resultados do terceiro experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção;

As Figuras 7a, 7b, 7c, 7d e 7e são gráficos de mudanças na vol- tagem de saída à proporção de escoamento, mostrando os resultados do quarto experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção;

As Figuras 8a, 8b e 8c são vistas frontais das chapas perfuradas utilizadas em um quinto experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção; A Figura 9 é um gráfico de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando um resultado do quinto experimento;

As Figuras 10a, 10b e 10c são vistas frontais das chapas perfuradas utilizadas em um sexto experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção; A Figura 11 é um gráfico de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando um resultado do sexto experimento;

As Figuras 12a e 12b são vistas frontais e uma vista lateral das chapas perfuradas utilizadas em um sétimo experimento para a confirmação dos efeitos da presente invenção; A Figura 13 é um gráfico de mudanças na voltagem de saída à proporção de escoamento, mostrando um resultado do sétimo experimento;

As Figuras 14a, 14b, 14c e 14d são vistas em perspectiva mostrando outras modalidades das disposições de aberturas das chapas perfuradas;

As Figuras 15a, 15b e 15c são vistas em perspectiva mostrando outras modalidades das formas de aberturas das chapas perfuradas;

As Figuras 16a, 16b e 16c são vistas em perspectiva mostrando outras modalidades da periferia externa, das formas e disposições de aberturas das chapas perfuradas;

As Figuras 17a e 17b são vistas em seção mostrando outras modalidades usando dois conjuntos de chapas perfuradas;

As Figuras 18a, 18b, 18c e 18d são vistas em seção mostrando outras modalidades das formas das seções em uma direção axial das chapas perfuradas;

As Figuras 19a, 19b e 19c são vistas em seção mostrando outras modalidades das formas das superfícies das chapas perfuradas; A Figura 20 é uma vista lateral mostrando uma outra modalidade de um elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal; A Figura 21 é uma vista lateral mostrando uma outra modalidade de um elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal; e A Figura 22 é uma vista esquemática de um trajeto de fluxo de um dispositivo de medição de fluxo.

MELHOR MODO DE SE EXECUTAR A INVENÇÃO

As modalidades da presente invenção serão descritas a seguir com referência aos desenhos em anexo. A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida do dispositivo de medição de fluxo de acordo com a presente invenção e a Figura 2 é uma vista em seção do mesmo. Uma base 1 tem uma forma de paralelepípedo e é feita de resina ou metal ou coisa do gênero. Em ambas as extremidades, as porções de conexão 2, 3 na forma de uma porca hexagonal são integralmente formadas de modo a se projetarem a partir de ambas as extremidades. Dentro da base 1, é formado um trajeto de fluxo 4 que passa em uma direção longitudinal. A seção transversal do trajeto de fluxo é circular na presente modalidade, mas não deve se limitar a esta forma, qualquer formato podendo ser adotado, como, por exemplo, retangular ou similar. O trajeto de fluxo 4 da base 1 é formado com uma porção de trajeto de fluxo principal 5 posicionada centralmente. Sobre o lado a montante do trajeto de fluxo principal 5, uma porção de alinhamento 6 tendo um diâmetro maior que o do trajeto de fluxo principal 5, uma porção de calafeto 7 tendo um diâmetro maior que o da porção de alinhamento 6, e uma porção de abertura de entrada 8 tendo um diâmetro maior que o da porção de calafeto 7 são formadas. Ainda, no lado a jusante do trajeto de fluxo principal 5, uma porção de alinhamento 9 tendo um diâmetro maior que o trajeto de fluxo principal 5, uma porção de calafeto 10 tendo um diâmetro maior que o da porção de alinhamento 9, e uma porção de abertura de saída 11 tendo um diâmetro maior que o da porção de calafeto 10 são formadas.

Na porção de alinhamento 6 sobre o lado a montante, quatro conjuntos de peças de alinhamento 12 tendo uma forma do tipo malha e es- pagadores 13 tendo uma forma do tipo anel são alojados. A face de extremidade do espaçador 13 posicionado no lado mais a montante fica nivelada com a face de extremidade 14 do limite entre a porção de alinhamento 6 e a porção de calafeto 7. Ao se pressionar a face de extremidade 14, permite-se que a parte da face de extremidade 14 se deforme para que o espaçador 13 seja fixado. Na porção de alinhamento 9 sobre o lado a jusante, uma peça de alinhamento 12 tendo uma forma do tipo malha e um espaçador 13 tendo uma forma do tipo anel são alojados. Sobre o lado a jusante do espaçador 13, um elemento 15 tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal que é menor que o da porção de trajeto de fluxo principal 5, e um espaçador 13 tendo uma forma do tipo anel são alojados. O elemento 15 tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal compreende uma chapa formada no centro com uma abertura circular 17 tendo um diâmetro extremamente menor que o da porção de trajeto de fluxo principal 5 (doravante, o elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal é referido como a chapa perfurada 15). A chapa perfurada 15 é um corpo separado da base 1, mas pode ser integral com a base 1. A fixação do espaçador 13 não se limita ao calafeto, mas qualquer estrutura de fixação, como, por exemplo, uma fixação por adesivo, uma prensa de mão usando um outro elemento ou similar pode ser adotada. O diâmetro interno de cada espaçador 13 é igual ao da porção de trajeto de fluxo principal 5. Em seguida, o trajeto de fluxo da base 1 tem o mesmo diâmetro da porção de calafeto 7 sobre o lado a montante à porção de calafeto 10 sobe o lado a jusante com exceção da chapa perfurada 16.

Sobre a superfície externa da base 1 são formadas uma porção rebaixada 18 e uma janela 19 sobre o fundo da porção rebaixada 18. Em tomo da janela 19 é formada uma porção escalonada circular 20. Na porção rebaixada 18, o sensor de fluxo 22 é fixado por meio de um anel em O 21 por meio dos parafusos 23. O anel em O 21 impede que o fluido que escoa na porção de trajeto de fluxo principal 5 vaze para fora do sensor de fluxo 22. O sensor de fluxo 22 compreende uma chapa de suporte 26 sobre a qual um chip de sensor 25 tendo cabos condutores 24 é montado de modo que um plano detector do chip de sensor 25 faceie a porção de trajeto de fluxo principal 5 através da janela 19. Acima do sensor de fluxo 22, um substrato 27 é fixado por meio de parafusos 28. Os cabos condutores 24 do sensor de fluxo 22 perfuram o substrato 27 e são eletricamente conectados a um circuito sobre o substrato 27 por meio de soldagem ou coisa do gênero. Um conector 29 é fixado sobre o substrato 27 de modo que um sinal possa ser emitido para o exterior. Acima do substrato 27, uma cobertura 30 é fixada sobre a base 1. Na cobertura 30 é formado um furo 31 através do qual o conector 29 fica exposto. A operação do dispositivo de medição de fluxo tendo a construção acima será descrita a seguir.

Na Figura 2, o gás entrado na porção de abertura de entrada 8 da base 1 passa pelas quatro peças de alinhamento 12 tendo uma forma do tipo malha sobre o lado a montante de modo a ser alinhado e escoar no aparelho de trajeto de fluxo principal 5. Em seguida, o gás passa pela peça de alinhamento 12 tendo a forma do tipo malha sobre o lado a montante e pela chapa perfurada 15 e sai pela porção de abertura de saída 11 da base 1. A velocidade do gás que flui na porção de trajeto de fluxo principal 5 é detectada pelo sensor de fluxo 22. Um sinal detectado do sensor de fluxo 22 é emitido para o exterior por meio do conector 29 do substrato 27.

Se o fluxo do gás entrando na porção de abertura de entrada 8 da base 1 é um fluxo estacionário, a velocidade corrente em cada posição dentro da porção de trajeto de fluxo principal 5 é aproximadamente uniforme e a velocidade detectada pelo sensor de fluxo 22 mostra uma velocidade substancialmente pequena. No entanto, conforme mostrado na Figura 3, no caso de o fluxo do gás ser um fluxo instável devido a um fator de a tubulação conectada ao dispositivo de medição de fluxo ter um dobramento 32 ou similar, a distribuição de velocidade do fluxo irregular é alinhada até certa extensão ao atravessar as quatro peças de alinhamento 12, mas o deslocamento ou turbulência é provocado ainda na porção de trajeto de fluxo principal 5. No entanto, uma vez que existe a chapa perfurada 15 de um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal sobre o lado a jusante da porção de trajeto de fluxo principal 5, o fluxo tendo deslocamento ou turbulência sobre o lado a jusante da porção de trajeto de fluxo principal 5 fica apto a escoar para a abertura 17 da chapa perfurada 15, provocando uma rápida queda de pressão. Sendo assim, o alinhamento é feito de modo a suportar a rápida queda de pressão. Como um resultado, a velocidade detectada pelo sensor de fluxo 22 revela uma velocidade sub pequena. Sendo assim, mesmo no fluxo irregular, uma medição altamente precisa e confiável da proporção de escoamento pode ser feita. A presente invenção passou por vários experimentos a fim de confirmar os efeitos da mesma. Como uma instalação de experimento, o dispositivo de medição de fluxo da construção acima foi conectado a uma tubulação. Na tubulação, o gás no fluxo estacionário e no fluxo irregular passa pela tubulação e a proporção de escoamento é medida. Como um exemplo convencional a ser comparado com a presente invenção, o dispositivo de medição de fluxo da construção acima na qual a chapa perfurada 15 é removida é conectado à tubulação da mesma maneira. Na tubulação, o gás no fluxo estacionário e no fluxo irregular passa pela tubulação e a proporção de escoamento é medida. Três tipos de dispositivos de medição nos quais o diâmetro D da porção de trajeto de fluxo principal 5 é de 4 mm, 6 mm, e 10 mm, respectivamente, são usados. A distância L a partir do centro do plano detector do sensor de fluxo 22 para a face de extremidade do lado a montante da chapa perfurada 15 é de 29,45 mm no dispositivo tendo o diâmetro D da porção de trajeto de fluxo principal 5 de 4 mm; 15,4 mm no dispositivo tendo o diâmetro D da porção de trajeto de fluxo principal 5 de 6 mm; e 15,4 mm no dispositivo tendo o diâmetro D da porção de trajeto de fluxo principal 5 de 10 mm. Foram usados quatro tipos de chapa perfurada 15 feita de alumínio e tendo uma espessura de 0,8 mm nos quais os diâmetros d das aberturas são de 1 mm, 1,5 mm, 2,5 mm, 3,5 mm. A proporção de escoamento varia de 0 a 20 L/min. < Experimento 1 (D = 4 mm) >

No exemplo convencional sem nenhuma chapa perfurada, conforme mostrado na Figura 4a, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida em valores menores do que no caso do fluxo estacionário em linha sólida. Na presente invenção, no caso da chapa perfurada 15 de d = 1,5 mm, conforme mostrado na Figura 4b, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado na linha pontilhada foi medida em valores próximos aos do caso do fluxo estacionário mostrado em linha sólida. No caso da chapa perfurada 15 de d = 1,0 mm, conforme mostrado na Figura 4c, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida substancialmente nos mesmos valores que os da no caso do fluxo estacionário mostrado na linha sólida. < Experimento 2 (D = 6 mm) >

No exemplo convencional sem nenhuma chapa perfurada, conforme mostrado na Figura 5a, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida em valores menores do que no caso do fluxo estacionário em linha sólida. Na presente invenção, no caso da chapa perfurada 15 de d = 1,5 mm, conforme mostrado na Figura 5b, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado na linha pontilhada foi medida em valores próximos aos do caso do fluxo estacionário mostrado em linha sólida. No caso da chapa perfurada 15 de d = 1,0 mm, conforme mostrado na Figura 5c, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida substancialmente nos mesmos valores que os da no caso do fluxo estacionário mostrado na linha sólida. < Experimento 3 (D = 10 mm) >

No exemplo convencional sem nenhuma chapa perfurada, conforme mostrado na Figura 6a, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida em valores menores do que no caso do fluxo estacionário em linha sólida. Na presente invenção, no caso da chapa perfurada 15 de d = 3,5 mm, conforme mostrado na Figura 6b, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado na linha pontilhada foi medida em valores ligeiramente próximos aos do caso do fluxo estacionário mostrado em linha sólida. No caso da chapa perfurada 15 de d = 2,5 mm, conforme mostrado na Figura 6c, a voltagem de saída do sensor de fluxo no caso do fluxo irregular mostrado em linha pontilhada foi medida substancialmente em valores extremamente próximos aos da no caso do fluxo estacionário mostrado na linha sólida.

Na organização dos resultados dos experimentos acima, conforme mostrado na tabela abaixo, foi observado que no dispositivo de medição de fluxo da presente invenção, se L/D for igual, quanto menor for a razão de abertura s/S da chapa perfurada 15, tanto melhor serão os resultados de medição no fluxo irregular. Foi também observado que se a razão de abertura da chapa perfurada 15 (s/S) for igual, quanto maior for L/D, tanto melhor serão os resultados de medição no fluxo irregular.

Resultados do Experimento Os presentes inventores também realizaram experimentos usando a mesma instalação de experimentos e da mesma maneira que os experimentos acima a fim de esclarecer a relação entre a voltagem de saída e a proporção de escoamento em um fluxo de pulsação ao variar a posição L (distância a partir do centro do plano detector do sensor de fluxo 22 até a face de extremidade sobre o lado a montante da chapa perfurada 15), o formato da abertura 17, a espessura tda chapa perfurada 15. < Experimento 4 >

Primeiramente, no experimento 4, ao se usar a chapa perfurada 15 tendo a espessura de 0,8 mm e o diâmetro d da abertura de 1 mm, a proporção de escoamento e a voltagem de saída foram medidas nos casos em que a posição L da chapa perfurada 15 varia de 5 mm a 270 mm. Conforme mostrado nas Figuras 7a a 7d, no caso em que a distância L da chapa perfurada 15 é de 5 mm, existem flutuações na voltagem de saída na área da proporção de escoamento de 1 L/mtn e abaixo, enquanto no caso em que a distância L da chapa perfurada 15 é de 150 mm ou abaixo, a voltagem de saída do sensor de fluxo 22 é maior que a do caso sem chapa perfurada 15, conforme mostrado em uma linha pontilhada, e medida em um valor próximo a do caso do fluxo estacionário mostrado em linha sólida, que mostra o efeito da redução da influência da pulsação. No entanto, conforme mostrado na Figura 7e, quando a distância L da chapa perfurada 15 excede 150 mm, a voltagem de saída do sensor de fluxo 22 é menor que a do caso que não tem chapa perfurada 15, conforme mostrado em linha pontilhada em uma área de fluxo e medida em um valor separado da do caso do fluxo estacionário mostrado em linha sólida, que mostra pouco efeito de redução da influência da pulsação. De acordo com o experimento 4, fica evidente que o efeito de redução da influência da pulsação foi observado na ampla faixa da posição da chapa perfurada 15 a partir do sensor de fluxo 22 L = 10 a 150 mm, isto é, L/D = 2,8 - 37,5 e os resultados de medição no fluxograma irregular foram excelentes; quando a chapa perfurada 15 era muito próxima ao sensor de fluxo 22, foram provocadas flutuações nos valores de medição; e quando a chapa perfurada 15 estava muito distante, o efeito de redução da influência da pulsação se perdeu. < Experimento 5 >

No experimento 5, no caso em que três tipos de chapas perfuradas 15, conforme mostrados nas Figuras 8a a 8c, apresentaram a mesma espessura {t = 0,8) e a área de seção transversal total (correspondente ao diâmetro de 1 mm), mas apresentavam um diferente formato de abertura (8 aberturas redondas, cada qual tendo um diâmetro de 0,35 mm, uma abertura retangular de 0,89 mm sobre um lado, uma abertura redonda tendo um diâmetro de 1 mm) foram dispostas na posição L = 30 mm do sensor de fluxo 22, a proporção de escoamento e a voltagem de saída foram medidas. Conforme mostrado na Figura 9, mesmo que os três tipos de chapa perfurada 15 fossem usados, as voltagens de saída do sensor de fluxo 22 mostraram a mesma tendência e mostraram o efeito de redução da influência da pulsação. De acordo com o experimento 5, ficou claro que a área de seção transversal total da abertura / aberturas da chapa perfurada 15 fosse igual, o efeito de redução da influência da pulsação não seria influenciado pelo número ou formato da abertura. < Experimento 6 > O experimento 6 é igual ao experimento 5, com a exceção da mudança da área em seção transversal total da chapa perfurada 15. Ou seja, no caso em que três tipos de chapas perfuradas 15, conforme mostrados nas Figuras 10a a 10c, apresentavam a mesma espessura (t = 0,8) e a área em seção transversal total (correspondente ao diâmetro de 1,5 mm), mas apresentavam um diferente formato de abertura (8 aberturas redondas, cada qual tendo um diâmetro de 0,53 mm, uma abertura retangular de 1,33 mm sobre um lado, uma abertura redonda tendo um diâmetro de 1,5 mm) foram dispostas na posição L = 30 mm a partir do sensor de fluxo 22, a proporção de escoamento e a voltagem de saída foram medidas. Conforme mostrado na Figura 11, mesmo que os três tipos de chapa perfurada 15 fossem usados, as voltagens de saída do sensor de fluxo 22 mostraram a mesma tendência e mostraram o efeito de redução da influência da pulsação. O efeito de redução da influência da pulsação era menor que a do experimento 5. De acordo com os experimentos 5 e 6, ficou claro que se a área de seção transversal total da abertura / aberturas da chapa perfurada 15 fosse igual, o efeito de redução da influência da pulsação não seria influenciado pelo número ou formato da abertura; e que quanto menor fosse a área em seção transversal total, tanto maior seria o efeito de redução da influência da pulsação. < Experimento 7 >

No experimento 7, no caso em que três tipos de chapas perfuradas 15, conforme mostrados nas Figuras 12a e 12b, apresentaram a mesma forma e dimensão da abertura (abertura redonda e um diâmetro de 1 mm), mas apresentaram diferentes espessuras (0,2 mm, 0,8 mm, 2,0 mm), e foram dispostas na posição L = 30 mm a partir do sensor de fluxo 22, a pro- porção de escoamento e a voltagem de saída foram medidas. Conforme mostrado na Figura 13, mesmo que três tipos de chapa perfurada 15, cada qual tendo diferentes espessuras, fossem usados, as voltagens de saída do sensor de fluxo 22 mostraram a mesma tendência e mostraram o efeito de redução da influência da pulsação. De acordo com o experimento 7, ficou claro que se a forma e a dimensão da abertura da chapa perfurada 15 fossem iguais, o efeito de redução da influência da pulsação não seria influenciado pela espessura.

Embora nas modalidades acima mencionadas, a chapa perfurada 15 formada com uma abertura redonda 17 no centro seja usada, uma abertura redonda pode ser excêntrica, conforme mostrado na Figura 14a, uma pluralidade de aberturas redondas podem ser formadas conforme mostrado nas Figuras 14b e 14c, e uma pluralidade de aberturas dispostas como uma malha, conforme mostrado na Figura 14d. A forma da abertura 17 da chapa perfurada 15 não se limita a um círculo, mas pode ser um triângulo, um quadrilátero, ou uma pluralidade de hexágonos dispostos como uma malha, conforme mostrado nas Figuras 15a a 15c. O formato da seção transversal da porção de trajeto de fluxo principal pode agora se limitar a um círculo, mas pode ser um quadrilátero ou qualquer outra forma conforme mostrado nas Figuras 16a a 16c. A chapa perfurada 15 não se limita a uma única chapa, mas sim pode haver duas chapas superpostas conforme mostrado na Figura 17a ou duas chapas espaçadas por meio de um espaçador conforme mostrado na Figura 17b. O formato da seção transversal da abertura 17 da chapa perfurada 15 não se limita a uma reta, podendo também ter um formato oblíquo com relação à linha axial do trajeto de fluxo conforme mostrado na Figura 18a, um formato entalhado a partir de ambos os lados conforme mostrado na Figura 18b, um formato entalhado a partir de um lado conforme mostrado na Figura 18c, ou um formato chanfrado a partir de ambos os lados conforme mostrado na Figura 18d. O formato da superfície da chapa perfurada 15 não se limita a um plano, podendo ser também uma esfera que se projeta para o lado a montante conforme mostrado na Figura 19a ou uma esfera que se projeta a partir do lado a jusante conforme mostrado na Figura 19b. Do mesmo modo, a chapa perfurada 15 não se limita a um plástico ou metal tendo uma rigidez, podendo igualmente usar um material, como, por exemplo, borracha ou coisa do gênero tendo uma flexibilidade ou elasticidade que seja possível se deformar em uma direção de fluxo, conforme mostrado na Figura 19c. O elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal não se limita a uma chapa perfurada 15 como nas modalidades descritas acima, podendo também usar um corpo espumado, como, por exemplo, uma esponja ou coisa do gênero ou um corpo sinterizado que possua uma pluralidade de trajetos de fluxo contínuos não-lineares no seu interior, conforme mostrado na Figura 20, ou pode usar um elemento combinado com diversos tubos, conforme mostrado na Figura 21.

Conforme claro a partir da explicação acima, tendo em vista que o sensor de fluxo é provido sobre a parede do trajeto de fluxo no qual o fluido deve ser medido e que o elemento tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal é provido no lado a jusante do sensor de fluxo, é possível se suprimir a turbulência da proporção de escoamento na seção transversal do trajeto de fluxo e realizar uma medição de fluxo altamente precisa e confiável.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de medição de fluxo, caracterizado pelo fato de que compreende: um trajeto de fluxo (4) no qual um fluido deve ser medido; um sensor de fluxo (22) provido sobre uma superfície de parede do trajeto de fluxo (4); e um elemento (15) tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17), o elemento (15) sendo disposto a jusante do sensor de fluxo (22), o elemento (15) tendo uma razão de abertura menor que 6,25 %.

2. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento (15) tendo o trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17) é uma chapa perfurada (15) tendo uma abertura (17) como o trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17).

3. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma malha é disposta no lado a montante do elemento (15) tendo o trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17).

4. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a abertura (17) é excêntrica com relação ao centro do trajeto de fluxo (4).

5. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a abertura (17) compreende uma pluralidade de aberturas.

6. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a abertura (17) compreende uma pluralidade de aberturas dispostas como uma malha.

7. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a chapa perfurada (15) compreende uma pluralidade de chapas.

8. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de chapas é espaçada em uma distância especificada.

9. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a forma da seção transversal da abertura (17) em uma direção axial é oblíqua com relação a uma linha axial do trajeto de fluxo (4).

10. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a abertura (17) é entalhada a partir de ambos os lados ou de um lado.

11. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a abertura (17) é chanfrada a partir de ambos os lados ou de um lado.

12. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a chapa perfurada (15) é um plano.

13. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a chapa perfurada (15) é uma esfera que se projeta para o lado a montante ou para o lado a jusante.

14. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a chapa perfurada (15) é um material tendo uma flexibilidade ou uma elasticidade que é possível deformar em uma direção de fluxo.

15. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento (15) tendo uma trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17) é um corpo espumado ou um corpo sinterizado tendo uma pluralidade de trajetos de fluxo contínuo não-linear no seu interior.

16. Dispositivo de medição de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento (15) tendo um trajeto de fluxo mínimo em seção transversal (17) é um elemento combinado com diversos tubos.