RU2071595C1 - Вихревой расходомер - Google Patents
Вихревой расходомер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071595C1 RU2071595C1 RU92014219A RU92014219A RU2071595C1 RU 2071595 C1 RU2071595 C1 RU 2071595C1 RU 92014219 A RU92014219 A RU 92014219A RU 92014219 A RU92014219 A RU 92014219A RU 2071595 C1 RU2071595 C1 RU 2071595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- channel
- channels
- hot
- holes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: в приборостроении для измерения расхода жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: устройство содержит трубопровод 1, перпендикулярно оси которого установлено тело обтекания 2. Сквозные каналы 3 в теле обтекания 2 выполнены в виде каналов, сужающихся с противоположных к середине. Входные кромки сквозных каналов 3 скруглены произвольным радиусом. В минимальном сечении одного из сквозных каналов 3 установлен термоанемометр. Он может быть выполнен в виде пленки, нанесенной на стенку сквозного канала 3 в его минимальном сечении. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения расхода жидких и газообразных сред.
Известен вихревой расходомер /1/, содержащий установленный в трубопроводе перпендикулярно его оси обтекатель, цилиндрическую камеру со свободно расположенным в ней чувствительным элементом, каналы обтекателей, сообщающие цилиндрическую камеру с полостью трубопроводов, и узел съема сигнала, содержащий индуктивные катушки. Чувствительный элемент выполнен в виде тонкого диска, а узел съема сигнала состоит из 2-х катушек, расположенных с двух сторон диска.
Недостатком этого расходомера является его невысокая чувствительность из-за относительно большой массы мембраны. Кроме того, все регистраторы пульсаций давления, к которым относится и мембрана, отличаются недостаточной помехоустойчивостью. Все это приводит к существенному снижению точности измерения расхода с помощью описанного выше устройства.
Ближайшим аналогом к изобретению является расходомер, содержащий установленное в трубопроводе перпендикулярно его оси тело обтекания, в котором выполнен ряд сквозных отверстий, оси которых перпендикулярны осям трубопровода и тела обтекания, при этом в одном из отверстий установлен чувствительный элемент термоанемометра /2/.
При наличии потока в канале отдельные слои жидкости отрываются от тела обтекания и свертываются в вихри. При образовании вихря с одной стороны тела обтекания скорость потока здесь уменьшается, давление растет, а у противоположной стороны скорость растет, а давление падает. В результате этого в сквозных отверстиях в теле обтекания образуется пульсирующее возвратно-поступательное течение. Чувствительный элемент термоанемометра, установленный в одном из отверстий, регистрирует пульсации скорости, частота которых, равная частоте срыва вихрей в теле обтекания, пропорциональна объемному расходу.
Недостатком устройства является невысокая точность измерения, особенно на краях диапазона измерения. Это объясняется особенностями течения в сквозных отверстиях в теле обтекания. Вследствие того, что отверстия в теле обтекания в прототипе имеют цилиндрическую форму и острые входные кромки, течение в них имеет турбулентный вихревой характер. На входах отверстий на острых кромках имеет место отрыв потока с образованием вихревых структур. Турбулентные вихревые структуры сносятся потоком и фиксируются чувствительным элементом термоанемометра, расположенным в одном из отверстий. На нижнем пределе измерения /малые расходы/ основной сигнал с чувствительного элемента имеет незначительную амплитуду и "паразитный" сигнал, вызванный турбулентностью, становится соизмеримым с основным. На верхнем пределе измерения /большие расходы/ существенно возрастает амплитуда "паразитного" сигнала и она также становится соизмеримой с основным сигналом. Все это приводит к потере регулярности сигнала и, следовательно, к снижению точности измерения.
Техническим результатом является повышение точности измерения и расширение диапазона измерения.
Это достигается тем, что в вихревом расходомере, содержащем установленное в трубопроводе перпендикулярно его оси тело обтекания, в котором выполнен ряд сквозных отверстий, оси которых перпендикулярны осям трубопровода и тела обтекания, при этом в одном из отверстий установлен чувствительный элемент термоанемометра, сквозные отверстия в теле обтекания выполнены в виде каналов, сужающихся с противоположных сторон к середине, выходные кромки отверстий скруглены, а чувствительный элемент термоанемометpа расположен в наименьшем сечении одного из каналов.
Кроме того, чувствительный элемент термоанемометра выполнен в виде металлической пленки на диэлектрической подложке, нанесенной на стенку сквозного канала в его минимальном сечении. Это позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление сквозных каналов в теле обтекания,турбулизацию потока в них и тем самым улучшить качество сигнала на нижнем пределе измерения.
Выполнение сквозных отвеpстий в теле обтекания в виде каналов, сужающихся с противоположных концов к середине со скругленными входными кромками, позволяет устранить вредные турбулентные пульсации потока. Кроме того, происходит более эффективное преобразование потенциальной энергии /повышенного давления в отрывной области/ вихря в кинетическую энергию потока в сквозном канале, что способствует увеличению амплитуды выходного сигнала и тем самым увеличению отношению сигнал-шум, а, следовательно, повышению точности измерения.
На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на фиг.2а,б
два варианта сквозного канала в разрезе; на фиг.3 градуировочная зависимость устройства в виде функции Qo=f(n), где n[Гц] частота пульсаций скорости в сквозном отверстии в теле обтекания, Qo [м3/c] - объемный расход через трубопровод в сравнении с прототипом.
два варианта сквозного канала в разрезе; на фиг.3 градуировочная зависимость устройства в виде функции Qo=f(n), где n[Гц] частота пульсаций скорости в сквозном отверстии в теле обтекания, Qo [м3/c] - объемный расход через трубопровод в сравнении с прототипом.
Устройство содержит трубопровод 1, перпендикулярно оси которого установлено тело обтекателя 2, в котором выполнен ряд сквозных отверстий 3. Оси сквозных отверстий 3 перпендикулярны осям трубопровода 1 О О1 и тела обтекания 2 Х ХI. В одном из сквозных отверстий 3 установлен чувствительный элемент термоанемометра 4. Сквозные отверстия 3 в теле обтекания 2 выполнены в виде каналов, сужающихся с противоположных концов к середине /см. сеч. А А фиг. 2/. Входные кромки сквозных каналов 3 скруглены произвольным радиусом. Чувствительный элемент термоанемометра 4 установлен в наименьшем сечении сквозного отверстия канала 3. Он может быть проволочным /фиг.2а/ или пленочным /фиг. 2б/. Проволочный чувствительный элемент 4 представляет собой проводничок, расположенный в диаметральной плоскости сквозного канала 3 и приваренный к двум токопроводам 5. Пленочный чувствительный элемент 4 представляет собой тонкую металлическую пленку 6, нанесенную на диэлектрическую подложку, которая закреплена на стенке сквозного отверстия канала 3 в его минимальном сечении.
Устройство работает следующим образом. При наличии потока в трубопроводе 1 происходит образование и поочередный отрыв вихрей с противоположных кромок тела обтекания 2. При образовании вихря с одной стороны тела обтекания 2 скорость потока здесь падает, а давление возрастает. У противоположной стороны тела обтекания 2 скорость в это время возрастает, а давление падает. В результате образуется перепад давления на противоположных концах сквозных каналов 3, выполненных в теле обтекания 2. Под воздействием этого перепада давления жидкость начинает перетекать через сквозной канал 3 на противоположную сторону тела обтекания 2. При образовании вихря с другой стороны тела обтекания 2 направление перетока в сквозном канале 3 изменяется. Пульсации скорости фиксируются чувствительным элементом термоанемометра 4, установленным в минимальном сечении сквозного канала 3. Регистрация сигнала с чувствительного элемента 4 осуществляется термоанемометром постоянной температуры или постоянного тока, далее сигнал поступает на схему счетчика частоты. Выходная частота f термоанемометра пропорциональна объемному расходу: Qo=A•f, где А коэффициент, определяемый градуировкой.
Так как сквозные каналы 3 в теле обтекания 2 выполнены сужающимися от противоположных концов к середине и при этом имеют скругленные входные кромки, то поток в них ускоряется без вихреобразования от входного до минимального сечения канала 3, в котором установлен чувствительный элемент 4 термоанемометра. При этом условия обтекания чувствительного элемента 4 не зависят от направления потока в канале 3. Поскольку возрастает скорость обтекания чувствительного элемента 4, то увеличивается амплитуда выходного сигнала термоанемометра, снижается уровень сигнала "помех"/т.к. уменьшается степень турбулентности течения/ и улучшается регулярность выходного сигнала.
На фиг. 3 приведено сравнение градуировочных зависимостей предлагаемого устройства при использовании в качестве чувствительного элемента проволочного проводника и пленки, нанесенной на стенку сквозного канала 3 в его минимальном сечении. При использовании проволочного датчика разброс экспериментальных точек от линейной характеристики составляет ± 1,5% при использовании пленочного датчика не превышает ± 0,75% Это объясняется возмущающим влиянием токоподводящих ножек проволочного датчика на турбулентность течения в минимальном сечении сквозного канала, которое полностью отсутствует при использовании пленочного датчика.
Claims (2)
1. Вихревой расходомер, содержащий установленное в трубопроводе перпендикулярно его оси тело обтекания, в котором выполнен ряд сквозных отверстий, оси которых перпендикулярны осям трубопровода и тела обтекания, при этом в одном из скозных отверстий установлен чувствительный элемент термоанемометра, отличающийся тем, что сквозные отверстия в теле обтекания выполнены в виде канала, сужающегося с противоположных концов к середине, выходные кромки этих сквозных каналов скруглены, а чувствительный элемент расположен в наименьшем сечении сквозного канала.
2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент термоанемометра выполнен в виде пленки, нанесенной на стенку сквозного канала в его наименьшем сечении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92014219A RU2071595C1 (ru) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Вихревой расходомер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92014219A RU2071595C1 (ru) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Вихревой расходомер |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92014219A RU92014219A (ru) | 1995-01-27 |
RU2071595C1 true RU2071595C1 (ru) | 1997-01-10 |
Family
ID=20134201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92014219A RU2071595C1 (ru) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Вихревой расходомер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2071595C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005017466A3 (en) * | 2003-08-15 | 2005-05-12 | Saudi Arabian Oil Co | System to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids, meter, and related methods |
RU2478916C2 (ru) * | 2011-06-16 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Вихревой способ измерения объема протекшего вещества |
-
1992
- 1992-12-23 RU RU92014219A patent/RU2071595C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 901824, кл. G 01F 1/32, 1982. 2. Киясбейли А.Ш., Перельштейн М.Е. Вихревые измерительные приборы. - М.: Машиностроение, 1978, с.47 - 48. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005017466A3 (en) * | 2003-08-15 | 2005-05-12 | Saudi Arabian Oil Co | System to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids, meter, and related methods |
US6957586B2 (en) | 2003-08-15 | 2005-10-25 | Saudi Arabian Oil Company | System to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids, meter, and related methods |
US7366621B2 (en) | 2003-08-15 | 2008-04-29 | Saudi Arabian Oil Company | Program product to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids |
RU2478916C2 (ru) * | 2011-06-16 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Вихревой способ измерения объема протекшего вещества |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3564915A (en) | Current meter or flow meter | |
EP0255056A2 (en) | Method for measuring the speed of a gas flow | |
US7007556B2 (en) | Method for determining a mass flow of a fluid flowing in a pipe | |
US5007293A (en) | Two-phase flow meter | |
CA1208939A (en) | Velocity and mass air flow sensor | |
US5945608A (en) | Hall effect fluid flow switch and flow meter | |
US3443432A (en) | Flowmeter | |
US3733897A (en) | Sensor assembly for vortex-type flowmeters | |
JPH10142017A (ja) | カルマン渦流量計 | |
JP3100926B2 (ja) | 乱流格子を備えた渦流センサ | |
JPS6047973B2 (ja) | 流量計 | |
RU2071595C1 (ru) | Вихревой расходомер | |
GB2084324A (en) | Vortex Shedding Fluid Flowmeter | |
US3314289A (en) | Swirl flow meter transducer system | |
GB2148003A (en) | Measurement of flowrate | |
RU2351900C2 (ru) | Расходомер жидких сред в трубопроводах | |
Sato et al. | Experimental study on the use of a vortex whistle as a flowmeter | |
US3434344A (en) | Swirl meter | |
RU2180166C2 (ru) | Счетчик егиазаряна для жидкостей и газов сжг-е | |
SU396555A1 (ru) | Вихревой расходомер | |
GB2144227A (en) | Flow meter | |
US5728945A (en) | Electromagnetic flowmeter with internally placed, laminar flow supporting, grounding electrodes | |
SU901908A1 (ru) | Измеритель скорости потоков газов и жидкостей | |
RU2196304C2 (ru) | Турбинный расходомер | |
JPS6022728B2 (ja) | 渦流量計 |