RU2303768C1 - Flow meter - Google Patents

Flow meter Download PDF

Info

Publication number
RU2303768C1
RU2303768C1 RU2005140056/28A RU2005140056A RU2303768C1 RU 2303768 C1 RU2303768 C1 RU 2303768C1 RU 2005140056/28 A RU2005140056/28 A RU 2005140056/28A RU 2005140056 A RU2005140056 A RU 2005140056A RU 2303768 C1 RU2303768 C1 RU 2303768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
float
measuring
lever
flow
Prior art date
Application number
RU2005140056/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Владимирович Трофимов (RU)
Валерий Владимирович Трофимов
Владимир Валерьевич Трофимов (RU)
Владимир Валерьевич Трофимов
Владимир Евгеньевич Ерохин (RU)
Владимир Евгеньевич Ерохин
Михаил Николаевич Ершов (RU)
Михаил Николаевич Ершов
Федор Геннадьевич Казьмин (RU)
Федор Геннадьевич Казьмин
Original Assignee
Валерий Владимирович Трофимов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Владимирович Трофимов filed Critical Валерий Владимирович Трофимов
Priority to RU2005140056/28A priority Critical patent/RU2303768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2303768C1 publication Critical patent/RU2303768C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technique.
SUBSTANCE: flow meter comprises device for measuring mean velocity of fluid flow that has blade, device for measuring the level of the fluid flow, lever with float, axles, sensors for measuring the angle of rotation of the blade and measuring the angle of float movement, and electronic unit for processing data. The blade and the lever with float are secured to the axles of their sliding bearings. The blade is mounted in the plane of the central longitudinal axis of the flow. The units for fastening the sliding bearing of the blade and lever with float are made for permitting rotation in the horizontal plane. The diameter of the float and the parameters of the blade depend on the width of the passage, mass of the float, mass of the lever, density of the fluid, mean flow velocity, depth of detachment of the float in calm water, and distance from the axle of the fastening of the blade to the bottom of the passage, and are determined from the formulae proposed.
EFFECT: enhanced precision and reliability.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения объемного расхода жидких сред безнапорных потоков жидкости в открытых водоемах - каналах, не напорных трубопроводах большого сечения и сточных лотках.The invention relates to measuring equipment, and in particular to devices for measuring the volumetric flow rate of liquid media of non-pressure fluid flows in open reservoirs - channels, non-pressure pipelines of large cross-section and sewage trays.

Известны расходомеры ультразвукового типа, основанные на эффекте Доплера и методе бокового сноса узкого звукового луча. При доплеровском методе звуковая волна, распространяясь в потоке жидкости на заданном «отрезке», приобретает временной сдвиг, а также фазовый и частотный набеги, которые пропорциональны скорости потока, что позволяет определять расход жидкости.Ultrasonic flow meters are known based on the Doppler effect and the lateral drift method of a narrow sound beam. In the Doppler method, a sound wave propagating in a fluid flow over a given “interval” acquires a time shift, as well as phase and frequency incursions, which are proportional to the flow velocity, which makes it possible to determine the fluid flow rate.

К существенным достоинствам ультразвуковых расходомеров относится возможность использования для любых жидкостей, в том числе химически агрессивных. Недостатком данных расходомеров является сложность измерительной системы, что связано, главным образом, с малостью отношения скорости потока жидкости к скорости звука в ней. Также известны электромагнитные (индукционные) расходомеры, работающие на основе использования эффекта магнитогидродинамической индукции электрических сигналов при движении проводящей жидкости в трубопроводе поперек направления магнитного поля. При этом сигнальные электроды располагаются на противоположных концах диаметра. Величина получаемого сигнала пропорциональна скорости жидкости и, следовательно, ее расходу. Расходомеры данного типа работают как на основе постоянного, так и переменного магнитного поля. Достоинством расходомеров данного типа является возможность их работы в различных жидких средах, обладающих даже слабой электропроводностью. Однако этим устройствам присущи принципиальные недостатки, а именно возникновение в них химических процессов на электродах, приводящих к поляризации электродов и искажению сигналов. Вместе с тем, при работе в переменных и импульсных магнитных полях возникают всевозможные электромагнитные наводки в электрических цепях измерительного устройства, составляющие трудно устранимые помехи при регистрации сигнала.The significant advantages of ultrasonic flow meters include the possibility of use for any liquids, including chemically aggressive ones. The disadvantage of these flowmeters is the complexity of the measuring system, which is mainly due to the small ratio of the fluid flow rate to the speed of sound in it. Also known are electromagnetic (induction) flow meters operating on the basis of using the effect of magnetohydrodynamic induction of electrical signals when the conductive fluid moves in the pipeline across the direction of the magnetic field. In this case, the signal electrodes are located at opposite ends of the diameter. The magnitude of the received signal is proportional to the speed of the liquid and, therefore, its flow rate. Flowmeters of this type operate both on the basis of a constant and an alternating magnetic field. The advantage of this type of flow meter is the possibility of their operation in various liquid media having even low electrical conductivity. However, these devices have fundamental shortcomings, namely the occurrence of chemical processes in them on the electrodes, leading to polarization of the electrodes and distortion of the signals. At the same time, when working in variable and pulsed magnetic fields, all kinds of electromagnetic pickups occur in the electrical circuits of the measuring device, which constitute difficult to eliminate interference when registering a signal.

Этот недостаток особенно существенно проявляется при работе расходомеров в условиях, когда необходимо независимо и одновременно измерять как скорость потока жидкости, так и ее уровень.This disadvantage is especially pronounced when the flowmeters are operating under conditions when it is necessary to independently and simultaneously measure both the fluid flow rate and its level.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является расходомер жидких сред в открытых водоемах, содержащий устройство измерения средней скорости потока жидкости, включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости, включающее рычаг с поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных, по патенту РФ №2251080 (МПК G01F 1/00, опубл. 27.04.05, БИ №12), принятый авторами за прототип.The closest in technical essence and the achieved technical result is a liquid flow meter in open water, containing a device for measuring the average liquid flow rate, including a blade, a device for measuring the liquid flow level, including a lever with a float, axes, sensitive elements for measuring the angle of rotation of the blade and measuring the angle movement of the float and the electronic data processing unit, according to the patent of the Russian Federation No. 2251080 (IPC G01F 1/00, publ. 04/27/05, BI No. 12), adopted by the authors for the prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства принятого авторами за прототип, относится то, что измерение параметров потока жидких сред производится без учета характеристик нестабильных, изменяющихся по направлению и скорости жидких сред, а также без учета влияния метеорологических факторов конкретной климатической зоны и тем самым не обеспечивается требуемая точность измерений и надежность при эксплуатации.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted by the authors for the prototype include the fact that the measurement of the parameters of the fluid flow is made without taking into account the characteristics of unstable, changing in the direction and speed of the fluid, and also without taking into account the influence of meteorological factors of a particular zone and thus does not provide the required measurement accuracy and reliability during operation.

Такая конструкция устройства позволяет измерять уровень и среднюю скорость стабильного потока жидкости, однако не обеспечивает требуемую точность и надежность работы при эксплуатации в условиях нестабильных изменяющихся по направлению и скорости жидких средах, а также при воздействии метеорологических факторов конкретной климатической зоны.This design of the device allows you to measure the level and average speed of a stable fluid flow, however, it does not provide the required accuracy and reliability when operating in conditions of unstable liquid media that vary in direction and speed, as well as when exposed to meteorological factors of a specific climatic zone.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось измерение уровня и средней скорости стабильного потока жидкости без обеспечения требуемой точности и надежности работы при эксплуатации в условиях нестабильных изменяющихся по направлению и скорости жидких средах, а также при воздействии метеорологических факторов конкретной климатической зоны.Thus, the objective of this technical solution (prototype) was to measure the level and average speed of a stable fluid flow without ensuring the required accuracy and reliability when operating in conditions of unstable liquid media that vary in direction and speed, as well as when exposed to meteorological factors of a specific climatic zone.

Общими признаками с предлагаемыми авторами расходомером-счетчиком безнапорных потоков жидкости, являются устройство измерения средней скорости потока жидкости включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости, включающее рычаг с поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных.Common features with the flowmeter-counter of non-pressure fluid flows proposed by the authors are a device for measuring the average liquid flow rate including a blade, a device for measuring a liquid flow level including a lever with a float, axes, sensitive elements for measuring the angle of rotation of the blade and measuring the angle of movement of the float, and an electronic processing unit data.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами расходомере-счетчике, лопасть и рычаг с поплавком жестко закреплены на осях своих подшипников скольжения, причем лопасть располагают в плоскости центральной продольной оси потока, а узлы крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком выполнены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, кроме того, диаметр поплавка и параметры лопасти выбирают по формуламUnlike the prototype, in the flowmeter-counter proposed by the authors, the blade and lever with the float are rigidly fixed on the axes of their sliding bearings, the blade being placed in the plane of the central longitudinal axis of the flow, and the attachment points of the sliding bearings of the blade and lever with the float are rotatable in horizontal the plane, in addition, the diameter of the float and the parameters of the blade are selected by the formulas

Figure 00000002
Figure 00000002

где D - диаметр поплавка, В - ширина канала, m1 - масса поплавка, m2 - масса рычага, ρ - плотность жидкости, Vmin - минимальное значение средней скорости потока, Vmax - максимальное значение средней скорости потока, М - масса лопасти, b - ширина лопасти, δO - глубина отрыва поплавка в стоячей воде, Н - расстояние от оси крепления лопасти до дна канала, π - число «π».where D is the diameter of the float, B is the width of the channel, m 1 is the mass of the float, m 2 is the mass of the lever, ρ is the density of the liquid, V min is the minimum value of the average flow rate, V max is the maximum value of the average flow rate, M is the mass of the blade , b is the width of the blade, δ O is the depth of separation of the float in standing water, N is the distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of the channel, π is the number "π".

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:

- узлы крепления лопасти и рычага с поплавком на осях подшипников скольжения снабжены устройством подогрева,- the attachment points of the blade and lever with a float on the axes of the bearings are equipped with a heating device,

- точки подвеса лопасти и рычага с поплавком размещают на расстоянии L≥5(D+b), исключающем влияния динамических возмущений потока жидкости, вызванных их взаимным влиянием,- the suspension points of the blades and the lever with the float are placed at a distance L≥5 (D + b), excluding the influence of dynamic disturbances of the fluid flow caused by their mutual influence,

- устройство измерения уровня потока жидкости размещено в успокоительном колодце,- a device for measuring the level of fluid flow is located in a stilling well,

- устройство измерения уровня потока жидкости размещено в отводном канале.- a device for measuring the level of fluid flow is located in the outlet channel.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.It is this that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.

Задачей предлагаемого изобретения является создание расходомера-счетчика, обеспечивающего требуемую точность измерений и надежность работы при эксплуатации в условиях нестабильных изменяющихся по направлению и скорости жидких средах, а также при воздействии метеорологических факторов конкретной климатической зоны.The objective of the invention is the creation of a flow meter, providing the required measurement accuracy and reliability during operation in conditions of unstable changing in direction and speed of liquid media, as well as when exposed to meteorological factors of a particular climatic zone.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном расходомере-счетчике, содержащем устройство измерения средней скорости потока жидкости, включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости включающее рычаг с поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных, особенность заключается в том, что лопасть и рычаг с поплавком жестко закреплены на осях своих подшипников скольжения, причем лопасть располагают в плоскости центральной продольной оси потока, а узлы крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком выполнены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, кроме того, диаметр поплавка и параметры лопасти выбирают по формулам:The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known flow meter counter comprising a device for measuring an average liquid flow rate including a blade, a device for measuring a liquid flow rate comprising a lever with a float, axes, sensing elements for measuring the angle of rotation of the blade and measuring the angle of movement of the float and an electronic data processing unit, the feature is that the blade and lever with the float are rigidly fixed on the axes of their plain bearings, while m the blade is located in the plane of the central longitudinal axis of the flow, and the attachment points of the sliding bearings of the blade and the lever with the float are made to rotate in the horizontal plane, in addition, the diameter of the float and the parameters of the blade are selected by the formulas:

Figure 00000003
Figure 00000003

где D - диаметр поплавка, В - ширина канала, m1 - масса поплавка, m2 - масса рычага, ρ - плотность жидкости, Vmin - минимальное значение средней скорости потока, Vmax - максимальное значение средней скорости потока, М - масса лопасти, b - ширина лопасти, δO - глубина отрыва поплавка в стоячей воде, Н - расстояние от оси крепления лопасти до дна канала, π - число «π».where D is the diameter of the float, B is the width of the channel, m 1 is the mass of the float, m 2 is the mass of the lever, ρ is the density of the liquid, V min is the minimum value of the average flow rate, V max is the maximum value of the average flow rate, M is the mass of the blade , b is the width of the blade, δ O is the depth of separation of the float in standing water, N is the distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of the channel, π is the number "π".

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:A new set of structural elements, as well as the presence of connections between them, allow, in particular, due to:

- жесткого закрепления лопасти и рычага с поплавком на осях своих подшипников скольжения обеспечить надежную передачу информации о параметрах потока жидкости на чувствительные элементы измерения угла;- rigid fastening of the blade and the lever with the float on the axes of its plain bearings to ensure reliable transmission of information about the parameters of the fluid flow to the sensitive elements of the angle measurement;

- расположения лопасти в плоскости центральной продольной оси потока обеспечить оптимальные условия работы лопасти в потоке жидкости и соответственно требуемую точность измерений;- the location of the blade in the plane of the central longitudinal axis of the flow to ensure optimal working conditions of the blade in the fluid flow and, accordingly, the required measurement accuracy;

- выполнения узлов крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком с возможностью поворота в горизонтальной плоскости исключить возникновение автоколебательных процессов при изменении характера течения потока жидкости;- the implementation of the attachment points of the sliding bearings of the blade and the lever with the float with the possibility of rotation in the horizontal plane to exclude the occurrence of self-oscillating processes when changing the nature of the flow of fluid flow;

- выбора диаметра поплавка и параметров лопасти по формулам- selection of the diameter of the float and the parameters of the blade according to the formulas

Figure 00000002
Figure 00000002

где D - диаметр поплавка, В - ширина канала, m1 - масса поплавка, m2 - масса рычага, ρ - плотность жидкости, Vmin - минимальное значение средней скорости потока, Vmax - максимальное значение средней скорости потока, М - масса лопасти, b - ширина лопасти, δO - глубина отрыва поплавка в стоячей воде, Н - расстояние от оси крепления лопасти до дна канала, π - число «π» - обеспечить требуемую точность измерения параметров потока.where D is the diameter of the float, B is the width of the channel, m 1 is the mass of the float, m 2 is the mass of the lever, ρ is the density of the liquid, V min is the minimum value of the average flow rate, V max is the maximum value of the average flow rate, M is the mass of the blade , b - the width of the blade, δ O - the depth of separation of the float in standing water, N - the distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of the channel, π - number "π" - to provide the required accuracy of the measurement of flow parameters.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution, allow, in particular, due to:

- снабжения устройством подогрева узлов крепления лопасти и рычага с поплавком на осях подшипников скольжения обеспечить требуемую точность измерений при воздействии метеорологических факторов конкретной климатической зоны;- supplying a device for heating the attachment points of the blade and lever with a float on the axes of the sliding bearings to ensure the required measurement accuracy under the influence of meteorological factors of a particular climatic zone;

- размещения точек подвеса лопасти и рычага с поплавком на расстоянии L≥5(D+b) исключить влияния динамических возмущений потока жидкости, вызванных их взаимным влиянием, и тем самым обеспечить требуемую точность измерений;- placement of the suspension points of the blade and the lever with the float at a distance L≥5 (D + b) to exclude the influence of dynamic perturbations of the fluid flow caused by their mutual influence, and thereby ensure the required measurement accuracy;

- размещения устройства измерения уровня потока жидкости в успокоительном колодце обеспечить требуемую точность измерений уровня потока жидкости в условиях волнения поверхности потока, а также исключить возможность взаимного влияния лопасти и рычага с поплавком;- placement of a device for measuring the level of fluid flow in a stilling well to ensure the required accuracy of measurements of the level of fluid flow in conditions of wave surface flow, as well as to exclude the possibility of mutual influence of the blade and lever with the float;

- размещения устройства измерения уровня потока жидкости в отводном канале обеспечить требуемую точность измерений больших расходов потока жидкости, а также исключить возможность взаимного влияние лопасти и рычага с поплавком.- placement of a device for measuring the level of fluid flow in the outlet channel to ensure the required accuracy of measurements of large flow rates of the fluid flow, as well as to exclude the possibility of mutual influence of the blade and lever with the float.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Studying the level of technology during the patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" ".

Сущность изобретения заключается в том, что расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости, содержащий устройство измерения средней скорости потока жидкости включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости включающее рычаг с поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных, в отличие от прототипа согласно изобретению лопасть и рычаг с поплавком жестко закреплены на осях своих подшипников скольжения, причем лопасть располагают в плоскости центральной продольной оси потока, а узлы крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком выполнены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, кроме того, диаметр поплавка и параметры лопасти выбирают по формуламThe essence of the invention lies in the fact that the flow meter counter of non-pressure fluid flows, comprising a device for measuring the average liquid flow rate including a blade, a device for measuring a liquid flow rate including a lever with a float, axes, sensing elements for measuring the angle of rotation of the blade and measuring the angle of movement of the float and an electronic unit data processing, in contrast to the prototype according to the invention, the blade and lever with a float are rigidly fixed to the axes of their plain bearings, and the blade is located agayut in the plane of the central longitudinal axis of flow, and the blade mounting sliding bearing assemblies and with the float lever being pivotable in a horizontal plane, in addition, the float and the diameter of the blade settings is selected by the formulas

Figure 00000002
Figure 00000002

где D - диаметр поплавка. В - ширина канала, m1 - масса поплавка, m2 - масса рычага, ρ - плотность жидкости, Vmin - минимальное значение средней скорости потока, Vmax - максимальное значение средней скорости потока, М - масса лопасти, b - ширина лопасти, δO - глубина отрыва поплавка в стоячей воде, Н - расстояние от оси крепления лопасти до дна канала, π - число «π».where D is the diameter of the float. B is the width of the channel, m 1 is the mass of the float, m 2 is the mass of the lever, ρ is the density of the liquid, V min is the minimum value of the average flow rate, V max is the maximum value of the average flow rate, M is the mass of the blade, b is the width of the blade, δ O is the depth of separation of the float in stagnant water, N is the distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of the channel, π is the number "π".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема расходомера-счетчика, на фиг.2 - узел подшипника скольжения с устройством подогрева.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a functional diagram of a flowmeter-counter, in Fig.2 - node bearing sliding with a heating device.

Предлагаемый расходомер-счетчик содержит устройство измерения уровня потока жидкости, включающее рычаг 1 массой m2 с поплавком 2 диаметром D массой m1, ось 3, опору подшипника скольжения 4, чувствительный элемент 5 измерения угла α наклона рычага 1 с поплавком 2, узел крепления подшипника скольжения 6 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, устройство измерения средней скорости потока жидкости, включающее лопасть 7 массой М шириной b, ось 3, опору подшипника скольжения 4, чувствительный элемент 5 измерения угла наклона лопасти 7, узел крепления подшипника скольжения 6 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, электронный блок обработки данных 8, канал 9 шириной В, жидкость плотностью ρ, глубина отрыва поплавка в стоячей воде δО расстояние от оси крепления лопасти до дна канала Н.The proposed flow meter includes a device for measuring the level of fluid flow, including a lever 1 of mass m 2 with a float 2 of diameter D of mass m 1 , axis 3, a bearing of a sliding bearing 4, a sensor 5 for measuring the angle α of the angle of inclination of the lever 1 with a float 2, a bearing mount sliding 6 with the possibility of rotation in the horizontal plane, a device for measuring the average fluid flow rate, including a blade 7 with a mass M of width b, axis 3, the bearing of the sliding bearing 4, a sensor 5 for measuring the angle of inclination of the blade 7, node mountings of sliding bearing 6 rotatably in the horizontal plane, electronic data processing unit 8, channel 9 wide B, liquid density ρ, separation depth of the float in still water δ О distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of channel N.

В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения, в расходомере-счетчике на опорах подшипников скольжения 6 размещены устройства подогрева 10, точки подвеса лопасти 7 и рычага 1 с поплавком 2 размещены на расстоянии L, устройство измерения уровня потока жидкости размещено в успокоительном колодце, устройство измерения уровня потока жидкости размещено в отводном канале.In special cases, that is, in specific forms of execution, in the flow meter-counter on the bearings of the sliding bearings 6 are placed heating devices 10, the suspension points of the blades 7 and the lever 1 with the float 2 are placed at a distance L, the device for measuring the level of fluid flow is placed in a still well, a device for measuring the level of fluid flow is located in the outlet channel.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.The above device operates as follows.

При установке расходомера-счетчика в плоскости центральной продольной оси потока жидкости в месте эксплуатации лопасть 7 устройства измерения средней скорости потока и рычаг 1 с поплавком 2 устройства измерения уровня потока жидкости погружают в жидкость, при изменении уровня жидкости h поплавок 2 перемещается вверх (вниз) и, соответственно, изменяется угол α наклона рычага 1, поворачивающегося на оси 3. При этом чувствительный элемент 5 измерения угла наклона рычага 1 вырабатывает сигнал об угле α, который передается в электронный блок обработки данных 8, одновременно с изменением уровня жидкости h меняется средняя скорость потока жидкости V, что приводит к соответствующему изменению гидродинамического давления жидкости на погруженную часть лопасти 7. Лопасть 7 под действием потока жидкости поворачивается относительно своей оси 3 в равновесное положение, определяемое углом β, чувствительный элемент 5 измерения угла наклона лопасти 7 вырабатывает сигнал о величине угла β, который передается в электронный блок обработки данных 8 для дальнейшего преобразования и вычисления параметров потока. По значениям углов α и β в электронном блоке обработки данных 8 рассчитывается величина поперечного сечения потока жидкости, его средняя скорость для каждого момента времени и вычисляется расход и объем жидкости по заданному алгоритму.When installing a flow meter in the plane of the central longitudinal axis of the fluid flow at the place of use, the blade 7 of the average flow rate measuring device and the lever 1 with the float 2 of the fluid flow level measuring device are immersed in the fluid, when the fluid level h changes, the float 2 moves up (down) and accordingly, the angle of inclination of the lever 1, which rotates on the axis 3, changes. In this case, the sensor 5 for measuring the angle of inclination of the lever 1 generates a signal about the angle α, which is transmitted to the electronic unit data 8, at the same time as the fluid level h changes, the average fluid flow rate V changes, which leads to a corresponding change in the hydrodynamic pressure of the fluid on the immersed part of the blade 7. The blade 7 under the action of the fluid flow rotates relative to its axis 3 to the equilibrium position determined by the angle β, the sensor 5 for measuring the angle of inclination of the blade 7 generates a signal about the value of the angle β, which is transmitted to the electronic data processing unit 8 for further conversion and calculation of ametrov stream. Using the values of the angles α and β in the electronic data processing unit 8, the cross-sectional value of the fluid flow is calculated, its average velocity for each moment of time, and the flow rate and volume of the fluid are calculated according to a given algorithm.

Выполнение расходомера-счетчика в соответствии с изобретением позволяет обеспечить требуемую точность измерений и надежность работы при эксплуатации в условиях нестабильных изменяющихся по направлению и скорости жидких средах, а также при воздействии метеорологических факторов конкретной климатической зоны. Предлагаемое техническое решение обладает повышенной надежностью, простотой эксплуатации и расширенным динамическим диапазоном измерения безнапорных потоков жидкости (в открытых водоемах, каналах, безнапорных трубопроводах различного сечения, сточных лотках).The implementation of the flow meter counter in accordance with the invention allows to provide the required measurement accuracy and reliability during operation in conditions of unstable changing in direction and speed of liquid media, as well as when exposed to meteorological factors of a particular climatic zone. The proposed technical solution has increased reliability, ease of operation and an extended dynamic measurement range of pressureless fluid flows (in open reservoirs, channels, pressureless pipelines of various sections, waste trays).

Изобретение может быть использовано при разработке различных расходомеров-счетчиков безнапорных потоков жидкости.The invention can be used in the development of various flow meters, counters of pressureless fluid flows.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов расходомеров-счетчиков, выполненных в соответствии с изобретением.The specified positive effect is confirmed by testing prototypes of flow meters, counters, made in accordance with the invention.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены испытания, намечено серийное производство.Currently, design documentation has been developed, tests have been conducted, and mass production is scheduled.

Claims (5)

1. Расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости, содержащий устройство измерения средней скорости потока жидкости, включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости, включающее рычаг с поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и устройства измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных, отличающийся тем, что лопасть и рычаг с поплавком жестко закреплены на осях своих подшипников скольжения, причем лопасть располагают в плоскости центральной продольной оси потока, а узлы крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком выполнены с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, кроме того, диаметр поплавка и параметры лопасти выбирают по формулам1. A flow meter-counter for non-pressure fluid flows, comprising a device for measuring the average liquid flow rate, including a blade, a device for measuring a liquid flow level, including a lever with a float, axes, sensitive elements for measuring the angle of rotation of the blade and a device for measuring the angle of movement of the float, and an electronic data processing unit characterized in that the blade and the lever with the float are rigidly fixed on the axes of their plain bearings, the blade being placed in the plane of the central longitudinal axis of the flow and the attachment points of the sliding bearings of the blade and the lever with the float are made to rotate in the horizontal plane, in addition, the diameter of the float and the parameters of the blade are selected by the formulas
Figure 00000004
Figure 00000004
где D - диаметр поплавка, В - ширина канала, m1 - масса поплавка, m2 - масса рычага, ρ - плотность жидкости, Vmin - минимальное значение средней скорости потока, Vmax - максимальное значение средней скорости потока, М - масса лопасти, b - ширина лопасти, δо - глубина отрыва поплавка в стоячей воде, Н - расстояние от оси крепления лопасти до дна канала, π - число «π».where D is the diameter of the float, B is the width of the channel, m 1 is the mass of the float, m 2 is the mass of the lever, ρ is the density of the liquid, V min is the minimum value of the average flow rate, V max is the maximum value of the average flow rate, M is the mass of the blade , b - the width of the blade, δ about - the depth of separation of the float in standing water, N is the distance from the axis of attachment of the blade to the bottom of the channel, π is the number "π".
2. Расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости по п.1, отличающийся тем, что на опорах подшипников скольжения размещены устройства подогрева.2. The flow meter-counter of non-pressure fluid flows according to claim 1, characterized in that heating devices are located on the bearings of the sliding bearings. 3. Расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости по п.1, отличающийся тем, что точки подвеса лопасти и рычага с поплавком размещены на расстоянии L≥5(D+b).3. The flow meter counter of non-pressure fluid flows according to claim 1, characterized in that the suspension points of the blades and the lever with the float are placed at a distance L≥5 (D + b). 4. Расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости по п.1, отличающийся тем, что устройство измерения уровня потока жидкости размещено в успокоительном колодце.4. The flow meter counter of non-pressure fluid flows according to claim 1, characterized in that the device for measuring the level of fluid flow is located in a stilling well. 5. Расходомер-счетчик безнапорных потоков жидкости по п.1, отличающийся тем, что устройство измерения уровня потока жидкости размещено в отводном канале.5. The flow meter counter of non-pressure fluid flows according to claim 1, characterized in that the device for measuring the level of fluid flow is located in the outlet channel.
RU2005140056/28A 2005-12-22 2005-12-22 Flow meter RU2303768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140056/28A RU2303768C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140056/28A RU2303768C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2303768C1 true RU2303768C1 (en) 2007-07-27

Family

ID=38431765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005140056/28A RU2303768C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Flow meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2303768C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478917C2 (en) * 2010-09-27 2013-04-10 Алексей Федорович Писарев Fluid medium flow metre in free-flow pipelines
RU2557349C1 (en) * 2014-04-29 2015-07-20 ООО "Ассоциация инженеров и учёных по водоснабжению и водоотведению" System of diagnostic of water flowrate
RU2596029C2 (en) * 2014-08-22 2016-08-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Water inflow diagnostic system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478917C2 (en) * 2010-09-27 2013-04-10 Алексей Федорович Писарев Fluid medium flow metre in free-flow pipelines
RU2557349C1 (en) * 2014-04-29 2015-07-20 ООО "Ассоциация инженеров и учёных по водоснабжению и водоотведению" System of diagnostic of water flowrate
RU2596029C2 (en) * 2014-08-22 2016-08-27 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Water inflow diagnostic system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100478651C (en) Method and apparatus for measuring parameters of a stratified flow
WO2004027350A2 (en) Detection and measurement of two-phase flow
RU2754656C1 (en) Method and system for measuring flow rates of multiphase and/or multicomponent fluid extracted from oil and gas well
Ong et al. Slurry flow velocity, concentration and particle size measurement using flow noise and correlation techniques
RU2303768C1 (en) Flow meter
BR102016023512A2 (en) submersible system (19) for measuring the volume fraction of gas in an aerated fluid inside a reactor and method for measuring the volume fraction of gas in an aerated fluid in a reactor
CN107024603B (en) Gas-liquid two-phase bubbly flow flow velocity acoustic-electric bimodal measurement method
US3916674A (en) Oil-spill detection system
Love Flow measurement
RU2251080C1 (en) Flow meter for open reservoirs
RU2351900C2 (en) Rate-of-flow indicator of liquid mediums in pipelines
KR101845238B1 (en) Flow detection apparatus with complex sensing structure
RU122767U1 (en) ELECTROMAGNETIC FLOW METER
JP2018534580A (en) Tapered tube area flowmeter using magnetostrictive distance measurement
RU2307327C2 (en) Flow meter for measuring fluid flow in open reservoirs
CN108397188B (en) Sensor for measuring water phase conductivity of water-phase multi-phase flow in vertical riser
RU2425332C2 (en) Method of simultaneous determination of gas-fluid mix liquid and gas phases (versions)
RU2504736C1 (en) Electromagnetic flow meter
RU2478917C2 (en) Fluid medium flow metre in free-flow pipelines
Yoder Flowmeter shootout, part II: traditional technologies
CN105279344B (en) The dimensionally-optimised method of conducting probe critical component based on double-current body section sensitivity profile
CN104280076A (en) High-precision large-diameter vortex flowmeter
RU2488781C1 (en) Device for determining mass flow rate of fluid media
Abu-Mahfouz Flow Rate Measurements
Lata et al. Measurement of Conductive fluid flow rate with Four terminals Electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091223

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120310