RU2474790C1 - Method of measuring flow rate of electroconductive liquid - Google Patents
Method of measuring flow rate of electroconductive liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474790C1 RU2474790C1 RU2011126512/28A RU2011126512A RU2474790C1 RU 2474790 C1 RU2474790 C1 RU 2474790C1 RU 2011126512/28 A RU2011126512/28 A RU 2011126512/28A RU 2011126512 A RU2011126512 A RU 2011126512A RU 2474790 C1 RU2474790 C1 RU 2474790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- flow rate
- main
- electrical conductivity
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемый способ измерения расхода электропроводной жидкости относится преимущественно к способам замера расхода воды в системах водоснабжения и в различных технологических процессах при переработке продуктов на водной основе.The proposed method for measuring the flow rate of electrically conductive liquid mainly relates to methods for measuring the flow rate of water in water supply systems and in various technological processes in the processing of water-based products.
Известен ряд способов замера расхода жидкости: объемный, скоростной, дроссельный, обтекания, переменного уровня, ультразвуковой, электромагнитный.A number of known methods for measuring fluid flow: volumetric, high-speed, throttle, flow, variable level, ultrasonic, electromagnetic.
Электромагнитный способ основан на измерении электродвижущей силы, индуктированной в потоке электропроводной жидкости под воздействием внешнего магнитного поля, создаваемого электромагнитом. При протекании жидкости по трубопроводу из немагнитного материала она пересекает силовые линии магнитного поля и в ней индуцируется ЭДС, пропорциональная средней скорости потока, которая снимается двумя электродами.The electromagnetic method is based on the measurement of an electromotive force induced in the flow of an electrically conductive liquid under the influence of an external magnetic field created by an electromagnet. When a fluid flows through a pipeline of non-magnetic material, it crosses the lines of force of the magnetic field and an EMF is induced in it, proportional to the average flow velocity, which is removed by two electrodes.
Известны электромагнитные расходомеры РФ (а.с. №684312, кл. G01F 1/58, опубл. 1979 г., а.с. №1112232, кл. G01F 1/58 опубл. 1984 г., патент №2241961, кл. G01F 1/58, опубл. 2004 г.), которые основаны на рассмотренном выше способе замера. Применительно к современным условиям при установке их у потребителя, особенно на трубопроводах малого диаметра (4-12 мм), известные решения обладают существенными недостатками: занимают место, требуют обслуживания и имеют высокую стоимость.Known electromagnetic flowmeters of the Russian Federation (AS No. 684312, class G01F 1/58, publ. 1979, AS No. 1112232, class G01F 1/58 publ. 1984, patent No. 2241961, class. G01F 1/58, publ. 2004), which are based on the measurement method discussed above. In relation to modern conditions, when installing them at the consumer, especially on small-diameter pipelines (4-12 mm), the known solutions have significant drawbacks: they take up space, require maintenance, and have a high cost.
Известно изобретение РФ №1610284, (кл. G01F 1/58, опубл. 1990 г.): «Электромагнитный расходомер для жидкостей ионной проводимости».Known invention of the Russian Federation No. 1610284, (class G01F 1/58, publ. 1990): "Electromagnetic flowmeter for liquids of ionic conductivity."
В описании к а.с. №1610284 изложен способ измерения расхода жидкости, по которому на участке трубопровода устанавливают основные электроды и закрепляют их на линии перпендикулярной оси постоянных магнитов. Магниты и электроды совместно выполняют роль датчиков. Дополнительные электроды устанавливают в трубопроводе в одном сечении с основными и под углом к ним. Основные и дополнительные электроды соединяют попарно между собой, а выводы этих пар подключают в общую цепь с измерительным устройством. На выходе измерительного устройства получают преобразованный сигнал, пропорциональный расходу жидкости. При использовании способа достигается повышение точности измерения расхода с помощью дополнительных электродов, замеряющих только электрохимическую ЭДС и подключенных к основным электродам по схеме вычитания.In the description to A.S. No. 1610284 sets forth a method of measuring fluid flow, by which the main electrodes are installed on the pipeline section and fixed on a line perpendicular to the axis of the permanent magnets. Magnets and electrodes together act as sensors. Additional electrodes are installed in the pipeline in one section with the main ones and at an angle to them. The main and additional electrodes are connected in pairs with each other, and the outputs of these pairs are connected to a common circuit with a measuring device. At the output of the measuring device receive a converted signal proportional to the flow rate of the liquid. When using the method, an increase in the accuracy of measuring the flow rate is achieved with the help of additional electrodes measuring only the electrochemical EMF and connected to the main electrodes according to the subtraction scheme.
К недостаткам, препятствующим использованию способа измерения расхода жидкости способом, описанным в а.с. №1610284, относятся:The disadvantages that impede the use of the method of measuring fluid flow by the method described in and.with. No. 1610284 include:
- сложность и ненадежность, связанная с использованием электромагнитов;- the complexity and insecurity associated with the use of electromagnets;
- величина замеряемой ЭДС недостаточна для измерения стандартными приборами, требуется существенное усиление;- the value of the measured EMF is insufficient for measurement with standard instruments, a significant gain is required;
- недостаточная точность измерений при осуществлении замеров у потребителя, особенно в трубопроводах малого диаметра (4-12 мм);- insufficient measurement accuracy when making measurements with the consumer, especially in pipelines of small diameter (4-12 mm);
- высокая стоимость расходомеров, реализующих электромагнитный способ измерения.- the high cost of flow meters that implement the electromagnetic method of measurement.
По совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату изобретение по а.с. №1610284 является наиболее близким техническим решением, которое было выбрано в качестве прототипа.According to the combination of essential features and the achieved technical result, the invention according to as No. 1610284 is the closest technical solution, which was selected as a prototype.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа замера расхода электропроводной жидкости у потребителя преимущественно во внутридомовых трубопроводах малого диаметра с обеспечением надежности и точности, снижением стоимости замера.The problem to which the invention is directed is the development of a method for measuring the flow rate of electrically conductive liquid in a consumer mainly in small-diameter house pipelines, ensuring reliability and accuracy, reducing the cost of measurement.
Предлагаемый способ при использовании обеспечивает достижение следующего технического результата:The proposed method when used provides the following technical result:
- повышение точности замера расхода электропроводной жидкости;- improving the accuracy of measuring the flow rate of conductive fluid;
- многократное уменьшение размеров датчиков, обеспечивающих возможность замеров в трубопроводах малого диаметра;- multiple reduction in the size of the sensors, providing the possibility of measurements in pipelines of small diameter;
- повышение надежности при снижении стоимости процесса замера.- increased reliability while reducing the cost of the measurement process.
Указанный технический результат достигается тем, что способ измерения расхода электропроводной жидкости, по которому на контролируемом участке внутри трубопровода устанавливают два основных электрода, выполняющих функцию электродного датчика, закрепляют их и подключают в электрическую цепь с измерительным прибором и источником питания, измеряют электрический параметр и преобразовывают измеряемую величину в единицы расхода жидкости, отличающийся тем, что один электрод крепят через упругий элемент с обеспечением возможности перемещения этого электрода под действием потока жидкости относительно неподвижно закрепленного электрода, измеряют электропроводность жидкости в зазоре между основными электродами и по величине электропроводности определяют расход жидкости на контролируемом участке трубопровода.The specified technical result is achieved by the fact that the method of measuring the flow rate of the electrically conductive liquid, according to which two main electrodes are installed inside the pipeline, which perform the function of an electrode sensor, is fixed and connected to an electric circuit with a measuring device and a power source, the electrical parameter is measured and the measured the value in units of fluid flow, characterized in that one electrode is attached through an elastic element with the possibility of moving eniya this electrode under the influence of fluid flow relative to fixedly mounted electrode measured fluid conductivity in the gap between the main electrodes and the electrical conductivity is determined by the magnitude of fluid flow in the controlled area of the pipeline.
Для исключения отклонений по точности от результатов замера реального расхода, связанных с возможным изменением электропроводности жидкости в результате колебания состава, температуры и других факторов, на контролируемом участке в трубопроводе рядом с основным неподвижно закрепленным электродом устанавливают дополнительный неподвижный электрод, выполняющий функцию электродного датчика, на расстоянии, сопоставимом с расстоянием между основными электродами, основной и дополнительный неподвижно закрепленные электроды подключают в дополнительную электрическую цепь с дополнительным измерительным прибором, а расход жидкости в трубопроводе определяют по величине электропроводности основной цепи (Q), скорректированной в соответствии со степенью изменения электропроводности дополнительной электрической цепи.To eliminate deviations in accuracy from the results of measuring the actual flow rate associated with a possible change in the electrical conductivity of the liquid as a result of fluctuations in the composition, temperature, and other factors, an additional stationary electrode is installed at a distance along the main fixed electrode as a electrode sensor at a distance comparable with the distance between the main electrodes, the main and additional fixed electrodes are connected to additional electrical circuit with an additional measuring device, and the flow rate of the liquid in the pipeline is determined by the magnitude of the electrical conductivity of the main circuit (Q), adjusted in accordance with the degree of change in the electrical conductivity of the additional electrical circuit.
Предпочтительно рабочие поверхности электродов выполнять плоскими (в виде пластин, дисков, колец) или скругленными, например цилиндрическими, или тороидальными, или шаровидными.Preferably, the working surfaces of the electrodes are flat (in the form of plates, disks, rings) or rounded, for example cylindrical, or toroidal, or spherical.
В качестве материала электродов могут быть использованы нержавеющие металлы, или сплавы, или углепластики, или электропроводные композиции на полимерной основе. Практическим требованиям почти всегда (более 90%) удовлетворяет самая распространенная марка нержавеющей стали AISI 304, содержащая 9% никеля.As the material of the electrodes, stainless metals, or alloys, or carbon fiber, or polymer-based conductive compositions can be used. Practical requirements are almost always (over 90%) satisfied by the most common grade of AISI 304 stainless steel, containing 9% nickel.
При этом токоподводы к неподвижным электродам целесообразно выполнять также из нержавеющей стали. Для уменьшения токов утечки и повышения точности измерений на поверхность токоподводов наносят электроизоляционное покрытие.In this case, it is advisable to carry out current leads to stationary electrodes from stainless steel. To reduce leakage currents and increase the accuracy of measurements, an electrical insulation coating is applied to the surface of the current leads.
Упругий элемент может быть исполнен в виде пружин известных конструкций. Для изготовления упругих элементов применяют пружинную проволоку из коррозионно-стойкого металла (нержавеющая сталь, бронза и др.). Высокая электропроводность позволяет использовать такие упругие элементы в качестве токоподводов.The elastic element can be made in the form of springs of known designs. For the manufacture of elastic elements, a spring wire made of corrosion-resistant metal (stainless steel, bronze, etc.) is used. High electrical conductivity allows the use of such elastic elements as current leads.
Хорошую стабильность работы обеспечивают упругие элементы, выполненные из углеродных волокон.Good stability is ensured by elastic elements made of carbon fibers.
Упругие элементы, выполняющие роль токоподводов, также покрывают электроизоляционным слоем.The elastic elements acting as current leads are also coated with an electrical insulating layer.
Для исключения искажений значений расхода, связанных с влиянием силы тяжести и зависящих от положения подвижного электрода относительно горизонтальной плоскости, средняя плотность материала подвижного электрода совместно с упругим элементом должна соответствовать по величине плотности контролируемой жидкости. Это может быть достигнуто, например, путем изготовления электрода из материала с закрытыми порами или с внутренней полостью. Высокую точность достижения необходимой средней плотности можно получить путем установки на электроде поплавка из легкого материала.To eliminate the distortion of the flow values associated with the influence of gravity and depending on the position of the movable electrode relative to the horizontal plane, the average density of the material of the movable electrode together with the elastic element should correspond to the density of the controlled fluid. This can be achieved, for example, by manufacturing an electrode from a material with closed pores or with an internal cavity. High accuracy of achieving the required average density can be obtained by installing a float of light material on the electrode.
Предпочтительно, чтобы токоподводы и упругие элементы были герметично зафиксированы в электроизоляционном корпусе, который выполнен с возможностью крепления в стенке трубы или в детали трубопровода на резьбе, клеем и др. При этом на внешней стороне трубопровода должны быть выполнены электрические контакты для подключения проводников, соединяющих электроды с электрической схемой.It is preferable that the current leads and elastic elements are hermetically fixed in an electrical insulating casing, which is adapted to be fastened in the pipe wall or in the pipe part with thread, glue, etc. Electrical contacts for connecting conductors connecting the electrodes should be made on the outside of the pipeline with an electrical circuit.
Измерение расхода электропроводной жидкости может быть выполнено, если рабочие поверхности электродов расположены перпендикулярно направлению потока жидкости, а также, если расположены вдоль потока жидкости.A measurement of the flow rate of the electrically conductive liquid can be performed if the working surfaces of the electrodes are perpendicular to the direction of the fluid flow, and also if they are located along the fluid flow.
Степень изменения электропроводности дополнительной цепи может быть определена отношением значения электропроводности (Q1) дополнительной цепи при стандартных условиях к ее изменившемуся значению (Q2), а величина электропроводности, по которой определяют расход жидкости, может быть вычислена, как произведение значения электропроводности (Q) основной цепи и степени изменения электропроводности дополнительной цепи (Q1\Q2).The degree of change in the electrical conductivity of the auxiliary circuit can be determined by the ratio of the electrical conductivity (Q1) of the auxiliary circuit under standard conditions to its changed value (Q2), and the electrical conductivity used to determine the liquid flow rate can be calculated as the product of the electrical conductivity (Q) of the main circuit and the degree of change in the electrical conductivity of the auxiliary circuit (Q1 \ Q2).
Для обеспечения измерения расхода электропроводной жидкости предлагаемым способом необходимо провести предварительные действия по тарировке измерительного электрического прибора, например миллиамперметра.To ensure the measurement of the flow rate of the electrically conductive liquid by the proposed method, it is necessary to carry out preliminary steps to calibrate the measuring electrical device, for example, a milliammeter.
При тарировке шкалы миллиамперметра в единицах расхода (литр в минуту) жидкости в трубопроводе известного внутреннего диаметра сначала организуют с помощью запорной арматуры или специальной насосной установки движение жидкости (последовательно) с различными значениями стабильной скорости (расхода), а замер проходящей жидкости определяют с помощью мерных емкостей.When calibrating the milliammeter scale in units of flow (liter per minute), liquids in a pipeline of known internal diameter are first organized by means of shut-off valves or a special pump installation, fluid movement (sequentially) with different values of stable speed (flow), and the measurement of passing liquid is determined using measured capacities.
В составе простейшей измерительной схемы к электродному датчику последовательно подключают стабилизированный источник переменного тока (трансформатор ТБС 3-0,063 ГОСТ 5.1360 со стабилизатором, миллиамперметр Э 377) и образуют электрическую цепь, которая замыкается жидкостью в зазоре между рабочими поверхностями электродов. В электрической цепи течет ток, который фиксируется с помощью измерительного прибора (миллиамперметра). Величина тока при неподвижной жидкости в трубопроводе соответствует нулевому значению расхода. При движении жидкости подвижный электрод перемещается относительно неподвижного, величина электропроводности жидкости в зазоре между рабочими поверхностями изменяется и соответственно изменяются показания измерительного прибора. На реальном объекте, например в многоквартирном доме, измерительную цепь каждого электродного датчика на контролируемом участке трубопровода (находящегося у потребителя) подключают к многоканальному измерителю, работающему совместно с ЭВМ, которая обрабатывает информацию о расходе воды на контролируемом участке, и в удобном для потребителя виде публикует на соответствующем сайте в Интернете. Изменение величины электропроводности жидкости в зазоре между рабочими поверхностями при перемещении подвижного электрода относительно неподвижного осуществляют преимущественно двумя путями:As part of the simplest measuring circuit, a stabilized alternating current source (TBS 3-0.063 GOST 5.1360 transformer with a stabilizer, milliammeter E 377) is sequentially connected to the electrode sensor and form an electric circuit that closes with liquid in the gap between the working surfaces of the electrodes. A current flows in the electric circuit, which is recorded using a measuring device (milliammeter). The amount of current with a stationary fluid in the pipeline corresponds to a zero flow rate. When the fluid moves, the movable electrode moves relative to the stationary one, the conductivity of the fluid in the gap between the working surfaces changes and the readings of the measuring device accordingly change. At a real facility, for example, in an apartment building, the measuring circuit of each electrode sensor in a controlled section of the pipeline (located at the consumer) is connected to a multi-channel meter that works in conjunction with a computer that processes information about the water flow in the controlled area and publishes it in a form convenient for the consumer on the corresponding website on the Internet. The change in the electrical conductivity of the liquid in the gap between the working surfaces when moving the movable electrode relative to the stationary is carried out mainly in two ways:
- приближением (удалением) рабочих поверхностей;- approximation (removal) of working surfaces;
- увеличением (уменьшением) площади взаимодействия рабочих поверхностей.- increase (decrease) in the area of interaction of working surfaces.
Первый путь применяют преимущественно при расположении рабочих поверхностей электродов перпендикулярно направлению потока жидкости. В соответствии с этим вариантом можно изготавливать предельно простые по конструкции с размерами несколько миллиметров, дешевые, надежные электродные датчики, соответствующие современным требованиям по точности измерений (0,5-1%). Этот вариант преимущественно реализуется в бытовых приборах.The first way is used mainly when arranging the working surfaces of the electrodes perpendicular to the direction of fluid flow. In accordance with this option, it is possible to produce extremely simple in design with dimensions of several millimeters, cheap, reliable electrode sensors that meet modern requirements for measurement accuracy (0.5-1%). This option is mainly implemented in household appliances.
Второй путь позволяет в широком диапазоне менять площадь взаимодействия рабочих поверхностей и соответственно электропроводность при перемещении подвижного электрода с обеспечением линейной зависимости электропроводности от расхода жидкости и за счет этого на порядок повысить точность измерения. Одним из наиболее эффективных путей реализации второго пути является расположение рабочих поверхностей электродов вдоль потока жидкости. В частности, в случае выполнения рабочих поверхностей в виде цилиндра, при перемещении подвижного электрода диаметром 2 мм на длину 25 мм внутри полого неподвижного электрода с внутренним диаметром 3 мм (при напряжении 3 В) электропроводность в водопроводной воде линейно меняется (от 3 до 80 µА). Такие характеристики датчика позволяют осуществлять замер расхода с точностью в пределах 0,05-0,1%.The second way allows you to change the area of interaction of the working surfaces in a wide range and, accordingly, the electrical conductivity when moving the movable electrode, ensuring a linear dependence of the electrical conductivity on the fluid flow rate and thereby increase the measurement accuracy by an order of magnitude. One of the most effective ways to implement the second path is the location of the working surfaces of the electrodes along the fluid flow. In particular, in the case of working surfaces in the form of a cylinder, when moving a movable electrode with a diameter of 2 mm to a length of 25 mm inside a hollow stationary electrode with an internal diameter of 3 mm (at a voltage of 3 V), the electrical conductivity in tap water varies linearly (from 3 to 80 μA ) Such characteristics of the sensor make it possible to measure the flow with an accuracy in the range of 0.05-0.1%.
При реализации первого пути электроды, выполняющие функцию датчика, устанавливают на контролируемом участке, например в квартире потребителя, а при осуществлении второго пути - устанавливают на другом контролируемом участке, например, на стояковых трубопроводах и в самом начале системы внутридомового водопровода и с их помощью осуществляют непрерывную поверку и дублирование замеров датчиков, установленных непосредственно у потребителя, что практически полностью исключает возможность ошибки в результатах замера.When implementing the first path, the electrodes that perform the function of the sensor are installed in a controlled area, for example, in a consumer’s apartment, and in the second way, they are installed in another controlled area, for example, in riser pipelines and at the very beginning of the house water supply system, and they are used to perform continuous verification and duplication of measurements of sensors installed directly at the consumer, which almost completely eliminates the possibility of errors in the measurement results.
Сущность предлагаемого способа поясняется на примерах.The essence of the proposed method is illustrated by examples.
Пример 1 (иллюстрация использования п.1 формулы изобретения)Example 1 (illustration of the use of claim 1 of the claims)
Электроды выполняют из стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5582-75) в виде дисков диаметром 2 мм и толщиной 0,3 мм. К одному из них электронно-лучевой сваркой приваривают токоподвод из пружинной высокопрочной проволоки 12Х18Н10Т-В (ГОСТ 5632-72) диаметром 0,8 мм, а к другому приваривают С-образный упругий элемент из проволоки той же марки диаметром 0,2 мм. К свободным концам токоподвода и упругого элемента приваривают электроконтакты. Непосредственно у электрода на упругий элемент закрепляют поплавок в виде шарика из полипропилена диаметром 3 мм. На токоподвод и упругий элемент наносят электроизоляционное покрытие из полиуретана толщиной 0,02 мм. Литьем в форму изготавливают из полипропилена патрубок длиной 30 мм с внутренним диаметром 6 мм и раструбами на концах под сварку нагретым инструментом. В процессе изготовления патрубка основные электроды - подвижный электрод с упругим элементом и неподвижный (с токоподводом) закрепляют последовательно друг за другом (по центру проходного сечения перпендикулярно оси трубопровода) на расстоянии 8 мм между рабочими поверхностями электродов. Рабочие поверхности направлены перпендикулярно потоку жидкости.The electrodes are made of steel 12X18H10T (GOST 5582-75) in the form of disks with a diameter of 2 mm and a thickness of 0.3 mm. One of them is welded by electron beam welding with a current supply of spring high-strength wire 12X18H10T-V (GOST 5632-72) with a diameter of 0.8 mm, and the other is welded with a C-shaped elastic element of wire of the same grade with a diameter of 0.2 mm. Electrical contacts are welded to the free ends of the current lead and the elastic element. Directly at the electrode, a float in the form of a ball of polypropylene with a diameter of 3 mm is fixed to the elastic element. An electric insulating coating of 0.02 mm thick polyurethane is applied to the current lead and the elastic element. A pipe 30 mm long with an inner diameter of 6 mm and sockets at the ends for welding with a heated tool is made from polypropylene by injection molding. In the manufacturing process of the nozzle, the main electrodes - a movable electrode with an elastic element and a fixed one (with a current lead) are fixed sequentially one after another (in the center of the bore perpendicular to the axis of the pipeline) at a distance of 8 mm between the working surfaces of the electrodes. Work surfaces are perpendicular to the fluid flow.
Затем патрубок с датчиком в виде основных электродов (подвижный - с упругим элементом и неподвижный - с токоподводом) вваривают (контролируемый участок) в полипропиленовый трубопровод с внутренним диаметром 6 мм, подводящий водопроводную воду к крану потребителя. С помощью ленточного кабеля, закрепленного на трубопроводе и подсоединенного к блоку контроля и управления системой снабжения многоквартирного дома питьевой водой, каждый электродный датчик подключают к одному из каналов многоканального измерителя ОВЕН ТРМ 200 с встроенным интерфейсом RS-485 и компьютеру с соответствующим программным обеспечением, тарировочными данными и выходом в Интернет.Then the pipe with a sensor in the form of main electrodes (movable with an elastic element and fixed with a current lead) is welded (controlled section) into a polypropylene pipe with an inner diameter of 6 mm, supplying tap water to the consumer's tap. Using a ribbon cable fixed to the pipeline and connected to the control unit for supplying the apartment building with drinking water, each electrode sensor is connected to one of the channels of the multi-channel meter Aries TPM 200 with an integrated RS-485 interface and a computer with appropriate software, calibration data and Internet access.
Предварительно датчик в виде электродов тарируют на стенде, обеспечивающем изменение расхода от 0 до 2,0 л/мин соответствующей жидкости (московской водопроводной воды) в трубопроводе с внутренним диаметром 6 мм. Основные электроды (электродный датчик) подключают в основную измерительную цепь, содержащую источники питания (3 В, 50 гц) и миллиамперметр (0-10 µА).Preliminarily, the sensor in the form of electrodes is calibrated on a stand providing a change in the flow rate from 0 to 2.0 l / min of the corresponding liquid (Moscow tap water) in a pipeline with an inner diameter of 6 mm. The main electrodes (electrode sensor) are connected to the main measuring circuit containing power sources (3 V, 50 Hz) and a milliammeter (0-10 μA).
По данным замеров электропроводности в зазоре между электродами при направлении потока воды от подвижного к неподвижному электроду составляют тарировочную таблицу, в которой с определенным шагом (например, 0,1 л/мин) для каждого значения расхода определяют значение электропроводности. Результаты получают при стандартных условиях: температура воды (например) 20°С, состав воды соответствует стандартному составу воды городского водопровода.According to the electrical conductivity measurements in the gap between the electrodes, a calibration table is drawn up in the direction of the water flow from the moving to the stationary electrode, in which the electrical conductivity is determined for each flow rate with a certain step (for example, 0.1 l / min). The results are obtained under standard conditions: water temperature (for example) 20 ° C, the composition of the water corresponds to the standard composition of the city water supply.
Данные таблицы закладывают в программу ЭВМ системы контроля.These tables are laid in the computer program of the control system.
Приведенная ниже тарировочная таблица составлена при использовании воды стандартного состава московского водопровода при 20°С.The calibration table below is compiled using water of the standard composition of the Moscow water supply at 20 ° С.
При открытии крана у потребителя вода движется по контролируемому участку трубопровода, перемещая вдоль потока основной подвижный электрод относительно неподвижного основного электрода, при этом величина тока, протекающего в зазоре между основными электродами, изменяется, в измерителе преобразуется в цифровое значение, а в компьютере по соответствующей программе определяют расход воды. Информация в режиме реального времени по каждому контролируемому участку (кран у потребителя) публикуется на сайте эксплуатирующей организации.When the tap is opened at the consumer, water moves along the controlled section of the pipeline, moving the main movable electrode along the flow relative to the fixed main electrode, while the current flowing in the gap between the main electrodes changes, it is converted to a digital value in the meter, and in the computer according to the corresponding program determine the flow of water. Information in real time for each controlled area (crane at the consumer) is published on the website of the operating organization.
Пример 2 (иллюстрация использования способа с учетом п.2 формулы изобретения)Example 2 (illustration of the use of the method in accordance with claim 2)
Изготавливают электродный датчик, аналогичный датчику по Примеру 1. Рядом с неподвижно закрепленным основным электродом на расстоянии 6 мм устанавливают дополнительный неподвижный электрод, основной и дополнительный неподвижно закрепленные электроды с токоподводами подключают в дополнительную электрическую цепь с дополнительным измерительным прибором аналогичным прибору в основной цепи, рабочие поверхности электродов направлены вдоль потока жидкости, а расход жидкости на контролируемом участке трубопровода определяют с учетом степени изменения электропроводности в дополнительной электрической цепи.An electrode sensor is made that is similar to that of Example 1. Next to the fixed main electrode at a distance of 6 mm, an additional fixed electrode is installed, the main and additional fixed electrodes with current leads are connected to an additional electric circuit with an additional measuring device similar to the device in the main circuit, working surfaces the electrodes are directed along the fluid flow, and the fluid flow rate in the controlled section of the pipeline is determined taking The degree of change in electrical conductivity in the additional electrical circuit.
Например, в результате снижения температуры воды в трубопроводе электропроводность в дополнительной электрической цепи снизилась с Q1=5,20 µA (электропроводность при стандартных условиях) до Q2=5,15 µА. Эта информация учитывается при определении расхода путем умножения значения электропроводности в основной цепи (Q=6,08 µA) на степень изменения электропроводности в дополнительной цепи (Q1\Q2=1,01). Расчет: 6,08×1,01=6,14. По таблице это значение электропроводности соответствует расходу воды - 1 л/мин.For example, as a result of lowering the temperature of the water in the pipeline, the electrical conductivity in the auxiliary circuit decreased from Q1 = 5.20 μA (electrical conductivity under standard conditions) to Q2 = 5.15 μA. This information is taken into account when determining the flow rate by multiplying the conductivity value in the main circuit (Q = 6.08 µA) by the degree of change in conductivity in the auxiliary circuit (Q1 \ Q2 = 1.01). Calculation: 6.08 × 1.01 = 6.14. According to the table, this conductivity value corresponds to a water flow rate of 1 l / min.
При возрастании величины электропроводности (в результате изменения, например, состава воды) электропроводность в дополнительной цепи увеличивается с Q1=5,20 µA до Q2=5,28 µA. Значение электропроводности основной цепи составило Q=6,23 µА. Степень изменения электропроводности в дополнительной цепи составляет Q1\Q2=0,98. Расчет: 6,23×0,98=6,14. По таблице это значение также соответствует расходу воды - 1 л/мин.With an increase in the electrical conductivity (as a result of a change, for example, in the composition of water), the electrical conductivity in the auxiliary circuit increases from Q1 = 5.20 μA to Q2 = 5.28 μA. The value of the electrical conductivity of the main circuit was Q = 6.23 μA. The degree of change in electrical conductivity in the additional circuit is Q1 \ Q2 = 0.98. Calculation: 6.23 × 0.98 = 6.14. According to the table, this value also corresponds to the flow rate of 1 l / min.
В обоих случаях в соответствии с тарировочными данными расход воды составляет 1,0 л/мин.In both cases, in accordance with the calibration data, the water flow is 1.0 l / min.
Изменение электропроводности, связанное с внешними факторами, не оказывает влияния на точность измерения расхода электропроводной жидкости при использовании всей совокупности существенных признаков п.1 и п.2 формулы изобретения. Значения электропроводности приводят к значению в стандартных условиях, при которых осуществлялась тарировка.The change in electrical conductivity associated with external factors does not affect the accuracy of measuring the flow rate of the conductive fluid when using the entire combination of essential features of claim 1 and claim 2. Conductivity values result in a value under standard conditions under which calibration was carried out.
На предприятии «НПО САМОС» в лаборатории (г.Долгопрудный) изготовлено и смонтировано экспериментальное оборудование системы водоснабжения с контрольными участками, снабженными электродными датчиками, позволяющими измерять и контролировать расход воды с помощью предлагаемого способа. Результаты измерений на экспериментальной системе водоснабжения в течение нескольких месяцев позволяют сделать вывод о работоспособности и эффективности способа, который обеспечивает оперативный контроль и точность измерений расхода жидкости при небольших финансовых затратах.At the NPO SAMOS enterprise in the laboratory (Dolgoprudny), experimental equipment for the water supply system was manufactured and mounted with control sections equipped with electrode sensors, which make it possible to measure and control water flow using the proposed method. The results of measurements on an experimental water supply system for several months allow us to conclude that the method works and is effective, which provides operational control and accuracy of measurements of fluid flow at low financial cost.
Предложенная совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, а достижение указанного результата не следует явным образом для специалиста в данной области техники. Заявленный способ отвечает всем признакам охраноспособности по действующему законодательству и направлено на решение поставленной задачи.The proposed set of essential features is not known from the prior art, and the achievement of this result should not be explicitly for a person skilled in the art. The claimed method meets all the signs of eligibility under applicable law and is aimed at solving the problem.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126512/28A RU2474790C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of measuring flow rate of electroconductive liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126512/28A RU2474790C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of measuring flow rate of electroconductive liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011126512A RU2011126512A (en) | 2013-01-10 |
| RU2474790C1 true RU2474790C1 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=48795150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011126512/28A RU2474790C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of measuring flow rate of electroconductive liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474790C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594989C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Device for measuring liquid speed |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU178512A1 (en) * | М. В. Кулаков , Ю. П. Жуков | |||
| RU2241961C2 (en) * | 2003-01-24 | 2004-12-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения НИИтеплоприбор | Electromagnetic flowmeter |
| EP1847813A2 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-24 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf e.V. | Method and device for contactless mass flow measurement of electrically conductive fluids |
| WO2009011840A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Epi-Sci, Llc | Method and system for detecting electrophysiological changes in pre-cancerous and cancerous tissue and epithelium |
-
2011
- 2011-06-29 RU RU2011126512/28A patent/RU2474790C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU178512A1 (en) * | М. В. Кулаков , Ю. П. Жуков | |||
| RU2241961C2 (en) * | 2003-01-24 | 2004-12-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения НИИтеплоприбор | Electromagnetic flowmeter |
| EP1847813A2 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-24 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf e.V. | Method and device for contactless mass flow measurement of electrically conductive fluids |
| WO2009011840A1 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Epi-Sci, Llc | Method and system for detecting electrophysiological changes in pre-cancerous and cancerous tissue and epithelium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2594989C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Device for measuring liquid speed |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011126512A (en) | 2013-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2413182C2 (en) | Magnetic inductive flow metre | |
| US11199436B2 (en) | Method and a system for configuring an electromagnetic flowmeter | |
| EP3184969A1 (en) | Electromagnetic flow meter with multiple electrodes | |
| CN101699226A (en) | Electromagnetic flowmeter for non-full pipe flow measurement | |
| RU2474790C1 (en) | Method of measuring flow rate of electroconductive liquid | |
| CN110579249A (en) | Co-doped multimode fiber bragg grating based hot-wire flow sensor and manufacturing method thereof | |
| US11860012B2 (en) | Electromagnetic flowmeter with adjustable coil and shield assembly | |
| CN102305817A (en) | Multi-functional probe for monitoring corrosion of water pipeline and protecting water pipeline | |
| CN102445245B (en) | Flow rate measurement device based on bridge-type flow rate measurement and electromagnetic flow rate measurement | |
| RU107859U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER | |
| RU122767U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
| CN104458108B (en) | Method for measuring pressure drop of liquid metal pipe flow magnetic fluid under high-intensity magnetic field | |
| DE102006018623B4 (en) | Method and arrangement for contactless measurement of the flow of electrically conductive media | |
| CN203584401U (en) | Underground intrusive electromagnetic flow meter | |
| Chakraborty et al. | A Novel Technique of Flow Measurement Using Pipe Line Pressure Head as a Measuring Parameter | |
| CN105841760A (en) | Insert-type electromagnetic flowmeter | |
| RU175421U1 (en) | LOCAL SPEED SENSOR | |
| Vel’t et al. | Magnetic flowmeter for fast sodium reactors | |
| CN110715695A (en) | Superconducting metal fluid flowmeter based on pipe wall matrix electrode | |
| CN100458374C (en) | Electrical flowmeter and method thereof for improving online detecting accuracy | |
| RU2296959C1 (en) | Method for calibration of volumetric flow meters of heat counter and device for realization of said method | |
| RU2599766C2 (en) | Electromagnetic flow meter | |
| Mukherjee | Calibration of electromagnetic flow meter | |
| RU154866U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
| Head | Electromagnetic flowmeter primary elements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180630 |