CS201156B1

CS201156B1 - Device for measuring the mass passage of fluids

Info

Publication number: CS201156B1
Application number: CS690277A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Habarta
Original assignee: Frantisek Habarta
Priority date: 1977-10-24
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká zařízení k měření hmotnostního průtoku tekutin.The invention relates to a device for measuring the mass flow of fluids.

Hmotnostní průtok tekutin lze určit nepřímými metodami měřením rychlosti proudění, hustoty, teploty nebo tlaku tekutiny a zpracováním těchto hodnot. Přímé metody odstraňují vlastní zpracování naměřených hodnot, přičemž se nejčastěji používá metoda kalorimetrická, mechanická a elektromagnetická. Mechanické metody jsou použitelné pouze pro větší průtoky tekutin, elektromagnetická měření lze pouze u tekutin s dostatečnou elektrickou vodivostí. Kalorimetrické metody využívají k měření změny teploty tekutiny v závislosti k přivedenému nebo odvedenému teplu tekutině. Dosavadní kalorimetrické způsoby měření využívají především Thomasova válce, ve kterém se pomocí topení umístěného v proudu tekutiny dodává, tekutině teplo a pomocí teplotního rozdílu před a za topením se určuje hmotnostní průtok. Při měření velmi malých hmotnostních průtoků vznikají relativně velké tepelné ztráty, které činí tato měření neurčitými a závislými na okolní teplotě. Další nevýhodou je hyperbolická závislost teplotního spádu na hmotnostním průtoku.Fluid mass flow can be determined by indirect methods by measuring the flow velocity, density, temperature or pressure of a fluid and processing these values. Direct methods eliminate the actual processing of measured values, the most commonly used methods are calorimetric, mechanical and electromagnetic. Mechanical methods are only applicable to larger fluid flows, electromagnetic measurements are only possible with fluids with sufficient electrical conductivity. Calorimetric methods use the fluid to measure the temperature change of a fluid in dependence on the heat input or dissipation. The prior art calorimetric methods utilize primarily the Thomas cylinder, in which the heating is provided in the fluid stream, the fluid is supplied with heat, and the mass flow is determined by the temperature difference before and after heating. When measuring very small mass flow rates, relatively large heat losses occur, making these measurements indeterminate and dependent on ambient temperature. Another disadvantage is the hyperbolic dependence of the temperature gradient on the mass flow.

Dále se používají metody, kdy je část trubice, ve které proudí tekutina, ohřívána topením a je symetricky nebo asymetricky měřena teplota tekutiny nebo trubice v okolí topení. Tato měření mají značnou nelinearitu, malou citlivost, zejména pro malé hmotnostní průtoky a větší časovou konstantu měření. Vyšších citlivostí je dosahováno pouze pro pří201 156Further, methods are used wherein the fluid flow portion of the tube is heated by heating and the temperature of the fluid or tube surrounding the heater is measured symmetrically or asymmetrically. These measurements have considerable non-linearity, low sensitivity, especially for low mass flow rates and a larger measurement time constant. Higher sensitivity is achieved only for the case of 156

201 156 pády jednorázového pohybu tekutiny s předchozím vytvořením teplotního gradientu měřené tekutiny.201 156 falls of a single fluid movement with prior generation of a temperature gradient of the measured fluid.

Tyto nevýhody odstraňuje zařízení k měření hmotnostního průtoku tekutin, které spočívá v tom, že je tvořeno alespoň jednou měřicí trubicí, která je opatřena na svém vstupu vstupním blokem a v místě výstupu výstupním blokem, přičemž obe tyto bloky jsou termostatovény na rozdílnou teplotu a v místě vstupu a výstupu měřicí trubice jsou zařazena čidla k měření teploty proudící tekutiny.These drawbacks are overcome by a device for measuring the mass flow of liquids, which consists of at least one measuring tube having an inlet block at its inlet and an outlet block at the outlet, both of which are thermostatically controlled at a different temperature and at a location Inlet and outlet of the measuring tube are sensors for measuring the temperature of the flowing fluid.

Výhodně je čidlo umístěno na vstupním bloku nebo na výstupním bloku nebo je umístěno v měřené tekutině procházející vstupním blokem nebo výstupním blokem.Preferably, the sensor is located on the inlet block or the outlet block or is located in the measured fluid passing through the inlet block or the outlet block.

Rovněž výhodné je řešení, při kterém je čidlo umístěno v samostatném termostatovaném prostoru nebo je nahrazeno referenčním zdrojem.Also advantageous is a solution in which the sensor is placed in a separate thermostatic space or replaced by a reference source.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že dostatečně velkým tepelným tokem vlastní trubice, který je asi 10krát větší než tepelný tok tekutiny v trubici, lze vyloučit vliv okolní teploty na měření. Zařízení pracuje s nepatrným tlakovým spádem, má malou časovou konstantu a dobrou linearitu měření.An advantage of the device according to the invention is that a sufficiently large heat flow of the tube itself, which is about 10 times greater than the heat flow of the fluid in the tube, can eliminate the influence of ambient temperature on the measurement. The device works with a slight pressure drop, has a small time constant and good linearity of measurement.

Konkrétní provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 1. Na tomto obr. je znázorněna měřicí trubice £, která je na svém vstupu spojena s vstupním blokem 2 a na výstupu s výstupním blokem £. Pomocí vstupního bloku 2 je měřená tekutina přiváděna do měřicí trubice £, výstupním blokem £ potom měřená tekutina vystupuje ze zařízení. Vstupní blok £ a výstupní blok £ jsou termostatovány na rozdílné teploty, čímž se vytvoří teplotní spád na měřicí trubici £, V místě spojení vstupního bloku 2 a měřicí trubice £ je uvnitřA specific embodiment of the device according to the invention is shown in Fig. 1. In this Fig. A measuring tube 6 is shown which is connected at its inlet to the inlet block 2 and at the outlet to the outlet block. By means of the inlet block 2, the fluid to be measured is supplied to the measuring tube 8, and the outlet fluid to the outlet is exited from the device. The inlet block 6 and the outlet block 6 are thermostatized to different temperatures, thereby creating a temperature gradient on the measuring tube 6, at the connection point of the inlet block 2 and the measuring tube 6 is inside

Λ měřicí trubice £ umístěno čidlo £ pro měření teploty tekutiny. V místě spojení výstupního bloku £ a měřicí trubice £ je uvnitř měřicí trubice £ umístěno čidlo £ pro měření teploty tekutiny.A sensor 6 for measuring the temperature of the fluid is placed in the measuring tube. At the point of connection of the outlet block 8 and the measuring tube 4, a sensor 8 for measuring the temperature of the fluid is arranged inside the measuring tube.

Zařízení znázorněné na obr. 1 pracuje taktosThe device shown in FIG

Měřená tekutina vstupuje do zařízení vstupním blokem 2, po průchodu tímto blokem projde měřicí trubicí £. Z měřicí trubice £ vstupuje měřená tekutina do výstupního bloku £, přičemž výstup měřené tekutiny z výstupního bloku £ je výstupem měřené tekutiny z celého zařízení. Rozměry vstupního bloku 2 se volí výhodně tak, aby teplota měřené tekutiny při vstupu do měřicí trubice £ byla co nejméně odlišná od teploty vstupního bloku 2, Měřená tekutina změní průchodem měřicí trubicí £ svou teplotu, přičemž změna teploty měřené tekutiny je mírou protékající hmoty měřené tekutiny. Vstupní blok 2 a výstupní blok £ jsou termostatovány na rozdílnou teplotu. Rozměry výstupního bloku £ mohou být voleny tak, aby měřená tekutina dosáhla na tomto bloku jeho teploty.The liquid to be measured enters the device through the inlet block 2 and, after passing through the block, passes through the measuring tube 6. From the measuring tube 6, the measured fluid enters the outlet block 6, the outlet of the measured fluid from the outlet block 6 being the outlet of the measured fluid from the entire device. The dimensions of the inlet block 2 are preferably chosen so that the temperature of the measured liquid at the entrance to the measuring tube 6 is as different as the temperature of the inlet block 2. The measured liquid changes its temperature by passing through the measuring tube. . The inlet block 2 and the outlet block 6 are thermostatized to different temperatures. The dimensions of the outlet block 6 can be selected such that the measured fluid reaches its temperature on the block.

Měření hmotnostního průtoku tekutiny je tedy převedeno na měření teplot měřené tekutiny, respektive jejího teplotního rozdílu, který vznikne při jejím průchodu měřicí trubicí £. Teplotní rozdíl měřené tekutiny na měřicí trubici £ se rovná rozdílu teploty měřené tekutiny na začátku a na konci měřicí trubice £ nebo je úměrný rozdílu teploty měřenéThe measurement of the mass flow rate of the fluid is thus converted into a measurement of the temperature of the fluid to be measured, or its temperature difference, which arises as it passes through the measuring tube. The temperature difference of the measured fluid on the measuring tube se is equal to the temperature difference of the measured liquid at the beginning and the end of the measuring tube nebo or is proportional to the temperature difference of the measured liquid.

201 156 tekutiny na výstupu z měřicí trubice £ a teploty vstupního bloku 2, nebo teploty výstupní ho bloku 2.1 nebo teploty měřené tekutiny ve výstupním bloku £, kde je teplota měřené teku tiny velmi blízká teplotě výstupního bloku £, nebo teploty v samostatně termostatovaném prostoru· Údaj o teplotě ěidla £ lze také nahradit referenčním zdrojem.201 156 of the fluid at the outlet of the measuring tube £ and the temperature of the inlet block 2, or the temperature of the outlet block 2.1 or the temperature of the measured fluid in the outlet block £ where the measured liquid temperature is very close to the temperature of the outlet block £; The temperature reading of sensor 6 can also be replaced by a reference source.

Citlivost a linearita měření je určována délkou měřicí trubice J. a velikostí teplotního spádu.The sensitivity and linearity of the measurement is determined by the length of the measuring tube and the temperature gradient.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1.

2.

3.

4.

5.

Apparatus for measuring the mass flow of fluids, characterized in that it consists of at least one measuring tube (1) having an inlet block (2) at its inlet and an outlet block (3) at its outlet, both blocks being thermostatized at different temperature and at the inlet and outlet of the measuring tube (1) there are sensors (4, 5) for measuring the temperature of the flowing liquid.

The device of claim 1, characterized in that the sensors (4,5) are located on the blocks (2,3).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the cutter extending through the blocks (2,3),

Device according to claim 1, characterized in that the thermostatic space.

that the sensors (4,5) that the sensor (4,5) are located in the measured same are located in a separate one

11. The apparatus of claim 1, wherein the source is.

that the sensor (4,5) is a reference