PL104674B1 - Sposob i urzadzenie do pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów w ruro¬ ciagach, korytach lub przekrojach otwartych.

Znane sa sposoby pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów wykorzystujace zasade krazacego impulsu, w wyniku czego otrzymuje sie róznice czestotliwosci, która mierzy sie tradycyjnymi metodami.

Znane dotychczas ultradzwiekowe urzadzenia do pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów pozwalaja mierzyc predkosc badz jedynie w cieczach niejednorodnych (przeplywomierze dopplerowskie), badz wskazania ich zalezne sa od predkosci rozchodzenia sie dzwieków w przeplywajacym medium i ograniczone do zakresu niewielkich zmian wydatków (przeplywomierze fazowe), badz tez przystosowane sa tylko do jednej scisle okreslonej srednicy rurociagu a dlugi czas pomiaru uniemozliwia pomiar przeplywów szybkozmiennych i wpro¬ wadza dodatkowe bledy (przeplywomierze z krazacym impulsem z zastosowaniem zwyklych sposobów okresle¬ nia czestotliwosci róznicowej).

Istota sposobu wedlug wynalazku jest to, ze pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów dokonuje sie przez pomiar zunifikowanych okresów uniezaleznionych od dlugosci torów ultradzwiekowych i przetwarzaniu tej wielkosci w znany sposób. Urzadzenie do pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów wyposazone jest w nadajniki wytwarzajace krazace impulsy w kierunkach zgodnym i przeciwnym do kierunku przeplywu mierzo¬ nego medium i polaczone z nimi glowice i odbiornik. Odbiornik polaczony jest z binarnym podzielnikiem czestotliwosci, który polaczony jest z podzielnikiem dziesietnym i z ukladem próbkujacym. Podzielnik dzie¬ sietny polaczony jest dodatkowo z generatorem liczby impulsów oraz z nastawnikiem. Uklad próbkujacy po¬ laczony jest z arytmometrem, do którego dolaczony jest uklad wyswietlania wyników. Pomiaru róznicy czesto¬ tliwosci dokonuje sie przez sprawdzenie rzeczywistego okresu czestotliwosci krazenia impulsów do okresu zunifi¬ kowanego, jak gdyby kazdy pomiar odbywal sie na jednakowej, okreslonej srednicy rury, oraz przez dokladny i krótki pomiar tego okresu, oraz arytmetyczne obliczenie predkosci przeplywu. Takie rozwiazanie daje nastepu¬ jace korzysci techniczne: ustalenie krótkiego czasu pomiaru niezaleznie od srednicy rurociagu, co pozwala na eliminacje wplywu zmian w trakcie pomiaru, parametrów przeplywajacej cieczy na wynik, oraz duza do¬ kladnosc pomiaru zalezna tylko od dokladnosci pomiaru zunifikowanego okresu. Urzadzenie wedlug wynalazku104674 umozliwia pomiar predkosci przeplywu w szerokim zakresie zmian wydatków przeplywajacych mediów.

Wynalazek zostanie dokladniej omówiony na przykladzie wykonania urzadzenia, którego schemat zostal przedstawiony na rysunku.

Na rurociagu 1, przez który przeplywa ciecz lub gaz, którego predkosc mierzymy, umieszczone sa glowice ultradzwiekowe 2, miedzy którymi przechodza przez tory ultradzwiekowe krazace impulsy nadawane przez nadajniki 3 lub 4 w kierunkach zgodnym lub przeciwnym do kierunku predkosci przeplywu mierzonego me¬ dium. Do czujników dolaczony jest odbiornik 5, który polaczony jest z binarnym podzielnikiem czestotliwosci 9. Podzielnik binarny 9 polaczony jest z podzielnikiem dziesietnym 7 oraz z ukladem próbkujacym 10. Podziel¬ nik dziesietny 7 polaczony jest z generatorem liczby impulsów 6 oraz nastawnikiem 8. Binarny podzielnik czestotliwosci 9 polaczony jest z ukladem próbkujacym 10, który polaczony jest z arytmometrem 11. Do arytmometru 11 dolaczony jest uklad wyswietlania wyników 12. Generator liczby impulsów 6 wytwarza liczbe L = 100000 impulsów. Liczba ta jest dzielona w podzielniku dziesietnym 7 przez wartosc liczbowa srednicy D badanego rurociagu zadawana nastawnikiem 8. Iloraz liczby impulsów L przez srednice rurociagu D bedacy wynikiem wyzej wymienionego podzialu staje sie dzielnikiem dla binarnego podzielnika czestotliwosci 9, który dokonuje podzialu czestotliwosci Fj bedacej czestotliwoscia krazenia impulsów w petli: nadajnik 4, glowica nadawcza, glowica odbiorcza 2, odbiornik 5. Z binarnego podzielnika czestotliwosci 9 otrzymuje sie czestotli¬ wosc ' - Fi c • sin £ + V sin £ cos £ Fi' = . L= L:D gdzie: F« — czestotliwosc krazenia impulsów c — predkosc rozchodzenia sie fal ultradzwiekowych w medium V — predkosc przeplywu medium; Z — kat nachylenia glowic ultradzwiekowych do kierunku przeplywu medium, który w tym wykonaniu wynosi £ = 45°.

Okres TV =ti zwany okresem zunifikowanym jest mierzony w ukladzie próbkujacym 10.

Arytmometr 11 oblicza czestotliwosc F'2 _ F2 _ c sin £ - V sin £ cos £ 1 L:D L gdzie: F2 — czestotliwosc krazenia impulsów w petli: nadajnik 3, glowica nadawcza, glowica odbiorcza 2, odbiornik 5; pozostale oznaczenia jak wyzej, oraz oblicza róznice dwóch czestotliwosci i mnozy przez L L(F1~ F'2) = 2 V sin£ cos £ = V Wynik wyswietlany jest w ukladzie wyswietlenia 12.

Urzadzenie moze znalezc zastosowanie do pomiarów predkosci przeplywu cieczy i gazów w rurociagach, korytach lub przestrzeni otwartej, w przemysle chemicznym, górniczym, przy ochronie srodowiska i we wszyst¬ kich instytucjach prowadzacych pomiary przeplywu cieczy i gazów.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów, wykorzystujacy zasade krazacych impulsów o okreslonej róznicy czestotliwosci, znamienny tym, ze mierzy sie zunifikowany okres uniezalezniony od dlugosci torów ultradzwiekowych i wielkosc te przetwarza sie w znany sposób.

2. Urzadzenie do pomiaru predkosci przeplywu cieczy i gazów, wyposazone w nadajniki i polaczone z nimi glowice ultradzwiekowe i odbiornik, znamienne tym, ze odbiornik (5) dodatkowo polaczony jest z bi¬ narnym podzielnikiem czestotliwosci (9), który polaczony jest z podzielnikiem dziesietnym (7) i z ukladem próbkujacym (10) z tym, ze podzielnik dziesietny (7) polaczony jest dodatkowo z generatorem impulsów (6) oraz z nastawnikiem (8), a uklad próbkujacy (10) polaczony jest z arytmometrem (11), do którego dolaczony jest uklad wyswietlania wyników (12).104 674