RU2066850C1 - Method of measurement of mass flow of gas - Google Patents
Method of measurement of mass flow of gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066850C1 RU2066850C1 RU93040356A RU93040356A RU2066850C1 RU 2066850 C1 RU2066850 C1 RU 2066850C1 RU 93040356 A RU93040356 A RU 93040356A RU 93040356 A RU93040356 A RU 93040356A RU 2066850 C1 RU2066850 C1 RU 2066850C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- gas
- mass flow
- constriction device
- measuring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике для измерения массового расхода газа и может быть использовано при создании расходомеров, применяемых в любых отраслях народного хозяйства. The invention relates to measuring equipment for measuring the mass flow of gas and can be used to create flowmeters used in any sectors of the economy.
Известен способ измерения расхода газа, основанный на создании и измерении перепада давления на сужающем устройстве, установленном в измерительном трубопроводе (1). A known method of measuring gas flow, based on the creation and measurement of the pressure drop on the narrowing device installed in the measuring pipe (1).
При протекании потока через это устройство по перепаду давления судят об объемном расходе. Для получения информации о массовом расходе требуется применение либо плотномера газа, либо дополнительных приборов для измерения давления и температуры газа. В обоих случаях необходимо также вычислительное устройство для введения непрерывной коррекции в показания дифнамометра. When flowing through this device, the differential pressure is used to judge the volumetric flow rate. To obtain information about the mass flow rate, either a gas densitometer or additional instruments for measuring gas pressure and temperature are required. In both cases, a computing device is also needed to introduce continuous correction into the diphnometer readings.
Основанные на этом способе расходомеры с сужающим устройством широко применяются в промышленности главным образом потому, что для их градуировки и поверки не требуются образцовые расходомерные установки. Flowmeters with a narrowing device based on this method are widely used in industry, mainly because exemplary flowmeter installations are not required for their calibration and calibration.
Недостатками известного способа измерения являются квадратичная зависимость между расходом и перепадом давления и, как следствие, очень малый диапазон измерения (не более 1:3). The disadvantages of the known measurement method are the quadratic dependence between the flow rate and the pressure drop and, as a result, a very small measurement range (not more than 1: 3).
Известен способ измерения расхода газа, основанный на измерении зависящего от расхода эффекта теплового воздействия на поток (2). A known method of measuring gas flow, based on measuring the flow-dependent effect of thermal effects on the stream (2).
Если при этом происходит прогрев всей массы потока, то расходомер изменяет массовый расход. Реализация этого способа для больших расходов, а соответственно, и для труб большого диаметра экономически нецелесообразна, поскольку при этом требуется применение нагревателя большой мощности. Для решения задачи измерения расхода в трубах большого диаметра применяют способ, при котором нагрев распространяется лишь на ограниченную часть всего потока. Этим исключается необходимость большой затраты мощности. If at the same time the entire mass of the flow is heated, then the flow meter changes the mass flow. The implementation of this method for high costs, and, accordingly, for pipes of large diameter is not economically feasible, since it requires the use of a high-power heater. To solve the problem of measuring flow in large diameter pipes, a method is used in which heating extends only to a limited part of the total flow. This eliminates the need for high power consumption.
Известен способ измерения массового расхода газа, при котором газовый поток пропускают через сужающее устройство, а часть газового потока забирают до сужающего устройства и подают в поток за ним через байпасную трубку, в которой установлены гидравлическое сопротивление для создания турбулентного режима движения потока и датчик теплового расходомера, который измеряют расход в байпасной трубке, пропорциональный расходу через сужающее устройство (3). A known method of measuring the mass flow rate of gas, in which the gas stream is passed through a constriction device, and part of the gas stream is taken to the constriction device and fed into the stream behind it through a bypass tube in which the hydraulic resistance is installed to create a turbulent flow regime and a heat flow sensor, which measure the flow rate in the bypass tube, proportional to the flow rate through the restriction device (3).
Преимуществами этого способа являются возможность непосредственного измерения массового расхода газа, проходящего через сужающее устройство, и использование при этом нагревателя небольшой мощности. The advantages of this method are the ability to directly measure the mass flow rate of gas passing through the constriction device, and the use of a low power heater.
Однако расходомер, реализующий известный способ измерения массового расхода газа, обладает низкой эксплуатационной надежностью из-за наличия турбулентного дросселя. Для того, чтобы можно было использовать линейный участок градуировочной характеристики датчика теплового расходомера, рабочий диапазон расходов в байпасной трубке должен располагаться в начале градуировочной характеристики, то есть не превышать единиц нл/ч. С другой стороны, для того, чтобы при таких расходах турбулентный дроссель работал в турбулентном режиме, его проходное сечение должно составлять десятые и даже сотые доли миллиметра. However, the flow meter that implements the known method of measuring the mass flow of gas, has a low operational reliability due to the presence of a turbulent throttle. In order to be able to use the linear portion of the calibration characteristic of the heat flow meter sensor, the operating range of the flow rates in the bypass tube should be located at the beginning of the calibration characteristic, i.e. not exceed units nl / h. On the other hand, in order for the turbulent throttle to operate in turbulent mode at such costs, its flow area must be tenths or even hundredths of a millimeter.
Такие отверстия трудно изготавливать с достаточной точностью и практически невозможно контролировать их механический износ в процессе эксплуатации. Such holes are difficult to manufacture with sufficient accuracy and it is practically impossible to control their mechanical wear during operation.
Известный способ может применяться только для измерения расхода особо чистых газов. The known method can only be used to measure the consumption of highly pure gases.
Техническим результатом от использования изобретения является задача создания способов, измеряющих непосредственно массовый расход газа с помощью расходомеров с сужающими устройствами и достижение их эксплуатационной надежности. The technical result from the use of the invention is the task of creating methods that directly measure the mass flow of gas using flowmeters with narrowing devices and achieve their operational reliability.
Это достигается в способе измерения массового расхода, в котором газовый поток пропускают через нормальное сужающее устройство, часть потока забирают до сужающего устройства и подают в поток за ним через байпасную трубку, в которой установлены гидравлическое сопротивление для создания турбулентного режима движения потока и датчик теплового расходомера, которым измеряют расход в байпасной трубке, пропорциональный расходу через сужающее устройство, а часть уже ответвленного потока забирают до датчика теплового расходомера и отводят в поток за ним через дополнительную байпасную трубку, в которой с помощью гидравлического сопротивления создают ламинарный режим движения потока газа, как и в датчике теплового расходомера. This is achieved in a method of measuring mass flow, in which the gas stream is passed through a normal constriction device, part of the flow is taken to the constriction device and fed into the stream behind it through a bypass tube in which the flow resistance is established to create a turbulent flow regime and a heat flow sensor, which measure the flow rate in the bypass tube, proportional to the flow rate through the restriction device, and part of the already branched flow is taken to the sensor of the heat flow meter and diverted to the flow behind it through an additional bypass pipe, in which using the hydraulic resistance create a laminar regime of gas flow, as in the sensor of the heat flow meter.
На чертеже представлен расходомер для осуществления предложенного способа. The drawing shows a flow meter for implementing the proposed method.
Расходомер содержит сужающее устройство 1, байпасную трубку 2 и дополнительную байпасную трубку 2', турбулентный дроссель 3, датчик теплового расходомера 4 и ламинарный дроссель 5. The flow meter comprises a constriction device 1, a bypass tube 2 and an additional bypass tube 2 ′, a turbulent throttle 3, a heat meter sensor 4 and a laminar throttle 5.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Измеряемый поток подают в расходомер, где поток газа перераспределяется и проходит через сужающее устройство 1, байпасную трубку 2. Датчиком расходомера 4 производят нагрев части потока газа, проходящей через байпасную трубку 2, и одновременно измеряют изменение температуры потока (термодатчики выполняют двойную функцию измеряют температуру потока и за счет энергии питания нагревают поток). The measured flow is fed to the flow meter, where the gas flow is redistributed and passes through the constriction device 1, the bypass tube 2. The sensor of the flow meter 4 heats the part of the gas flow passing through the bypass tube 2, and at the same time measure the change in the flow temperature (temperature sensors perform a double function to measure the flow temperature and due to the supply energy they heat the flow).
Термодатчики включены в мостовую измерительную схему стандартного измерительного моста, по показаниям которого судят об измеряемом расходе. Параллельное включение двух участков с ламинарными режимами движения потоков Mδ и Mδ″ позволяет измерить суммарный расход через них Mδ′=Mδ+Mδ″ c помощью датчика теплового расходомера по формуле
Mδ′=(K1+1)Mδ, (1)
где
Наличие турбулентного дросселя позволяет вычислить расход M в основном трубопроводе по расходу в байпасной трубке Mδ′ по формуле
M=(K2+1)Mδ′, (2)
где
Используя формулы (1) и (2), получим выражение для расчета искомого расхода M через измеряемый расход Mδ
M=(K1+1)(K2+1)Mδ (3)
Для известного способа расчетная формула имеет вид
M=(K3+1)Mδ, (4)
где
Как видно из формул (3) и (4), двойное байпасирование сужающего устройства позволяет снизить кратность деления потока и увеличить сечение турбулентного дросселя 3, что и обеспечивает повышение эксплуатационной надежности расходомера.Temperature sensors are included in the bridge measuring circuit of a standard measuring bridge, according to the testimony of which they judge the measured flow. The parallel inclusion of two sections with laminar flow regimes of the flows M δ and M δ ″ allows us to measure the total flow through them M δ ′ = M δ + M δ ″ using the sensor of the heat flow meter according to the formula
M δ ′ = (K 1 +1) M δ , (1)
Where
The presence of a turbulent throttle allows you to calculate the flow rate M in the main pipeline by the flow rate in the bypass pipe M δ ′ according to the formula
M = (K 2 +1) M δ ′ , (2)
Where
Using formulas (1) and (2), we obtain the expression for calculating the desired flow rate M through the measured flow rate M δ
M = (K 1 +1) (K 2 +1) M δ (3)
For the known method, the calculation formula has the form
M = (K 3 +1) M δ , (4)
Where
As can be seen from formulas (3) and (4), double bypassing of the constriction device allows to reduce the frequency division of the flow and increase the cross section of the turbulent throttle 3, which ensures an increase in the operational reliability of the flow meter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040356A RU2066850C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of measurement of mass flow of gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040356A RU2066850C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of measurement of mass flow of gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93040356A RU93040356A (en) | 1996-05-27 |
RU2066850C1 true RU2066850C1 (en) | 1996-09-20 |
Family
ID=20146333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93040356A RU2066850C1 (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Method of measurement of mass flow of gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066850C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758778C2 (en) * | 2020-03-26 | 2021-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Apparatus for measuring the mass flow rate of gaseous media |
-
1993
- 1993-08-10 RU RU93040356A patent/RU2066850C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества, Л., Машиностроение, 1989 г., с. 10. 2. П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества, Л., Машиностроение, 1989 г., с. 375. 3. П.П.Кремлевский, Расходомеры и счетчики количества, Л., Машиностроение, 1989 г., с. 517. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758778C2 (en) * | 2020-03-26 | 2021-11-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Apparatus for measuring the mass flow rate of gaseous media |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100523742C (en) | Simplified fluid property measurement | |
US3785204A (en) | Mass flow meter | |
WO2008025934A1 (en) | Improvements in or relating to flow metering | |
Bekraoui et al. | Thermal flow sensor used for thermal mass flowmeter | |
US5237866A (en) | Flow sensor for measuring high fluid flow rates | |
CA2044197C (en) | Calorimeter | |
US3613448A (en) | Fluid flow measuring apparatus | |
Kim et al. | Study on the steady-state characteristics of the sensor tube of a thermal mass flow meter | |
RU2066850C1 (en) | Method of measurement of mass flow of gas | |
Cascetta et al. | Field test of a swirlmeter for gas flow measurement | |
Zheng et al. | Pressure drop of wet gas flow with ultra-low liquid loading through DP meters | |
Chaboki et al. | Experimental and simulation studies of the effect of restrictor and distributor on the performance of thermal mass flow meter | |
KR930023703A (en) | Steam flow meter | |
Li et al. | Mass flowrate measurement of wet steam using combined V-cone and vortex flowmeters | |
JPH085419A (en) | Flow meter | |
JP3398251B2 (en) | Flowmeter | |
JP3192912B2 (en) | Flowmeter | |
JP2009014533A (en) | Thermal flow meter | |
JP2002214002A (en) | Flow meter | |
JP2002340632A (en) | Flowmeter | |
JP2929356B2 (en) | Flowmeter | |
ATE268466T1 (en) | FLOW METER | |
JP3408341B2 (en) | Flow meter | |
RU2758778C2 (en) | Apparatus for measuring the mass flow rate of gaseous media | |
RU2299404C2 (en) | Non-invasive thermal liquid consumption indicator |