EA044306B1

EA044306B1 - FLUID FLOW METER

Info

Publication number: EA044306B1
Application number: EA202092134
Authority: EA
Inventors: Андрей СТЕЦЕНКО; Юрий ГЛОВА; Сергей Недзельский
Original assignee: Энергофлоу Аг
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-08-15

Description

Изобретение относится к расходомеру текучей среды согласно формуле изобретения. Данные расходомеры/счетчики предусмотрены для измерения расхода текучей среды и/или скорости движения среды, которая протекает через внутреннее пространство в широком диапазоне расхода.The invention relates to a fluid flow meter according to the claims. These flowmeters/meters are provided to measure the flow rate of a fluid and/or the velocity of a fluid that flows through an interior space over a wide flow range.

Известные методы измерения текучей среды применимы к ограниченным диапазонам расходов. Соотношения значений минимального измеряемого расхода и максимального метода переменного перепада давления и кориолисова метода, как правило, составляют 1:10. Отношение значений минимального и максимального расходов для термоанемометрического метода составляет 1:15. Турбинный и вихревой методы измерения расхода имеют соотношение 1:20, при ротационном методе - 1:100. Для ультразвукового метода это соотношение может составлять 1:150.Known fluid measurement techniques are applicable to limited flow ranges. The ratios between the values of the minimum measured flow rate and the maximum values of the variable pressure differential method and the Coriolis method are usually 1:10. The ratio of the minimum and maximum flow rates for the hot-wire method is 1:15. Turbine and vortex methods of flow measurement have a ratio of 1:20, with the rotational method - 1:100. For the ultrasonic method, this ratio can be 1:150.

При необходимости измерения расхода жидкостей и газов в более широком диапазоне приходится использовать несколько расходомеров с различными типоразмерами и характеристиками измерения потока, что значительно усложняет конструкцию узла учета, увеличивает ее габариты и требует большого времени на обслуживание и переналадку.If it is necessary to measure the flow of liquids and gases over a wider range, it is necessary to use several flow meters with different standard sizes and flow measurement characteristics, which significantly complicates the design of the metering unit, increases its dimensions and requires a lot of time for maintenance and readjustment.

Одним из известных современных решений задачи расширения диапазона измерений являются счетчики, внутри корпуса которых содержится один или множество датчиков массового расхода (патент ЕР 2824432 A3, CN 104061973 А). Диапазон расхода суммарного потока в таких счетчиках, по существу, зависит от количества и типоразмера датчиков, установленных внутри корпуса. Это решение имеет весьма сложную конструкцию, а также является дорогостоящим из-за множества датчиков потока, необходимых для обеспечения измерения больших расходов и объемов газов, и таким образом, имеет ограничения для применения в качестве малых (бытовых) счетчиков. Вышеуказанное известное решение также имеет ограничение из-за низкой внутренней масштабируемости датчиков, так как датчики потока должны быть спроектированы и изготовлены для каждого отдельного класса расходомера. Существенным недостатком данного изобретения также является то, что погрешность измерения расхода общего потока включает в себя как ошибки корреляции суммарного потока с измеряемым единичным датчиком расхода, так и сумму погрешностей этих единичных датчиков расхода.One of the well-known modern solutions to the problem of expanding the measurement range are meters, the housing of which contains one or many mass flow sensors (patent EP 2824432 A3, CN 104061973 A). The total flow rate range in such meters essentially depends on the number and size of sensors installed inside the housing. This solution has a very complex design and is also expensive due to the number of flow sensors required to provide measurement of large flow rates and volumes of gases, and thus has limitations for use as small (domestic) meters. The above known solution also has a limitation due to the low internal scalability of the sensors, since flow sensors must be designed and manufactured for each individual flow meter class. A significant disadvantage of this invention is also that the error in measuring the flow rate of the total flow includes both errors in the correlation of the total flow with the measured single flow sensor, and the sum of the errors of these single flow sensors.

CN 102183274 A, CN 102735300 A описывают расходомеры, имеющие корпус в виде врезной секции (отрезка трубы), в которой расположены датчики расхода, работающие на различных методах измерения, например на вихревом и ультразвуковом. Один из методов (ультразвуковой) обеспечивает измерение потока с низким уровнем скорости (0,3-10 м/с). Другой метод (вихревой) реализует измерение скорости потока в диапазоне от 5 до 45 м/с. Недостатком такого решения является последовательное расположение датчиков расхода на противоположных концах врезной секции, что приводит к увеличению ее линейных размеров, громоздкости конструкции, а в результате - к невозможности применения в качестве бытовых счетчиков. Расположение одного из датчиков (вихревого) в центре врезной секции, между ультразвуковыми датчиками, хотя и обеспечивает уменьшение линейных размеров конструкции, в свою очередь, вносит дополнительные возмущения в поток в измерительном канале, что приводит к ухудшению метрологических характеристик счетчика.CN 102183274 A, CN 102735300 A describe flow meters that have a housing in the form of a cut-in section (a piece of pipe) in which flow sensors are located that operate using various measurement methods, for example, vortex and ultrasonic. One of the methods (ultrasonic) provides flow measurement at a low speed level (0.3-10 m/s). Another method (vortex) measures flow velocity in the range from 5 to 45 m/s. The disadvantage of this solution is the sequential arrangement of flow sensors at opposite ends of the mortise section, which leads to an increase in its linear dimensions, cumbersome design, and as a result, the impossibility of using it as household meters. The location of one of the sensors (vortex) in the center of the mortise section, between the ultrasonic sensors, although it reduces the linear dimensions of the structure, in turn, introduces additional disturbances into the flow in the measuring channel, which leads to a deterioration in the metrological characteristics of the meter.

WO 2008/033035 А1 описывает устройство для измерения скорости текучей среды, которое устанавливается в эксцентрично расположенных отверстиях отрезка трубопровода, под определенным углом относительно друг друга и потока текучей среды, а также, преимущественно, снаружи потока. В каждом отверстии устройства предусмотрен датчик давления и акустический передатчик/приемник, при этом процессор определяет скорость потока на базе измерительных результатов обоих датчиков давления и акустических передатчиков/приемников. Недостатком такой конструкции является конфигурация отверстий и, при известных обстоятельствах, измерительных устройств в трубопроводе и образующиеся таким путем возмущения, которые влияют на однородность характера потока и тем самым на точность измерения. Применение данного устройства, согласуемого с существующими условиями, в частности, также в качестве бытового счетчика, является затруднительным и дорогостоящим по причине имеющихся конструктивных характеристик устройства.WO 2008/033035 A1 describes a device for measuring the velocity of a fluid, which is installed in eccentrically located openings of a pipeline section, at a certain angle relative to each other and the fluid flow, and also, preferably, outside the flow. Each orifice of the device contains a pressure sensor and an acoustic transmitter/receiver, and the processor determines the flow rate based on the measurement results of both pressure sensors and acoustic transmitters/receivers. The disadvantage of this design is the configuration of the holes and, under certain circumstances, measuring devices in the pipeline and the resulting disturbances, which affect the uniformity of the flow pattern and thereby the measurement accuracy. The use of this device, consistent with existing conditions, in particular also as a household meter, is difficult and expensive due to the existing design characteristics of the device.

Исходя из вышеуказанного уровня техники, задача изобретения заключается в устранении указанных недостатков.Based on the above prior art, the objective of the invention is to eliminate these disadvantages.

Данная задача решается с помощью расходомера текучей среды с характеристиками, которые представлены в п.1 формулы.This problem is solved using a fluid flow meter with the characteristics that are presented in claim 1 of the formula.

Настоящее изобретение представляет собой малогабаритный компактный широкодиапазонный расходомер текучей среды, который наряду с согласуемостью к определенному диапазону измерений также в состоянии функционировать в диапазоне измерений большего размера, в сравнении с расходомерами предыдущих конструкций.The present invention is a small, compact, wide-range fluid flow meter that, in addition to being compatible with a specific measurement range, is also capable of operating over a larger measurement range than previous flow meter designs.

Очевидно, что, по крайней мере, настоящее изобретение реализуется в том случае, если речь идет о расходомере текучей среды с конфигурацией формирования потока и совмещенным измерительным каналом для датчиков расхода различного принципа измерения скорости потока и расхода среды, которое представляет собой устройство, включающее в себя следующие конструктивные компоненты:It is obvious that, at least, the present invention is implemented in the case of a fluid flow meter with a flow shaping configuration and a combined measuring channel for flow sensors of different principles for measuring flow rate and flow rate of the medium, which is a device including the following structural components:

корпус с внутренней камерой, форма которой дополняет конфигурацию датчиков потока;a housing with an internal chamber, the shape of which complements the configuration of the flow sensors;

два основания, которые, по меньшей мере, частично ограничивают внутреннюю камеру и одну выпуклую деталь, конфигурация которой обеспечивает формирование потока,two bases that at least partially define the inner chamber and one convex part, the configuration of which ensures the formation of flow,

- 1 044306 по меньшей мере, один ультразвуковой датчик расхода, расположенный таким образом, что его измерительный канал проходит через внутреннюю часть следующего датчика расхода с другим принципом измерения, и переходное устройство для согласования различных диаметров выходного устройства датчика расхода и его выходного канала.- 1 044306 at least one ultrasonic flow sensor located in such a way that its measuring channel passes through the inside of the next flow sensor with a different measurement principle, and an adapter device for matching different diameters of the output device of the flow sensor and its output channel.

Компактный широкодиапазонный расходомер текучей среды с конфигурацией формирования потока и совмещенным измерительным каналом для датчиков расхода различного принципа измерения предназначен для измерения скорости потока и расхода среды в широком диапазоне расходов с соотношением минимального расхода к максимальному 1:1000 и более. Данный расходомер объединяет в себе преимущества счетчика, конструкция которого обеспечивает нечувствительность к возмущениям текучей среды на его входе, и расходомера с диапазоном измерений, значительно превышающим диапазоны существующих в уровне техники.A compact wide-range fluid flow meter with a flow shaping configuration and a combined measuring channel for flow sensors of different measurement principles is designed to measure the flow rate and flow rate of a medium in a wide range of flow rates with a ratio of minimum to maximum flow of 1:1000 or more. This flow meter combines the advantages of a meter whose design ensures insensitivity to disturbances in the fluid at its inlet, and a flow meter with a measurement range that significantly exceeds the ranges existing in the prior art.

Дальнейшие варианты исполнения вытекают из критериев зависимых пунктов формулы изобретения.Further embodiments follow from the criteria of the dependent claims.

Первый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части его работоспособности и соответствует критериям согласно формуле 2, в которой внутренняя камера корпуса отличается тем, что имеет цилиндрическую, эллиптическую либо прямоугольную форму с закругленным основанием. При этом площадь поперечного сечения внутренней камеры корпуса на порядок (в оптимальном случае не менее чем в 10 раз) превышает площадь поперечного сечения входного канала расходомера и выходного канала датчика расхода. Тем самым сформированный, стабильный и равномерный поток текучей среды направляется к выходному каналу, за счет чего достигается ламинарный (безвихревой) поток среды.The first embodiment of the present device, which has advantages in terms of its performance and meets the criteria according to formula 2, in which the internal chamber of the housing is characterized by having a cylindrical, elliptical or rectangular shape with a rounded base. In this case, the cross-sectional area of the inner chamber of the housing is an order of magnitude (in the optimal case, no less than 10 times) greater than the cross-sectional area of the input channel of the flow meter and the output channel of the flow sensor. Thus, the formed, stable and uniform flow of fluid is directed to the outlet channel, due to which a laminar (irrotational) flow of the medium is achieved.

Второй вариант исполнения настоящего устройства, имеющий преимущества в части работоспособности и в соответствии с п.3 формулы, отличается тем, что внутренняя камера имеет в центральной части закругленного основания, либо обтекатель в форме колокола, либо сферический обтекатель, расположенный рядом с основанием. Таким образом, при прохождении через внутреннюю камеру текучая среда огибает обтекатель в соответствии с его геометрией (конфигурацией) и направляется по центру внутренней камеры, стекаясь у входного отверстия датчика расхода. При этом сформированный поток текучей среды протекает через внутреннее пространство датчика расхода и выходит наружу через выходной канал расходомера, за счет чего достигается ламинарный (безвихревой) поток среды.The second embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and in accordance with claim 3 of the formula, is characterized in that the inner chamber has in the central part of a rounded base, either a bell-shaped fairing, or a spherical fairing located next to the base. Thus, when passing through the inner chamber, the fluid bends around the fairing in accordance with its geometry (configuration) and is directed along the center of the inner chamber, flocking at the inlet of the flow sensor. In this case, the generated fluid flow flows through the internal space of the flow sensor and exits out through the outlet channel of the flow meter, due to which a laminar (irrotational) flow of the medium is achieved.

Третий вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части расширения диапазона расхода и в соответствии с п.4 формулы, отличается тем, что первый ультразвуковой датчик расхода расположен внутри обтекателя и/или второй ультразвуковой датчик расхода расположен в нижнем основании внутренней камеры после выходного отверстия датчика расхода. При этом оба датчика расположены таким образом, что акустический канал проходит через центральную ось датчика расхода, при этом измерительные каналы расхода совмещаются друг с другом, за счет чего исключаются нарушения потока среды и достигается расширение диапазона расхода.The third embodiment of the present device, which has advantages in terms of expanding the flow range and in accordance with claim 4 of the formula, is characterized in that the first ultrasonic flow sensor is located inside the fairing and/or the second ultrasonic flow sensor is located in the lower base of the inner chamber after the outlet hole flow sensor. In this case, both sensors are located in such a way that the acoustic channel passes through the central axis of the flow sensor, while the flow measuring channels are aligned with each other, thereby eliminating disturbances in the flow of the medium and expanding the flow range.

Четвертый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и конфигурации в соответствии с критериями п.5 формулы, отличается тем, что датчик расхода, который формирует сигнал, пропорциональный скорости потока среды, расположен по центру оси внутренней камеры, за счет чего ламинарный (безвихревой) поток протекает через него и вытекает из выходного канала расходомера. При этом в качестве датчиков расхода допускается применять любые известные измерители расхода или скорости потока объемного или массового принципа действия, которые соответствуют конструктивному размеру внутренней камеры корпуса расходомера. Таким образом, обеспечивается реализация ламинарного потока среды и существенного принципа изобретения, а также конфигурации расходомера в соответствии с фактической целью измерения в рамках производственного процесса или в практическом применении.The fourth embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and configuration in accordance with the criteria of claim 5 of the formula, is characterized in that the flow sensor, which generates a signal proportional to the flow rate of the medium, is located in the center of the axis of the internal chamber, due to which laminar (irrotational) flow flows through it and flows out of the flowmeter outlet. In this case, any known flow or flow rate meters of the volumetric or mass operating principle, which correspond to the design size of the internal chamber of the flow meter housing, can be used as flow sensors. In this way, the implementation of the laminar flow of the medium and the essential principle of the invention, as well as the configuration of the flow meter in accordance with the actual measurement purpose within the production process or in practical application, is ensured.

Пятый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части расширения диапазона измерений в соответствии с критериями п.6 формулы, отличается тем, что в основе его принципа действия лежит применение двух различных принципов измерения. При этом для одного из них характерна особо высокая степень эффективности в верхней части диапазона расхода, а другой отличается аналогичным критерием в нижней части диапазона расхода. В результате такого решения достигается широкий диапазон измерений с соотношением минимального измеряемого расхода к максимальному 1:1000 и более, при этом применение двух способов измерения также позволяет контролировать работоспособность расходомера. Для этого два данных способа подвергаются сравнению в средней части диапазона расхода, в которой результаты измерений, определенные данными различными способами, совмещаются.The fifth embodiment of the present device, which has advantages in terms of expanding the measurement range in accordance with the criteria of claim 6 of the formula, is distinguished by the fact that its operating principle is based on the use of two different measurement principles. In this case, one of them is characterized by a particularly high degree of efficiency in the upper part of the flow range, while the other has a similar criterion in the lower part of the flow range. As a result of this solution, a wide measurement range is achieved with a ratio of the minimum measured flow rate to the maximum flow rate of 1:1000 or more, while the use of two measurement methods also allows you to monitor the performance of the flow meter. To do this, these two methods are compared in the middle part of the flow range, in which the measurement results determined by these different methods are combined.

Шестой вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части расширения или смещения диапазона расхода и в соответствии с критериями п.7 формулы, отличается тем, что трубопровод образует дополнительный проточный обходной канал, который формируется между наружной поверхностью датчика расхода и внутренней поверхностью дополнительного трубопровода. Данное решение позволяет разделить поток измеряемой текучей среды, при этом часть потока протекает черезThe sixth embodiment of the present device, which has advantages in terms of expanding or shifting the flow range and in accordance with the criteria of claim 7 of the formula, is characterized in that the pipeline forms an additional flow bypass channel, which is formed between the outer surface of the flow sensor and the inner surface of the additional pipeline. This solution allows the flow of the measured fluid to be divided, with part of the flow flowing through

- 2 044306 внутреннее пространство датчика расхода, а другая часть потока протекает через дополнительный проточный обходной канал.- 2 044306 internal space of the flow sensor, and the other part of the flow flows through an additional flow bypass channel.

Седьмой вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и конфигурации в соответствии с критериями п.8 формулы, отличается тем, что во внутренней камере, в центре основания корпуса расположено переходное устройство. Таким образом, обеспечивается реализация ламинарного потока среды и существенного принципа изобретения, а также конфигурации расходомера в соответствии с фактической целью измерения в рамках производственного процесса или в практическом применении.The seventh embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and configuration in accordance with the criteria of claim 8 of the formula, is characterized in that an adapter device is located in the inner chamber, in the center of the base of the housing. In this way, the implementation of the laminar flow of the medium and the essential principle of the invention, as well as the configuration of the flow meter in accordance with the actual measurement purpose within the production process or in practical application, is ensured.

Восьмой вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и в соответствии с критериями п.9 формулы, отличается тем, что имеет устройство подготовки потока, расположенное на основании внутренней камеры, и выполненное в форме решетки. При этом решетка на основании внутренней камеры расположена таким образом, что измеряемая среда протекает через входной канал и через устройство подготовки потока, и попадает во внутреннюю камеру корпуса расходомера. Причем устройство подготовки потока рассекает общий поток измеряемой среды на многочисленные отдельные потоки, что обеспечивает реализацию ламинарного (безвихревого) потока среды.The eighth embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and in accordance with the criteria of claim 9 of the formula, is characterized in that it has a flow preparation device located at the base of the internal chamber and made in the form of a lattice. In this case, the grid on the base of the inner chamber is located in such a way that the measured medium flows through the inlet channel and through the flow preparation device, and enters the inner chamber of the flowmeter housing. Moreover, the flow preparation device cuts the total flow of the measured medium into numerous individual flows, which ensures the implementation of a laminar (irrotational) flow of the medium.

Девятый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части безопасности и согласно критериям п.10 формулы, отличается тем, что внутри корпуса расположен датчик обнаружения утечек среды, который имеет электрическое соединение с электронным блоком и/или запорным клапаном.The ninth embodiment of the present device, which has advantages in terms of safety and according to the criteria of claim 10 of the formula, is characterized in that inside the housing there is a sensor for detecting medium leaks, which has an electrical connection with the electronic unit and/or shut-off valve.

Десятый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и в соответствии с критериями п.11 формулы, отличается тем, что впускное отверстие датчика расхода имеет воронкообразную форму и соединение с обтекателем, формирующим поток среды.The tenth embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and in accordance with the criteria of claim 11 of the formula, is characterized in that the inlet of the flow sensor is funnel-shaped and connected to a fairing that forms the flow of the medium.

Одиннадцатый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и согласно критериям п.12 формулы, отличается тем, что датчики расхода и переходное устройство являются согласуемыми, при этом переходное устройство согласуется в соответствии с применяемым датчиком расхода.The eleventh embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and according to the criteria of claim 12 of the formula, is characterized in that the flow sensors and the adapter device are consistent, and the adapter device is consistent in accordance with the flow sensor used.

Двенадцатый вариант исполнения настоящего устройства, который имеет преимущества в части работоспособности и в соответствии с критериями п.13 формулы, отличается тем, что входной канал имеет стационарно установленный фильтр грубой очистки.The twelfth embodiment of the present device, which has advantages in terms of performance and in accordance with the criteria of claim 13 of the formula, is characterized in that the input channel has a permanently installed coarse filter.

Далее по тексту представлено детальное разъяснение примеров воплощения изобретения, которое осуществляется со ссылкой на чертежи.The following text provides a detailed explanation of examples of embodiments of the invention, which are carried out with reference to the drawings.

На чертежах показано:The drawings show:

фиг. 1 иллюстрирует схематическое изображение в разрезе компактного широкодиапазонного расходомера текучей среды с конфигурацией формирования потока и датчиками расхода различного принципа измерения;fig. 1 illustrates a schematic cross-sectional representation of a compact, wide-range fluid flow meter with a flow shaping configuration and flow sensors of various measurement principles;

фиг. 2 иллюстрирует схему совмещенного измерительного канала и путь прохождения акустического канала ультразвуковых датчиков;fig. 2 illustrates a diagram of a combined measuring channel and the path of the acoustic channel of ultrasonic sensors;

фиг. 3 отображает вариант исполнения широкодиапазонного расходомера во врезной секции;fig. 3 shows an embodiment of a wide-range flow meter in an insertion section;

фиг. 4 иллюстрирует вариант исполнения компактного широкодиапазонного расходомера текучей среды с дополнительным обходным каналом прохождения измеряемой среды.fig. 4 illustrates an embodiment of a compact wide-range fluid flow meter with an additional bypass channel for the passage of the measured medium.

Компактный широкодиапазонный расходомер текучей среды с конфигурацией формирования потока и совмещенным измерительным каналом для датчиков расхода различного принципа измерения представляет собой устройство, включающее в себя следующие компоненты (фиг. 1):A compact wide-range fluid flow meter with a flow shaping configuration and a combined measuring channel for flow sensors of different measurement principles is a device that includes the following components (Fig. 1):

корпус (1), имеющий внутреннюю камеру (2) и обтекатель (выступ) (3) с конфигурацией, обеспечивающей формирование потока;a housing (1) having an internal chamber (2) and a fairing (protrusion) (3) with a configuration that ensures flow formation;

один или два ультразвуковых датчика расхода (4), (5), которые расположены внутри корпуса расходомера и предназначены для измерения скорости течения среды;one or two ultrasonic flow sensors (4), (5), which are located inside the flow meter housing and are designed to measure the flow velocity of the medium;

датчик расхода (6) различного принципа действия (например, термоанемометрического), расположенный внутри корпуса (1) расходомера и предназначенный для измерения скорости течения среды, при этом расходомер имеет впускное отверстие воронкообразной формы;a flow sensor (6) of a different operating principle (for example, a hot-wire anemometer), located inside the body (1) of the flow meter and designed to measure the flow rate of the medium, while the flow meter has a funnel-shaped inlet;

переходное устройство (7) для согласования различных диаметров датчика расхода (6) и выходного канала (10) между собой;adapter device (7) for matching different diameters of the flow sensor (6) and the output channel (10) with each other;

устройство подготовки потока (8), предназначенное для рассекания и стабилизации потока измеряемой среды;flow preparation device (8), designed to cut and stabilize the flow of the measured medium;

входной канал (9) потока измеряемой среды;input channel (9) flow of the measured medium;

выходной канал (10) для потока среды, вытекающей из расходомера;output channel (10) for the flow of medium flowing from the flow meter;

электронный блок;the electronic unit;

фильтр грубой очистки внутри входного канала 9;coarse filter inside input channel 9;

запорный клапан внутри входного канала 9;shut-off valve inside the inlet channel 9;

датчик-рецептор утечек среды.sensor-receptor of medium leaks.

Корпус (1) расходомера включает внутреннюю камеру (2), образующую непроницаемую для рабо- 3 044306 чей среды камеру потока. Эта камера (полость) (2) предназначена для формирования и измерения скорости потока текучей среды. Внутренняя камера (2) корпуса (1) повторяет форму геометрии датчика расхода (6). Допускаются различные формы данного датчика расхода, к примеру, цилиндр, эллиптическая трубка, прямоугольный параллелепипед либо любая другая форма, при этом одно из оснований датчика расхода является закругленным. Как видно из первого примера воплощения на фиг. 1, одно из цилиндрических оснований имеет элемент, выгнутый вовнутрь, - обтекатель (3). Корпус (1) имеет основной входной канал (9) и основной выходной канал (10). Основной входной канал (9) транспортирует поток среды во внутреннюю камеру (2). Основной выходной канал (10) предусмотрен для рабочей среды, которая вытекает из внутренней камеры (2). Внутри корпуса (1) стационарно установлено устройство подготовки потока (8). Данное устройство предназначено для рассекания и стабилизации потока измеряемой среды. Кроме того, внутри корпуса (1) устанавливают один или два ультразвуковых датчика расхода (4), (5), и один датчик расхода (6) различного принципа действия. Один из ультразвуковых датчиков расхода расположен в посадочном месте внутри обтекателя (3). Второй ультразвуковой датчик расположен в посадочном месте в нижней части камеры (2) внутри переходного устройства (7). Датчик расхода (6) различного принципа действия, расположен внутри центральной части указанного корпуса (1) расходомера. На фиг. 1 не показаны электронный блок для оценки измерительных сигналов, фильтр грубой очистки для очистки среды, запорный клапан для прерывания потока среды, а также датчик-рецептор утечек среды для идентификации случаев опасности.The flow meter housing (1) includes an internal chamber (2) forming a flow chamber impenetrable to the working medium. This chamber (cavity) (2) is designed to form and measure the flow rate of the fluid. The internal chamber (2) of the housing (1) follows the shape of the geometry of the flow sensor (6). Various shapes of this flow sensor are allowed, for example, a cylinder, an elliptical tube, a rectangular parallelepiped, or any other shape, with one of the bases of the flow sensor being rounded. As can be seen from the first embodiment example in FIG. 1, one of the cylindrical bases has an element curved inward - a fairing (3). The housing (1) has a main input channel (9) and a main output channel (10). The main inlet channel (9) transports the medium flow into the inner chamber (2). The main outlet channel (10) is provided for the working medium, which flows out of the inner chamber (2). A flow preparation device (8) is permanently installed inside the housing (1). This device is designed to cut and stabilize the flow of the measured medium. In addition, one or two ultrasonic flow sensors (4), (5), and one flow sensor (6) of different operating principles are installed inside the housing (1). One of the ultrasonic flow sensors is located in a seat inside the fairing (3). The second ultrasonic sensor is located in a seat at the bottom of the chamber (2) inside the adapter device (7). Flow sensor (6) of different operating principles is located inside the central part of the specified flow meter housing (1). In fig. 1 does not show the electronic unit for evaluating the measuring signals, the coarse filter for cleaning the medium, the shut-off valve for interrupting the flow of the medium, as well as the sensor-receptor for medium leaks for identifying hazards.

Принцип работы расходомера:Operating principle of the flow meter:

измеряемая среда первоначально попадает во входной канал (9), проходит через фильтр грубой очистки, устройство подготовки потока (8) и рассекается на многочисленные отдельные потоки;the measured medium initially enters the input channel (9), passes through a coarse filter, a flow preparation device (8) and is dissected into numerous separate flows;

эти потоки распределяются по всему объему камеры (2), движутся вдоль центральной ее оси от одного основания к другому по пространству, образованному внутренней поверхностью стенок корпуса (1) и наружной поверхностью датчика расхода (6). Затем они обтекают внутренний выступ (обтекатель) (3), повторяя его форму. На входе воронкообразного датчика расхода (6) они сходятся, образуя устойчивый равномерный поток.these flows are distributed throughout the entire volume of the chamber (2), moving along its central axis from one base to another along the space formed by the inner surface of the walls of the housing (1) and the outer surface of the flow sensor (6). Then they flow around the inner protrusion (fairing) (3), repeating its shape. At the inlet of the funnel-shaped flow sensor (6), they converge, forming a stable, uniform flow.

Это обеспечивает наиболее благоприятные условия для высокоточного измерения его скорости;This provides the most favorable conditions for highly accurate measurement of its speed;

затем воронкообразное входное отверстие датчика расхода 6 объединяет отдельные потоки в единый, за счет чего повышается скорость потока среды и понижается чувствительность измерительного процесса к помехам внутри датчика расхода (4);then the funnel-shaped inlet of the flow sensor 6 combines the individual flows into a single one, thereby increasing the flow rate of the medium and reducing the sensitivity of the measuring process to interference inside the flow sensor (4);

далее этот поток проходит через внутреннюю полость датчика расхода (6) и через выходной канал (10) расходомера вытекает из него;then this flow passes through the internal cavity of the flow sensor (6) and flows out of it through the outlet channel (10) of the flow meter;

при протекании потока рабочей среды через внутреннюю полость датчика расхода (6) датчик расхода (6) формирует сигнал, пропорциональный скорости потока.When the flow of the working medium flows through the internal cavity of the flow sensor (6), the flow sensor (6) generates a signal proportional to the flow rate.

Отличительной особенностью изобретения является применение ультразвуковых датчиков расхода (4), (5). Один из указанных датчиков (4) установлен внутри обтекателя (3), а второй (5) - расположен после датчика расхода (6) у его выходного отверстия. Отличием является также расположение датчиков расхода (4), (5) таким образом, что измерительный канал, образованный между ними, проходит через центральную внутреннюю часть датчика расхода (6), не оказывая влияния на его работу (фиг. 2). Таким образом, происходит пространственное совмещение измерительного канала ультразвуковых датчиков расхода (4), (5) и измерительного канала датчика расхода (6).A distinctive feature of the invention is the use of ultrasonic flow sensors (4), (5). One of these sensors (4) is installed inside the fairing (3), and the second (5) is located after the flow sensor (6) at its outlet. The difference is also the location of the flow sensors (4), (5) in such a way that the measuring channel formed between them passes through the central inner part of the flow sensor (6), without affecting its operation (Fig. 2). Thus, there is a spatial combination of the measuring channel of the ultrasonic flow sensors (4), (5) and the measuring channel of the flow sensor (6).

Указанные отличия обеспечивают компактность размещения датчиков (4), (5), (6) внутри камеры (2) и, следовательно, малые габариты самого расходомера с сохранением его высоких метрологических характеристик.These differences ensure compact placement of sensors (4), (5), (6) inside the chamber (2) and, consequently, small dimensions of the flow meter itself while maintaining its high metrological characteristics.

Сигналы измерений, полученные от датчиков (4), (5), также принимаются и обрабатываются электронным блоком расходомера с последующим формированием сигнала, пропорционального объемному расходу рабочей среды.Measurement signals received from sensors (4), (5) are also received and processed by the electronic unit of the flow meter with subsequent generation of a signal proportional to the volumetric flow rate of the working medium.

Корпус (1) состоит из двух частей (фиг. 1):The housing (1) consists of two parts (Fig. 1):

неподвижной части, в которой находятся входной канал (9), фильтр грубой очистки, запорный клапан, выходной канал (10), устройство подготовки потока (8), переходное устройство (7), датчики расхода (4), (5), (6);stationary part containing the inlet channel (9), coarse filter, shut-off valve, outlet channel (10), flow preparation device (8), adapter device (7), flow sensors (4), (5), (6 );

подвижной части в виде цилиндра (колпака) с закруглением в одном из оснований, который может вращаться вдоль своей центральной оси. На внешней подвижной части корпуса (1) может крепиться электронный блок, у которого лицевая часть также может вращаться вокруг своей центральной оси.a moving part in the form of a cylinder (cap) with a rounding at one of the bases, which can rotate along its central axis. An electronic unit can be mounted on the outer movable part of the housing (1), the front part of which can also rotate around its central axis.

Устройство подготовки потока (8) представляет собой решетку. В данном случае решетка расположена в нижней цилиндрической части камеры (2) таким образом, чтобы измеряемая среда через входной канал (9) проходила через устройство подготовки потока (8) и попадала в камеру (2) корпуса (1) расходомера. Решетка устройства подготовки потока (8) представляет собой набор лопастей с количеством не менее 21 и такими размерами, чтобы ими перекрывалось не более 23% общей площади поперечного сечения камеры (2). Устройство подготовки потока (8) осуществляет рассекание потока измеряемой среды, обеспечивает условия создания равномерного стабильного потока, и тем самым, существенно уменьшает эффекты, вызванные высокой энергией турбулентного потока, на входе датчика расхода (6). ПрименениеThe flow preparation device (8) is a grid. In this case, the grid is located in the lower cylindrical part of the chamber (2) so that the measured medium passes through the inlet channel (9) through the flow preparation device (8) and enters the chamber (2) of the flowmeter housing (1). The grid of the flow preparation device (8) is a set of blades with a number of at least 21 and such dimensions that they cover no more than 23% of the total cross-sectional area of the chamber (2). The flow preparation device (8) cuts the flow of the measured medium, provides conditions for creating a uniform, stable flow, and thereby significantly reduces the effects caused by the high energy of the turbulent flow at the input of the flow sensor (6). Application

- 4 044306 устройства подготовки потока (8) совместно с описанной конфигурацией камеры (2) обеспечивает стабилизацию данного потока, выравнивание его эпюры скоростей, и, тем самым, устраняет необходимость применения внешних устройств, предназначенных для создания невозмущенного потока газа (адаптеров) при любом, даже значительном искажении и возмущении потока измеряемой среды на входе расходомера.- 4 044306 flow preparation device (8) together with the described chamber configuration (2) ensures stabilization of this flow, equalization of its velocity diagram, and, thereby, eliminates the need to use external devices designed to create an undisturbed gas flow (adapters) at any even significant distortion and disturbance of the flow of the measured medium at the input of the flow meter.

Дополнительной отличительной чертой расходомера является наличие в нижней внутренней части корпуса (после выходного отверстия датчика расхода) переходного устройства (7) для согласования диаметров датчика расхода (6) и выходного канала (10) самого расходомера между собой. Данное переходное устройство позволяет применять в расходомере датчики расходов (6) различного диаметра в зависимости от требуемого диапазона измеряемых расходов, при этом допускается применять переходное устройство, согласуемое с параметрами датчика расхода.An additional distinctive feature of the flow meter is the presence in the lower inner part of the housing (after the outlet of the flow sensor) of an adapter device (7) for matching the diameters of the flow sensor (6) and the output channel (10) of the flow meter itself with each other. This adapter device allows the use of flow sensors (6) of various diameters in the flow meter, depending on the required range of measured flow rates, while it is possible to use an adapter device that is consistent with the parameters of the flow sensor.

Входной канал (9) потока среды представляет собой отверстие, канал, направляющий поток текучей среды в камеру (2) корпуса (1) расходомера.The input channel (9) of the medium flow is an opening, a channel that directs the fluid flow into the chamber (2) of the flowmeter housing (1).

Выходной канал (10) предназначен для вывода потока текучей среды, вытекающей из камеры (2) корпуса (1) расходомера.The output channel (10) is designed to output the flow of fluid flowing from the chamber (2) of the flowmeter housing (1).

Электронный блок служит для определения, обработки и сохранения значений и результатов обработки значений, которые датчики расхода (4, 5, 6) передают на электронную систему управления. Тип электронного блока допускается варьировать в зависимости от потребностей реализации, кроме того, он не оказывает существенного влияния на данное изобретение. Электронный блок сопрягается с датчиками расхода (4, 5, 6) через физический канал связи. Понятие физический канал связи означает соединение посредством одного или нескольких твердых тел, например, штепселей, кабельной проводки, либо беспроводное соединение посредством радиосвязи, например, WiFi (беспроводной интернет), Bluetooth. Электронный блок допускается устанавливать, как на наружной стороне корпуса (1) счетчика, так и внутри корпуса.The electronic unit is used to determine, process and store the values and results of processing the values that the flow sensors (4, 5, 6) transmit to the electronic control system. The type of electronic unit can be varied depending on the needs of the implementation, in addition, it does not have a significant impact on this invention. The electronic unit interfaces with flow sensors (4, 5, 6) through a physical communication channel. The concept of a physical communication channel means a connection through one or more solid bodies, for example, plugs, cable wiring, or a wireless connection via radio communication, for example, WiFi (wireless Internet), Bluetooth. The electronic unit can be installed both on the outside of the meter housing (1) and inside the housing.

Внутри входного канала (9) расходомера допускается устанавливать фильтр грубой очистки, который служит для очистки текучей среды от инородных тел, которые могут загрязнить и повредить датчики расхода (4, 5, 6) либо устройство подготовки потока (8).It is possible to install a coarse filter inside the inlet channel (9) of the flow meter, which serves to clean the fluid from foreign bodies that can contaminate and damage the flow sensors (4, 5, 6) or the flow preparation device (8).

Кроме того, внутри входного канала (9) допускается устанавливать запорный клапан, обеспечивающей блокировку потока среды на основании сигнала, поступающего от электронного блока.In addition, a shut-off valve can be installed inside the inlet channel (9), which blocks the flow of the medium based on a signal received from the electronic unit.

Дополнительный датчик обнаружения утечек среды служит для безопасного выявления утечки среды из счетчика, т.е. он инициирует срабатывание запорного клапана и тем самым прерывает подачу среды внутрь расходомера. Настоящий датчик имеет существенное значение для обеспечения производственной безопасности горючих сред, утечка которых может повлечь за собой аварию с тяжелыми последствиями. Выявление утечки и блокировка потока среды также осуществляются независимо от расходомера.An additional media leak detection sensor is used to safely detect media leakage from the meter, i.e. it triggers the shut-off valve and thereby interrupts the flow of fluid into the flowmeter. This sensor is essential for ensuring the industrial safety of flammable media, the leakage of which can lead to an accident with serious consequences. Leak detection and blocking of the medium flow are also carried out independently of the flow meter.

Датчик расхода (6) представляет собой измеритель (датчик, расходомерную трубку) объемного расхода или скорости потока любого принципа действия. Датчик размещается в центре цилиндрической камеры (2) корпуса (1) расходомера таким образом, что измеряемая среда по входному каналу (9) проходит через устройство подготовки потока (8), рассекается на множество потоков, далее проходит через камеру (2), обтекает выступ (3), объединяется в центре камеры (2) в единый равномерный стабильный поток, который проходит через датчик расхода (6) и через выходной канал (10) выходит из расходомера. В качестве датчика расхода (6) могут применяться любые известные измерители расхода или скорости потока объемного или массового принципа действия (турбинные, роторные, анемометрические и т.д.) с размерами, соответствующими размерам внутренней камеры (2) корпуса (1) расходомера, в связи с чем необходимость дальнейшего описания этого датчика расхода (6) отсутствует. В любом случае, датчик расхода (6) фиксирует данные, которые прямо или косвенно указывают на объем среды, проходящей по трубе и через расходомер.The flow sensor (6) is a meter (sensor, flow tube) of volumetric flow or flow rate of any principle of operation. The sensor is placed in the center of the cylindrical chamber (2) of the flow meter body (1) in such a way that the measured medium through the input channel (9) passes through the flow preparation device (8), is cut into many flows, then passes through the chamber (2), flows around the protrusion (3), is combined in the center of the chamber (2) into a single uniform stable flow, which passes through the flow sensor (6) and exits the flow meter through the outlet channel (10). Any known flow or flow rate meters of the volumetric or mass operating principle (turbine, rotary, anemometric, etc.) with dimensions corresponding to the dimensions of the internal chamber (2) of the flow meter housing (1), can be used as a flow sensor (6). Therefore, there is no need for further description of this flow sensor (6). In any case, the flow sensor (6) records data that directly or indirectly indicates the volume of medium passing through the pipe and through the flow meter.

Одновременно с этим, при прохождении потока через датчик расхода (6), осуществляется измерение скорости потока ультразвуковым методом. Ультразвуковые датчики (4), (5) размещены таким образом, что оптический канал между ними проходит через центральную ось датчика расхода (6), не оказывая влияния на его работу (фиг. 4). Такое размещение ультразвуковых датчиков (4), (5) и датчика расхода (6) обеспечивают ряд преимуществ: наиболее благоприятные условия измерения ультразвуковым методом, компактность размещения датчиков в корпусе расходомера и, как результат, малые габариты всего расходомера и его высокие метрологические характеристики.At the same time, when the flow passes through the flow sensor (6), the flow velocity is measured using the ultrasonic method. Ultrasonic sensors (4), (5) are placed in such a way that the optical channel between them passes through the central axis of the flow sensor (6), without affecting its operation (Fig. 4). This placement of ultrasonic sensors (4), (5) and the flow sensor (6) provides a number of advantages: the most favorable conditions for measurement by the ultrasonic method, the compact placement of the sensors in the flow meter body and, as a result, the small dimensions of the entire flow meter and its high metrological characteristics.

Реализация двух методов обеспечивает возможность измерений скорости потока и расхода текучей среды в широком диапазоне. Так, например, термоанемометрический метод обеспечивает высокоточные измерения в диапазонах скоростей потока от 0,03 до 0,5 м/с. Ультразвуковой метод может обеспечить измерения расхода в диапазоне скоростей от 0,1 до 30 м/с. Таким образом, соотношение минимального и максимального измеряемых расходов может достигать значения 1:1000. Дополнительным преимуществом реализации двух методов является возможность сравнения результатов измерений, полученных различными методами. Настоящий процесс реализуется в средней части диапазонов, т.е. на данном участке оба метода демонстрируют эффективность.The implementation of two methods provides the ability to measure flow velocity and fluid consumption over a wide range. For example, the hot-wire method provides highly accurate measurements in the flow velocity range from 0.03 to 0.5 m/s. The ultrasonic method can provide flow measurements over a velocity range from 0.1 to 30 m/s. Thus, the ratio of the minimum and maximum measured flow rates can reach 1:1000. An additional advantage of implementing the two methods is the ability to compare measurement results obtained by different methods. The present process is implemented in the middle part of the ranges, i.e. In this area, both methods demonstrate effectiveness.

- 5 044306- 5 044306

Измерительные сигналы, полученные от датчиков расхода различного принципа действия, принимаются и обрабатываются электронным блоком расходомера с последующим формированием сигнала, пропорционального объемному расходу рабочей среды. Выбор метода измерения во время работы расходомера в зависимости от скорости потока, а также обработка и запись (запоминание) результатов осуществляется в электронном блоке расходомера в соответствии с алгоритмами, записанными в его память.Measuring signals received from flow sensors of various operating principles are received and processed by the electronic unit of the flow meter with subsequent generation of a signal proportional to the volumetric flow rate of the working medium. The choice of measurement method during operation of the flow meter depending on the flow rate, as well as processing and recording (storing) of the results is carried out in the electronic unit of the flow meter in accordance with the algorithms recorded in its memory.

На фиг. 3 показан второй вариант исполнения широкодиапазонного расходомера во врезной секции, при этом (на фиг. 3) отсутствуют электронный блок, фильтр грубой очистки, запорный клапан, датчикрецептор утечек среды, а также устройство подготовки потока (8) и переходное устройство (7) внутри перехода от входного канала (9) к внутренней камере (2) и от внутренней камеры (2) к выходному каналу (10). В этом варианте исполнения в качестве корпуса (1) используется врезная секция (участок трубопровода с фланцами), образующая внутреннюю камеру (2). В центральной части внутренней камеры (2) находится обтекатель (3), внутри которого установлен ультразвуковой датчик расхода (4). Другой ультразвуковой датчик (5) размещается после датчика расхода (6) (по направлению движения потока) у его выходного отверстия. Принцип действия данного варианта исполнения расходомера полностью идентичен варианту, приведенному на фиг. 1. То есть измеряемый поток через входной канал (9) попадает во внутреннюю камеру (2), диаметр которой многократно превышает диаметр входного канала (9). При этом поток рассекается посредством устройства подготовки потока (8). Далее поток огибает обтекатель (3), проходит через датчик расхода (6), протекает через переходное устройство (7) и через выходной канал (10) вытекает из расходомера. Измерение расхода среды может осуществляться одним из методов в зависимости от скорости потока.In fig. Figure 3 shows the second embodiment of a wide-range flow meter in the insert section, while (in Fig. 3) there is no electronic unit, coarse filter, shut-off valve, fluid leak sensor, as well as a flow preparation device (8) and an adapter device (7) inside the transition from the inlet channel (9) to the inner chamber (2) and from the inner chamber (2) to the outlet channel (10). In this embodiment, a mortise section (pipeline section with flanges) is used as a housing (1), forming an internal chamber (2). In the central part of the inner chamber (2) there is a fairing (3), inside of which an ultrasonic flow sensor (4) is installed. Another ultrasonic sensor (5) is placed after the flow sensor (6) (in the direction of flow) at its outlet. The principle of operation of this version of the flow meter is completely identical to the version shown in Fig. 1. That is, the measured flow through the input channel (9) enters the internal chamber (2), the diameter of which is many times greater than the diameter of the input channel (9). In this case, the flow is cut through the flow preparation device (8). Next, the flow goes around the fairing (3), passes through the flow sensor (6), flows through the adapter device (7) and flows out of the flow meter through the outlet channel (10). Measuring the flow rate of the medium can be carried out by one of the methods depending on the flow rate.

На фиг. 4 показан вариант исполнения широкодиапазонного расходомера, в котором датчик расхода (6) расположен в дополнительной трубке (11), обеспечивающей обходной канал прохождения измеряемой среды. Трубка (11) служит в качестве проточного обходного канала для измеряемой среды. В остальном, принцип действия данного варианта исполнения расходомера и его принципиальная конструкция идентичны варианту исполнения на фиг. 1. Трубка (11) имеет воронкообразное отверстие, которое аналогично отверстию датчика расхода (6).In fig. Figure 4 shows an embodiment of a wide-range flow meter, in which the flow sensor (6) is located in an additional tube (11), which provides a bypass channel for the passage of the measured medium. The tube (11) serves as a flow bypass channel for the measured medium. Otherwise, the principle of operation of this embodiment of the flow meter and its fundamental design are identical to the embodiment in Fig. 1. The tube (11) has a funnel-shaped hole, which is similar to the hole in the flow sensor (6).

В данном варианте исполнения расходомера измеряемая среда сперва заходит во входной канал (9). Затем среда поступает во внутреннюю камеру (2), диаметр которой многократно превышает диаметр входного канал (9), протекает через устройство подготовки потока, затем вдоль пространства, которое сформировано внутренней поверхностью стенок корпуса (1) и наружной поверхностью датчика расхода (6), обходит обтекатель (3), следуя геометрии последнего. Затем поток среды рассекается. Часть потока, как и в предыдущем варианте исполнения, протекает через внутреннее пространство датчика расхода (6) и вытекает наружу через выходной канал (10) расходомера. Другая часть потока протекает через дополнительный обходной канал. Данный обходной канал представляет собой пространство, сформированное между наружной поверхностью датчика расхода (6) и внутренней поверхностью трубки (11). Данный обходной канал имеет преимущества в том случае, если участок измеряемого потока является, либо существенно расширенным, либо смещенным, однако, без изменения конструктивного размера датчика расхода (6) и конструкции трубопроводов потока среды.In this embodiment of the flow meter, the measured medium first enters the input channel (9). Then the medium enters the inner chamber (2), the diameter of which is many times greater than the diameter of the inlet channel (9), flows through the flow preparation device, then along the space formed by the inner surface of the walls of the housing (1) and the outer surface of the flow sensor (6), bypasses fairing (3), following the geometry of the latter. Then the flow of the medium is cut. Part of the flow, as in the previous embodiment, flows through the internal space of the flow sensor (6) and flows out through the outlet channel (10) of the flow meter. The other part of the flow flows through an additional bypass channel. This bypass channel is a space formed between the outer surface of the flow sensor (6) and the inner surface of the tube (11). This bypass channel has advantages if the area of the measured flow is either significantly expanded or displaced, however, without changing the structural size of the flow sensor (6) and the design of the fluid flow pipelines.

В качестве дополнительных альтернативных вариантов широкодиапазонного расходомера текучей среды возможны следующие исполнения:The following designs are available as additional alternatives for the wide-range fluid flow meter:

расходомер, в котором применяются два идентичных процесса для измерения потока текучей среды;a flow meter that uses two identical processes to measure the flow of a fluid;

упрощенное исполнение, в котором применяется только один процесс измерения скорости потока. В данном случае интегрируется полая трубка в форме (конфигурации), которая аналогична форме датчика расхода (6).simplified design that uses only one flow rate measurement process. In this case, a hollow tube is integrated in a shape (configuration) that is similar to that of the flow sensor (6).

Такие упрощенные варианты исполнения возможны в том случае, если потребитель не имеет потребности в широком диапазоне измерения потока среды.Such simplified versions are possible if the consumer does not need a wide range of medium flow measurements.

Преимуществами изобретения являются следующие технические решения:The advantages of the invention are the following technical solutions:

наличие обтекателя (3) в центральной части одного из оснований внутренней камеры расходомера или обтекателя, расположенного вблизи одного из оснований внутренней камеры (2), который благодаря определенной форме (колокол, сфера или каплевидная форма) обеспечивает сужение и формирование потока в центральной части камеры (2) на входе датчика расхода (6), а также повышение скорости потока среды;the presence of a fairing (3) in the central part of one of the bases of the internal chamber of the flow meter or a fairing located near one of the bases of the internal chamber (2), which, due to a certain shape (bell, sphere or drop-shaped shape), ensures narrowing and formation of flow in the central part of the chamber ( 2) at the input of the flow sensor (6), as well as increasing the flow rate of the medium;

наличие переходного устройства (7), которое позволяет применять датчик объемного расхода или анемометр любой марки с любым принципом действия и различными установочными размерами в качестве датчика расхода (6);the presence of an adapter device (7), which allows the use of a volume flow sensor or anemometer of any brand with any principle of operation and various installation dimensions as a flow sensor (6);

применение датчиков расхода (6) различного принципа измерения (принципа действия), позволяют выбирать такие конструктивные размеры датчиков расхода (6), которые обеспечивают наличие площади поперечного сечения внутренней камеры (2) большого размера;the use of flow sensors (6) of different measurement principles (principle of operation) makes it possible to select such design dimensions of flow sensors (6) that ensure the presence of a large cross-sectional area of the internal chamber (2);

крупногабаритная площадь камеры поперечного сечения (2) обеспечивает незначительные потери давления среды внутри расходомера;the large cross-sectional area of the chamber (2) ensures insignificant pressure losses of the medium inside the flowmeter;

поскольку площадь поперечного сечения внутренней камеры (2) расходомера на порядок (в опти-since the cross-sectional area of the internal chamber (2) of the flow meter is an order of magnitude (in opti-

Claims

In this case, at least 10 times) exceeds the cross-sectional area of the input channel (9) of the flow meter, the flow velocity of the measured medium decreases significantly after the flow enters through the input channel (9) into the internal chamber (2). Ultimately, the flow rate becomes smoother and more stable. This solution provides favorable conditions for highly accurate flow velocity measurement and, additionally, reduces the influence of external disturbing factors. Thus, the flow meter will almost completely lose sensitivity to disturbing noise that forms inside the pipeline due to local resistance;

Since the claimed flow meter has flow sensors (4, 5, 6), which use two different measuring processes, and a common measuring channel compactly located inside chamber 2, a wide measurement range is achieved with a ratio of the minimum measured flow rate to the maximum one of 1:1000 or more.

Thus, the result of the present invention is a flow meter for liquids and gases with a significantly expanded measurement range. This flow meter provides high metrological characteristics. At the same time, it is distinguished by its compactness, small overall dimensions and insensitivity to disturbances of the measured medium at the input. The use of two measurement principles (methods) also makes it possible to check the operation of the flow meter by comparing these two methods in the middle part of the range, where there is an overlap of measurement results obtained by different methods, which ensures higher reliability of the measurement results.

CLAIM

1. A fluid flow meter containing a housing (1), including an input channel (9), an output channel (10) and an ultrasonic flow sensor (4, 5), including at least the first (4) and second (5) detectors, sensor flow (6) of a volumetric or mass operating principle, wherein the flow sensor (6), input (9) and output channels (10) are connected by a fluid medium so that the fluid entering through the input channel (9) passes through the flow sensor (6) and flowed from the output channel (10), with the first and second detectors (4, 5) located on both sides of the flow sensor (6), while the flow sensor (6) allows the ultrasonic signal to propagate between the first and second ultrasonic flow sensors (4, 5), and in the input channel (9) in front of the first detector (4) a fairing (3) is installed in such a way as to form a uniform, stable flow behind the first detector (4), which passes through the flow sensor (6).

2. The fluid flow meter according to claim 1, characterized in that the internal chamber (2) of the housing (1) is made in the form of a cylinder, an elliptical tube or a rectangular parallelepiped, one of the bases of which is rounded, and the cross-sectional area of the internal chamber (2) is many times larger than the cross-sectional area of the inlet channel (9) of the flow meter and the outlet of the flow sensor (6).

3. The fluid flow meter according to claim 2, characterized in that the inner chamber (2) has a rounded base, in the central part of which there is a fairing (3) made in the shape of a bell or sphere.

4. The fluid flow meter according to claim 1, characterized in that the first ultrasonic flow sensor (4) is located inside the fairing and/or the second ultrasonic flow sensor (5) is located in the lower base of the inner chamber (2) after the outlet of the flow sensor (6 ), while the ultrasonic flow sensor(s) are located in such a way that the acoustic channel passes through the central axis of the flow sensor (6).

5. The fluid flow meter according to claim 1, characterized in that the flow sensor (6) is located in the center of the axis of the internal chamber and generates a signal proportional to the flow rate of the medium, and the flow sensor (6) is a flow meter or flow rate of a volumetric or mass operating principle, corresponding to the design size of the internal chamber (2).

6. The fluid flow meter according to claim 1, characterized in that it is capable of using two different measurement methods, one of which is characterized by a high degree of efficiency in the lower part of the flow range, and the other is characterized by high efficiency in the upper part of the flow range, and provides carrying out measurements in a wide range with a ratio of the minimum measured flow rate to the maximum one of 1:1000 or more, while monitoring the performance of the flow meter is carried out by taking measurements in the middle section of the flow range and checking the measurement results determined by various methods by comparison.

7. The fluid flow meter according to claim 1, characterized in that it contains a pipeline (11) forming an additional flow bypass channel, which is formed between the outer surface of the flow sensor (6) and the inner surface of the additional pipeline (11), due to which separation is carried out flow of the measured fluid, with part of the flow flowing through the internal space of the flow sensor (6), and the other part of the flow flowing through an additional flow bypass channel.

8. Fluid flow meter according to claim 2, characterized in that the adapter device (7) in the internal

-