RU2175436C2 - Струйный автогенераторный расходомер-счетчик - Google Patents
Струйный автогенераторный расходомер-счетчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175436C2 RU2175436C2 RU99117057/28A RU99117057A RU2175436C2 RU 2175436 C2 RU2175436 C2 RU 2175436C2 RU 99117057/28 A RU99117057/28 A RU 99117057/28A RU 99117057 A RU99117057 A RU 99117057A RU 2175436 C2 RU2175436 C2 RU 2175436C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jet
- frequency
- channels
- differential pressure
- density
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение может быть использовано для измерения объемного расхода, плотности и массового расхода среды. Расходомер содержит струйный дискретный элемент, включающий в себя рабочую камеру, два сопла управления, два приемных канала, разделитель с вогнутым дефлектором, два сливных канала и два канала обратной связи, в которых расположены преобразователи пульсаций давления струи в электрический сигнал. Для измерения перепада давления к дискретному элементу через тройники с вентилями подключен дифференциальный манометр. Вычислительное устройство, ко входам которого подключены выходы дифференциального манометра и устройства выделения сигнала, пропорционального частоте пульсаций, осуществляет расчет частоты колебаний струи по приводимому алгоритму. Изобретение обеспечивает поверку струйного расходомера на месте установки без демонтажа с трубопровода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а более конкретно к струйным автогенераторным расходомерам-счетчикам, и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности для измерения объемного расхода, плотности и массового расхода.
Известен струйный автогенератор с внешней обратной связью, содержащий струйный бистабильный элемент, имеющий сопло, выходящее в рабочую камеру, где находятся боковые стенки рабочей камеры, клинообразный разделитель, расположенный на противоположной по отношению к соплу стороне рабочей камеры, каналы сброса, приемные каналы, примыкающие к разделителю и каналу сброса (1).
Недостатком известного устройства является высокий нижний предел рабочих расходов, обусловленный тем, что работа струйного элемента построена на использовании эффекта притяжения струи к плоской стенке (эффекта Коанда) (2), в соответствии с которым струя притягивается к стенке только при достаточно больших числах Рейнольдса.
Этот недостаток устроен в струйном автогенераторном расходомере с внешней обратной связью (являющемся наиболее близким к предлагаемому изобретению), содержащем струйный дискретный элемент, включающий в себя рабочую камеру, ограниченную боковыми стенками, два сопла управления, два приемных канала, разделитель с вогнутым дефлектором, два сливных канала и два канала обратной связи, соединяющие приемные каналы с соплами управления, а также преобразователи пульсаций давления струи в электрический сигнал, расположенные в каналах обратной связи и соединенные с преобразователем пульсаций давления в выходной частотный сигнал, выход которого соединен со входом устройства обработки сигнала (3).
Однако указанное устройство имеет недостаток: поверка такого устройства может осуществляться только на стационарной метрологической установке, что ведет к увеличению эксплуатационных и транспортных расходов.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание струйного расходомера-счетчика с поверкой на месте установки с одновременным измерением объемного расхода, плотности и массового расхода.
Для этого в струйном автогенераторном расходомере-счетчике, содержащем струйный дискретный элемент, включающем в себя рабочую камеру, ограниченную боковыми стенками, два сопла управления, два приемных канала, разделитель с вогнутым дефлектором, два сливных канала и два канала обратной связи, соединяющие приемные каналы с соплами управления, преобразователи пульсаций давления струи в электрический сигнал, расположенные в каналах обратной связи и соединенные с устройством выделения сигнала, пропорционального частоте пульсации, и вычислительное устройство, а также дифференциальный манометр, входы которого соединены с имеющими вентили выходами тройников для измерения перепада давления на струйном автогенераторе, при этом выходы дифференциального манометра и устройства выделения сигнала соединены со входами вычислительного устройства, которое осуществляет расчет значения частоты колебаний струи по следующему алгоритму:
где fи, ΔPи, ρи- значения частоты, перепада давления и плотности, измеренные в процессе поверки.
где fи, ΔPи, ρи- значения частоты, перепада давления и плотности, измеренные в процессе поверки.
ΔPп, ρп- значения перепада давления и плотности, записанные в паспорте прибора.
Технический результат от использования данного изобретения состоит в том, что:
- можно осуществлять поверку струйного расходомера-счетчика на месте установки без демонтажа с трубопровода;
- можно осуществлять измерение не только объемного расхода, но и плотности и массового расхода.
- можно осуществлять поверку струйного расходомера-счетчика на месте установки без демонтажа с трубопровода;
- можно осуществлять измерение не только объемного расхода, но и плотности и массового расхода.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже приведено схематическое изображение струйного расходомера-счетчика.
Струйный расходомер-счетчик состоит из струйного автогенератора 1, преобразователей пульсаций давления в электрический сигнал 2, устройства выделения сигнала, пропорционального частоте пульсаций 3, тройников, на одном из выходов которых содержаться вентили 4, дифференциального манометра 5 и вычислительного устройства 6. Струйный автогенератор включает в себя сопло питания 7, стенки рабочей камеры 8 и 9, разделитель с вогнутым дефлектором 10, сопла управления 11 и 12, приемные каналы 13 и 14, сливные каналы 15 и 16 и канал сброса расход 17. Сопла управления 11 и 12 соединены каналами обратной связи 18 и 19 с приемными каналами 13, 14.
Преобразователи пульсаций давления в электрический сигнал 2 соединены с устройством выделения сигнала 3, пропорционального частоте пульсаций. Входы дифманометра 5 соединены с выходами тройников 4, имеющими вентили. Выходы дифференциального манометра 5 и устройство выделения сигнала 3 соединены с входами вычислительного устройства 6.
Струйный расходомер-счетчик работает следующим образом.
Измеряемая среда через сопло 7 в виде струи истекает в рабочую камеру. Под действием перепада давления, возникающего в результате эффекта Коанда и эффекта внутренней обратной связи, струя примыкает к одной из стенок, например 8, течет вдоль нее и попадает в приемный канал 13. Давление в приемном канале увеличивается по сравнению с давлением в приемном канале 14. В результате возникает волна повышения давления, которая, распространяясь со скоростью звука по каналу обратной связи 18, достигает сопла управления 11 и вызывает переброс струи к стенке 9. Спустя время, равное времени срабатывания элемента, струя достигает приемного канала 14 и возникает волна повышения давления, которая, распространяясь со скоростью звука по каналу обратной связи 19, достигает сопла управления 12 и вызывает переброс струи в направлении стенки 8. При этом часть расхода, не попавшая в приемные каналы 13 и 14, через сливные каналы 15 и 16 поступает в канал сброса 17.
В результате устанавливаются устойчивые колебания струи с частотой, пропорциональной объемному расходу и корню квадратному из отношения перепада давления на струйном автогенераторе к плотности измеряемой среды:
где f - частота колебаний;
Q - объемный расход;
ΔP- перепад давления;
ρ- плотность измеряемой среды;
K - коэффициент пропорциональности.
где f - частота колебаний;
Q - объемный расход;
ΔP- перепад давления;
ρ- плотность измеряемой среды;
K - коэффициент пропорциональности.
Эти колебания воспринимаются преобразователями пульсаций струи 2, расположенными в каналах обратной связи 18 и 19. Сигналы с преобразователей пульсаций струи поступают на устройство выделения сигнала 3, на выходе которых формируется сигнал, пропорциональный объемному расходу, поступающий на один вход вычислительного устройства 6.
При градуировке струйного расходомера-счетчика значения частот в диапазоне измерения и соответствующих им перепадов давления заносятся в паспорт прибора. Кроме того, в паспорт заносится значение плотности среды. Дифференциальный манометр 5, входы которого соединены с выходами тройников 4, содержащими вентили, формирует сигнал, пропорциональный перепаду давления P, который поступает на другой вход вычислительного устройства 6.
Вычислительное устройство осуществляет расчет частоты по следующему алгоритму:
где ΔPп, ρп- значения перепада давления и плотности, записанные в паспорте;
fи, ΔPи, ρи- значения частоты, перепада давления и плотности, измеренные в процессе поверки.
где ΔPп, ρп- значения перепада давления и плотности, записанные в паспорте;
fи, ΔPи, ρи- значения частоты, перепада давления и плотности, измеренные в процессе поверки.
Если рассчитанное значение f совпадает со значением частоты, записанной в паспорте, то прибор находится в классе. Если значение частоты f отличается от паспортного значения, то прибор подлежит переградуировке на эталонной метрологической установке.
При этом не требуется точной установки перепада давления, записанного в паспорте.
Дифференциальный манометр 5 и вычислительное устройство 6 конструктивно могут быть выполнены как неотъемлемая часть струйного расходомера-счетчика и непрерывно осуществлять самодиагностику прибора, либо как портативное поверочное устройство, подключаемое к тройникам при необходимости проведения поверки.
При этом вычислительное устройство, воспринимая информацию о перепаде давления и частоте, может осуществлять расчет плотности и массового расхода по следующим алгоритмам:
где ρи- плотность измеряемой среды;
ΔP- перепад давления на струйном расходомере-счетчике;
f - частота колебаний струйного автогенератора;
K - коэффициент пропорциональности.
где ρи- плотность измеряемой среды;
ΔP- перепад давления на струйном расходомере-счетчике;
f - частота колебаний струйного автогенератора;
K - коэффициент пропорциональности.
где M - массовый расход измеряемой среды;
ΔP- перепад давления;
f - частота колебаний;
K - коэффициент пропорциональности.
Таким образом, использование предложенного решения позволяет осуществлять поверку струйного расходомера-счетчика на месте установки без демонтажа с трубопровода и одновременно измерять объемный расход, плотность измеряемой среды и массовый расход.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США N 3902367, кл. 73/19413, 1972.
1. Патент США N 3902367, кл. 73/19413, 1972.
2. Лебедев И. В. и др. Элементы струйной автоматики, Машиностроение, 1973.
3. Трескунов С. Л. , Барыкин Н.А. "Перспективы использования струйных генераторов для измерения расхода". Сб. научных трудов "Теоретические и экспериментальные исследования в области создания измерительных преобразователей расхода", М., "НИИТеплоприбор", с.с. 30-32.
Claims (1)
- Струйный автогенераторный расходомер-счетчик, содержащий струйный автогенератор, включающий в себя рабочую камеру, ограниченную боковыми стенками, два сопла управления, два приемных канала, разделитель с вогнутым дефлектором, два сливных канала и два канала обратной связи, соединяющие приемные каналы с соплами управления, а также преобразователи пульсаций давления струи в электрический сигнал, расположенные в каналах обратной связи и соединенные с устройством выделения сигнала, пропорционального частоте пульсаций, и вычислительное устройство, отличающийся тем, что содержит дифференциальный манометр, входы которого соединены с имеющими вентили выходами тройников для измерения перепада давления на струйном автогенераторе, при этом выходы дифференциального манометра и устройства выделения сигнала соединены со входами вычислительного устройства, которое осуществляет расчет значения частоты колебаний струи по следующему алгоритму:
где fи, ΔPи, ρи - значения частоты, перепада давления и плотности, измеренные в процессе поверки;
ΔPп, ρп - значения перепада давления и плотности, записанные в паспорте прибора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117057/28A RU2175436C2 (ru) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | Струйный автогенераторный расходомер-счетчик |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99117057/28A RU2175436C2 (ru) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | Струйный автогенераторный расходомер-счетчик |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99117057A RU99117057A (ru) | 2001-07-10 |
| RU2175436C2 true RU2175436C2 (ru) | 2001-10-27 |
Family
ID=20223509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99117057/28A RU2175436C2 (ru) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | Струйный автогенераторный расходомер-счетчик |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2175436C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016012962A1 (ru) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Дмитрий Юрьевич УКРАИНСКИЙ | Расходомер струйный автогенераторный |
-
1999
- 1999-08-05 RU RU99117057/28A patent/RU2175436C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТРЕСКУНОВ С.Л. и БАРЫКИН Н.А. Перспективы использования струйных генераторов для измерения расхода. Сб. научных трудов "Теоретические и экспериментальные исследования в области создания измерительных преобразователей расхода". - M.: НИИТеплоприбор, 1984, сс.30-32. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016012962A1 (ru) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Дмитрий Юрьевич УКРАИНСКИЙ | Расходомер струйный автогенераторный |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7464609B2 (en) | Means for measuring fluid flow in a pipe | |
| CN101802314B (zh) | 过程流体脉动的差压诊断 | |
| US4470294A (en) | Method and apparatus for simultaneous determination of fluid mass flow rate, mean velocity and density | |
| EP0305134A1 (en) | Fluid metering system | |
| JP2006500557A (ja) | ２相の流体の流れの検出および測定 | |
| EP2192391A1 (en) | Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid | |
| US7942066B1 (en) | Non-intrusive two-phase flow measurement system | |
| CN101802564A (zh) | 双向振荡射流流量计 | |
| US3370463A (en) | Mass flow meter | |
| GB2161941A (en) | Mass flow meter | |
| JPS6220488B2 (ru) | ||
| RU2175436C2 (ru) | Струйный автогенераторный расходомер-счетчик | |
| Linfield | A study of the discharge coefficient of jets from angled slots and conical orifices | |
| CN113167609A (zh) | 用于测量在管道中流动的流体的流动参数的测量系统 | |
| EP0087206A1 (en) | Mass flow meter | |
| RU2390731C1 (ru) | Струйный автогенераторный расходомер-счетчик | |
| Weyer et al. | Development and testing of techniques for oscillating pressure measurements especially suitable for experimental work in turbomachinery | |
| RU2354937C2 (ru) | Расходомер | |
| WO2016012962A1 (ru) | Расходомер струйный автогенераторный | |
| CN209470741U (zh) | 基于谐振和差压测量的湿气流量计 | |
| RU2131589C1 (ru) | Струйный автогенераторный измеритель расхода | |
| Yue-Zhong et al. | Numerical simulating nonlinear effects of ultrasonic propagation on high-speed ultrasonic gas flow measurement | |
| RU2337323C1 (ru) | Счетчик газа | |
| JPH05133786A (ja) | 二相流流量計 | |
| RU2337322C1 (ru) | Счетчик газа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130806 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160327 |