RU2572461C2 - Medium flow rate meter - Google Patents

Medium flow rate meter Download PDF

Info

Publication number
RU2572461C2
RU2572461C2 RU2013129347/28A RU2013129347A RU2572461C2 RU 2572461 C2 RU2572461 C2 RU 2572461C2 RU 2013129347/28 A RU2013129347/28 A RU 2013129347/28A RU 2013129347 A RU2013129347 A RU 2013129347A RU 2572461 C2 RU2572461 C2 RU 2572461C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
flow rate
range
measurement
meter
Prior art date
Application number
RU2013129347/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013129347A (en
Inventor
Александр Иванович Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2013129347/28A priority Critical patent/RU2572461C2/en
Publication of RU2013129347A publication Critical patent/RU2013129347A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2572461C2 publication Critical patent/RU2572461C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: flow rate meter comprises the following components connected in series with an input channel: a summator, a discharge flow meter and a flow divider, a reverse flow rate meter connected to it, a device of flow rate components and a flow rate indicator, according to the invention, upstream the summator for the reverse flow there is a pump connected with the "pressure-flow" characteristic, operation of which is switched off by a signal from the device for comparison of flow rates of discharge and reverse flows.
EFFECT: expanded range of flow measurement, its separation into two parts, with reduction of measurement level in the first part of the range, not reducing the upper value of the second part of the range, reduced error of the measurement circuit of the first part of the range, considering changes in values of discharge and reverse flows as information signals between links of the measurement system, as a meter built on the opposite connection of links with negative feedback, possibility to produce different functional connection between values of discharge and reverse medium flows.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения газообразных и текучих сред, а также в коммерческих расчетах.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used in systems for measuring gaseous and fluid media, as well as in commercial calculations.

Известны устройства измерения расхода среды, при котором среду подают из магистрали через насос, расходомер и рабочую нагрузку (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Справочник. // Л., Машиностроение, 1989, 702 с.). Недостатком известных устройств является расположение измерительного устройства в последовательном ряду устройств потребления расхода, что не обеспечивает достаточную точность измерения расхода.Known devices for measuring the flow rate of the medium, in which the medium is supplied from the highway through a pump, flowmeter and workload (Kremlevsky P.P. Flow meters and quantity counters. Reference book // L., Engineering, 1989, 702 S.). A disadvantage of the known devices is the location of the measuring device in a series of flow rate consumption devices, which does not provide sufficient accuracy of the flow measurement.

Известно устройство измерения струйным расходомером (RU 1295230, А1, 07.03.1987) с недостаточной зоной чувствительности, которая ограничивает зону работоспособности и диапазон измерения. Недостатком известного устройства является существование противоречивых требований и невозможность их преодоления при реализации только одной физикой течения среды при использовании одного струйного генератора. Эти требования сведены к двум параметрам: минимальный измеряемый расход и максимальный допустимый перепад давления на расходомере в максимальной точке диапазона.A known device for measuring a jet flow meter (RU 1295230, A1, 03/07/1987) with an insufficient sensitivity zone, which limits the working area and the measuring range. A disadvantage of the known device is the existence of conflicting requirements and the impossibility of overcoming them when implementing only one physics of the flow of the medium when using one jet generator. These requirements are reduced to two parameters: the minimum measured flow rate and the maximum allowable pressure drop across the flowmeter at the maximum point in the range.

Известно устройство измерения расхода текучей среды (RU 2157967, С2, 21.05.1998), принятое за прототип. Часть потока среды после магистрального расходомера возвращают через вспомогательный расходомер и ограничительный дроссель в магистраль перед насосом и расход на рабочую нагрузку определяют как разность расходов через магистральный и вспомогательный расходомеры. Этот прием позволяет сместить зону измерения магистрального расходомера в необходимый пониженный диапазон.A known device for measuring fluid flow (RU 2157967, C2, 05.21.1998), adopted as a prototype. A part of the medium flow after the main flow meter is returned through the auxiliary flow meter and the restrictive throttle to the line in front of the pump and the flow rate for the working load is determined as the difference between the flow rates through the main and auxiliary flow meters. This technique allows you to shift the measuring area of the main flow meter to the required reduced range.

Недостатками известного устройства является требование о наличии в составе измерительного комплекса напорного устройства (насоса), установленного в магистраль, т.к. без него комплекс неработоспособен.The disadvantages of the known device is the requirement that a measuring device has a pressure device (pump) installed in the trunk, because without it, the complex is inoperative.

Кроме того, насос должен соответствовать магистральному расходу, что связано с выполнением других проектных требований: увеличенные габариты, вес, ресурс, цена и др.In addition, the pump must comply with the main flow rate, which is associated with the fulfillment of other design requirements: increased dimensions, weight, resource, price, etc.

Кроме того, должна существовать функциональная связь прямой линии подачи с магистральным расходомером и ее нагрузки, которая обязывает согласовывать их параметры между собой. Иначе работа комплекса невозможна, если нагрузка поглощает магистральный расход без остатка. Кроме того, второй измерительный прибор (вспомогательный расходомер) должен иметь погрешность измерения заведомо меньшую, что обременяет комплекс дополнительной технологией измерения другого диапазона с вынужденной тарировкой, ценой, габаритами, весом и др.In addition, there must be a functional relationship between the direct feed line and the main flow meter and its load, which requires that their parameters be coordinated with each other. Otherwise, the operation of the complex is impossible if the load absorbs the main flow without residue. In addition, the second measuring device (auxiliary flowmeter) must have a measurement error that is obviously less, which burdens the complex with additional measurement technology of a different range with a forced calibration, price, dimensions, weight, etc.

Кроме того, магистральный и вспомогательный расходомеры беспрерывно работают в полном диапазоне, что сокращает ресурс измерительной части комплекса, расположенной в линии возвращения части потока, которая, однако, предназначена только для расширения границы в нижней части диапазона, и при измерении в принятом (без понижения) диапазоне не имеет смысла функционировать.In addition, the main and auxiliary flowmeters continuously operate in the full range, which reduces the resource of the measuring part of the complex, located in the return line of the part of the stream, which, however, is intended only to expand the boundary in the lower part of the range, and when measured in the accepted (without lowering) range does not make sense to function.

Кроме того, диапазон измерения смещается при наличии линии обратного потока, которая понижает порог чувствительности и вместе с ним снижает верхнюю границу измерения (практически обратный поток сбрасывается как часть расхода в бак), что значительно сужает диапазон измерения и предлагает недоиспользовать образовавшийся запас по верхней границе магистрального расходомера.In addition, the measurement range is shifted in the presence of a return flow line, which lowers the sensitivity threshold and together with it reduces the upper measurement limit (practically the reverse flow is dumped as part of the flow rate into the tank), which significantly narrows the measurement range and suggests underutilization of the resulting reserve along the upper boundary of the main flow meter.

Кроме того, потоки магистрального трубопровода и обратного взаимозависимы. Не существует такого состояния, когда один поток постоянный по величине и при этом другой поток изменяется и может быть независимым.In addition, the flows of the main pipeline and the reverse are interdependent. There is no such state when one stream is constant in magnitude and the other stream changes and can be independent.

Кроме того, при анализе известного комплекса как измерительного устройства показано, что звенья измерительной цепи (два расходомера) соединены по схеме встречно параллельного соединения с положительной обратной связью, т.е. при увеличении расхода в магистральном трубопроводе одновременно увеличивается возвращающий расход через вспомогательный расходомер. Такое соединение в комплексе значительно увеличивает погрешность измерения не только в зоне понижения диапазона до порога чувствительности, так и после, т.к. в этом случае погрешности звеньев суммируются. (Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1970, с.108).In addition, when analyzing the well-known complex as a measuring device, it was shown that the links of the measuring circuit (two flowmeters) are connected in a counter-parallel connection with positive feedback, i.e. with an increase in flow in the main pipeline, the return flow through the auxiliary flow meter simultaneously increases. Such a compound in the complex significantly increases the measurement error not only in the zone of lowering the range to the threshold of sensitivity, but also after, because in this case, the errors of the links are summed up. (Braslavsky D.A. Instruments and sensors of aircraft. M., Mechanical Engineering, 1970, p.108).

Кроме того, в известном комплексе измерения характеристика звена, расположенного в обратной связи, не инверсная, что не позволяет рассматривать систему как встречно параллельное соединение с отрицательной обратной связью, которое уменьшает общую погрешность измерения всего комплекса измерения.In addition, in the known measurement complex, the characteristic of the link located in the feedback is not inverse, which does not allow us to consider the system as a counter-parallel connection with negative feedback, which reduces the overall measurement error of the entire measurement complex.

Техническим результатом является расширение диапазона измерения расхода, его разделения на две части с понижением уровня измерения в первой части диапазона, не снижая верхнего значения второй части диапазона, уменьшение погрешности схемы измерения первой части диапазона, рассматривая изменения величин напорного и обратного потоков как информационные сигналы между звеньями измерительной системы, как измеритель, построенный на встречно параллельном соединении звеньев с отрицательной обратной связью, возможность получения различной функциональной связи между величинами напорного и обратного потоков среды.The technical result is the expansion of the range of flow measurement, its separation into two parts with a decrease in the measurement level in the first part of the range, without lowering the upper value of the second part of the range, reducing the error of the measuring circuit of the first part of the range, considering the changes in the pressure and return flows as information signals between the links measuring system, like a meter built on the opposite parallel connection of links with negative feedback, the possibility of obtaining different functional relationship between the pressure and return flows.

Технический результат достигается тем, что в предложенном измерителе расхода потока, содержащего последовательно соединенные с входным каналом сумматор, расходомер напорного потока и делитель потока, соединенный с ним расходомер обратного потока, устройство сравнения расходов и индикатор расхода, по изобретению до сумматора для обратного потока подключен насос с инверсной характеристикой, работа которого выключается сигналом устройства сравнения расходов напорного и обратного потоков.The technical result is achieved by the fact that in the proposed flow meter, which contains an adder connected in series with the input channel, a pressure flow meter and a flow divider, a return flow meter connected to it, a flow comparison device and a flow indicator, according to the invention, a pump is connected to the return adder with an inverse characteristic, the operation of which is turned off by the signal of the device for comparing the costs of pressure and return flows.

Кроме того, измеритель расхода потока среды, в котором дополнительно в канал между насосом и сумматором установлен обратный клапан.In addition, a flow meter measuring the medium, in which a check valve is additionally installed in the channel between the pump and the adder.

На фиг.1 представлена структурная схема измерителя расхода потока с пониженным начальным уровнем измерения (порогом), на фиг.2 - характеристика измерителя в координатах «Q-P», на фиг.3 - циклограмма работы при произвольном поступлении расхода Q среды на входе по каналу 1 в измеритель.Figure 1 shows the structural diagram of the flow meter with a reduced initial level of measurement (threshold), figure 2 is a characteristic of the meter in the coordinates of "QP", figure 3 is a sequence diagram of work with an arbitrary flow rate Q of the medium at the input through channel 1 into the meter.

Измеритель содержит последовательно соединенные с входным каналом 1 сумматор 2 (гидравлический приточный тройник), канал 3 с расходомером 4 напорного потока и делитель 5 потоков (гидравлический вытяжной тройник), соединенный с ним расходомер 9 обратного потока, устройство 11 сравнения показаний расходомеров 4 напорного потока и 9 обратного потока, индикатор 12 расхода, а также для функционирования обратного потока 7 подключен насос 8 (например, пьезонасос ПН) с инверсной характеристикой «Q-Р», расположение которого вместе с расходомером 9 обратного потока в обратной связи создает ООС (отрицательная обратная связь) по расходу, которая выключается сигналом устройства 11 сравнения расходов 4 напорного и обратного 9 потоков.The meter comprises a combiner 2 (hydraulic supply tee) connected in series with the input channel 1, a channel 3 with a pressure flow meter 4 and a flow divider 5 (hydraulic exhaust tee), a return flow meter 9 connected thereto, a device 11 for comparing the readings of the pressure flow meters 4 and 9 reverse flow, flow indicator 12, as well as for the functioning of the reverse flow 7, a pump 8 is connected (for example, a PN pump) with an inverse characteristic “Q-P”, the location of which together with the flowmeter 9 is reverse of the flow in the feedback creates an OOS (negative feedback) on the flow rate, which is turned off by the signal of the device 11 comparing the flow rates 4 of the pressure and return 9 flows.

Обратный поток 7, измеряемый своим расходомером 9, образуется под воздействием насоса (например, микронасоса) 8, образуя принудительную циркуляцию 7 расхода обратного потока через расходомер 4. Насос управляется через блок питания 10 устройством 11 сравнения сигналов.The return flow 7, measured by its flowmeter 9, is formed under the influence of a pump (for example, a micropump) 8, forming a forced circulation 7 of the return flow through the flowmeter 4. The pump is controlled through the power supply 10 by the signal comparison device 11.

Напорный поток 1 среды проходит через сумматор 2 потоков, образуя суммарный поток 3 за счет присоединения обратного потока 7, который отделяется от суммарного потока 3 в разделителе 5, в устройстве 11 происходит вычитание из суммарного потока 3 величины обратного потока 7 и фиксации сигнала фактического расхода напорного потока 1 на индикаторе 12. При этом полагается, что после процедуры вычитания тот поток 6, который прошел через нагрузку, считается равным по величине напорному потоку 1 и измерен с некоторой погрешностью ζ. При изменении величины напорного потока 1 изменяется, например, пропорционально, с противоположным знаком (инверсно) величина обратного потока 7.The pressure stream 1 of the medium passes through the adder 2 streams, forming a total stream 3 by attaching a return stream 7, which is separated from the total stream 3 in the separator 5, in the device 11, the value of the return stream 7 is subtracted from the total stream 3 and the signal of the actual pressure flow rate is fixed flow 1 on indicator 12. It is assumed that after the subtraction procedure, that flow 6 that has passed through the load is considered equal to the pressure flow 1 and is measured with some error ζ. When changing the magnitude of the pressure flow 1 changes, for example, proportionally, with the opposite sign (inverse), the magnitude of the reverse flow 7.

Весь диапазон измерения (фиг.2) разделяют на две части: в первой работает обратный поток 7, во второй не работает обратный поток, в первой части диапазона обратный поток 7 принудительно направляют к напорному потоку 1, изменяют величину обратного потока 7:The entire measurement range (Fig. 2) is divided into two parts: in the first, the return flow 7 works, in the second the return flow does not work, in the first part of the range, the return flow 7 is forcibly directed to the pressure flow 1, the value of the return flow 7 is changed:

- увеличивают его при уменьшении напорного потока 1 до согласованного (выбранного нижнего) значения первой части диапазона, или- increase it with decreasing pressure flow 1 to a consistent (selected lower) value of the first part of the range, or

- уменьшают его величину до нуля по мере увеличения напорного потока 1 до согласованного (выбранного верхнего) значения первой части диапазона.- reduce its value to zero as the pressure stream 1 increases to a consistent (selected upper) value of the first part of the range.

В первой части диапазона из суммарного потока 3 вычитают обратный поток 7, фиксируя величину на индикаторе 12, во второй остальной части диапазона измерения при нулевой величине обратного потока 7 напорный поток 1 измеряют расходомером 4, сигнал которого непосредственно проходит через устройство 11 на индикатор 12, фиксируя расход напорного потока 1 во втором диапазоне.In the first part of the range, the return flow 7 is subtracted from the total flow 3, fixing the value on the indicator 12, in the second remaining part of the measuring range, when the return flow 7 is zero, the pressure flow 1 is measured by a flowmeter 4, the signal of which directly passes through the device 11 to the indicator 12, fixing the flow rate of the pressure stream 1 in the second range.

В схеме на фиг.1 звеном 14 обратной связи служат расходомер обратного потока 9 и насос 8, который имеет инверсную характеристику «расход-давление» по отношению к изменению расхода (потенциалу) напорного потока, звеном 13 прямой цепи является расходомер 4, разделитель потока 5.In the circuit of FIG. 1, the feedback link 14 serves as a feedback flow meter 9 and a pump 8, which has an inverse “flow-pressure” characteristic with respect to a change in the flow rate (potential) of the pressure flow, the direct chain link 13 is a flow meter 4, a flow splitter 5 .

Звенья 13 и 14 включены по встречно-параллельной схеме для уменьшения относительной погрешности ζ, измерения схемы, которая расчитывается по известной формуле (Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1970, с.108):Links 13 and 14 are included in a counter-parallel circuit to reduce the relative error ζ, measuring the circuit, which is calculated by the well-known formula (D. Braslavsky. Instruments and sensors of aircraft. M., Mechanical Engineering, 1970, p. 108):

ζ=ψ1ζ12ζ2,ζ = ψ 1 ζ 1 + ψ 2 ζ 2 ,

где ψ1=1/(1+S1S2) - коэффициент влияния звена 1 и ζ1 - его относительная погрешность,where ψ 1 = 1 / (1 + S 1 S 2 ) is the influence coefficient of link 1 and ζ 1 is its relative error,

ψ2=-S1S2/(1+S1S2) - коэффициент влияния звена 2 и ζ2 - его относительная погрешность,ψ 2 = -S 1 S 2 / (1 + S 1 S 2 ) is the influence coefficient of link 2 and ζ 2 is its relative error,

здесь S1 - крутизна характеристики «давление-расход» звена прямой цепи, here S 1 - the steepness of the characteristic "pressure-flow rate" of the direct chain link,

S2 - крутизна характеристики «давление-расход» звена обратной связи.S 2 is the slope of the pressure-flow characteristic of the feedback link.

Поскольку ψ2 при такой схеме включения звеньев всегда со знаком минус, то общая относительная погрешность схемы измерения в первой части диапазона измерения снижена по сравнению с относительной погрешностью общей схемы.Since ψ 2 with such a scheme of switching on the links is always with a minus sign, the overall relative error of the measurement circuit in the first part of the measurement range is reduced in comparison with the relative error of the general circuit.

Расширение диапазона измерения расхода достигается разделением его на две части с понижением уровня измерения в первой части диапазона. Величина обратного потока 7 звена обратной связи 14 позволяет повысить чувствительность расходомера 4 до согласованной нижней границы измерения, добавляя часть расхода, которой не хватает для начала уверенной работы расходомера 4. В известном устройстве обратный поток возвращается в магистраль (бак, емкость), в которой информационное поле по величине сигнала давления близко к нулю, т.к. насос, расположенный после точки суммирования потоков, определяет величину потенциала перед нагрузкой, а перед сумматором 2 создается разрежение (всасывание потока) и потенциал близок к нулю. В предложенном измерителе обратный поток возвращается в информационную линию с давлением по величине, отличной от нуля. В этом случае для реализации встречно-параллельной схемы с отрицательной обратной связью необходима инверсная характеристика «давление-расход» звена на обратной связи. Т.е. при увеличении потенциала (давления) и расхода измеряемого потока Q в точке суммирования расход обратного потока 7 уменьшается согласно характеристике «Q-Р» звена обратной связи независимо от сигнала управления на его снижение. Сигнал управления от устройства сравнения 11 совпадает по знаку со знаком снижения расхода насоса 8 по характеристике «Q-Р» и необходим для стабилизации расхода по каналу 3 и поддержания на постоянном уровне, для сохранения ООС и уменьшения погрешности схемы измерения расхода в первой части диапазона.The expansion of the flow measurement range is achieved by dividing it into two parts with a decrease in the measurement level in the first part of the range. The value of the return flow 7 of the feedback link 14 allows to increase the sensitivity of the flowmeter 4 to the agreed lower measurement boundary, adding a part of the flow rate that is not enough to start the reliable operation of the flowmeter 4. In the known device, the return flow returns to the highway (tank, tank), in which the information the field is close to zero in magnitude of the pressure signal since the pump located after the point of summing the flows determines the potential value before the load, and a vacuum (suction of the flow) is created in front of the adder 2 and the potential is close to zero. In the proposed meter, the return flow returns to the information line with a pressure of a value other than zero. In this case, to implement a counter-parallel circuit with negative feedback, an inverse pressure-flow characteristic of the feedback link is required. Those. with increasing potential (pressure) and flow rate of the measured flow Q at the summation point, the flow rate of the reverse flow 7 decreases according to the characteristic “Q-P” of the feedback link regardless of the control signal for its decrease. The control signal from the comparison device 11 coincides in sign with the sign of decreasing the flow rate of the pump 8 according to the “Q-P” characteristic and is necessary to stabilize the flow rate through channel 3 and maintain it at a constant level, to preserve the environmental protection and reduce the error of the flow measurement circuit in the first part of the range.

Работа (фиг.3, см. строка «Q2», колонка 1) обратного потока 7 начинается с условного нуля, например Q2=20 л/ч, рабочей точки интервала между точкой уверенной работы расходомера 4 (например, Q1=40 л/ч) и пониженной согласованной границы измерения (например, Q=20 л/ч).Work (figure 3, see line "Q 2 ", column 1) of the return flow 7 begins with a conditional zero, for example Q 2 = 20 l / h, the working point of the interval between the point of reliable operation of the flow meter 4 (for example, Q 1 = 40 l / h) and a reduced agreed measurement limit (e.g. Q = 20 l / h).

При недостаточном суммарном расходе по каналу 3, например Q<20 л/ч (строка «вход Q», колонка 1) и Q1=Q+Q2<40 л/ч, проходящем через расходомер 4, индикатор 12 не показывает процесса измерения (строка «индикатор Q», колонка 1). Т.е. расход Q<20 л/ч вообще не измеряется.If there is insufficient total flow rate through channel 3, for example, Q <20 l / h (line “input Q”, column 1) and Q 1 = Q + Q 2 <40 l / h passing through flowmeter 4, indicator 12 does not show the measurement process (line “Q indicator”, column 1). Those. flow rate Q <20 l / h is not measured at all.

При достаточном Q1=Q+Q2≥40 л/ч суммарном расходе по каналу 3, проходящем через расходомер 4, индикатор 12 показывает процесс измерения Q=Q1-Q2≥20 л/ч. В устройстве 10 заложена изначально величина - задан «условный» ноль Q20=20 л/ч для сравнения с поступающим приращением по расходу от расходомера 4. В этом же устройстве 10 фиксируется приращение δQ=Q2-Q20≥0, которое является сигналом к изменению производительности насоса 8, и величина Q2 обратного потока 7 понижается на величину превышения над величиной 40 л/ч, поддерживая величину 40 л/ч постоянной (строка «Q1», колонка 2), и так далее, величина Q2 обратного потока 7 с увеличением напорного потока 1 (строка «вход Q», колонка 2) уменьшается по команде устройства сравнения 11 блоком питания 10 насоса 8 обратного потока 7.With sufficient Q 1 = Q + Q 2 ≥40 l / h, the total flow rate through channel 3 passing through the flowmeter 4, indicator 12 shows the measurement process Q = Q 1 -Q 2 ≥20 l / h. The value 10 is initially set in the device 10 — a “conditional” zero Q 20 = 20 l / h is set for comparison with the incoming flow increment from the flow meter 4. In the same device 10, the increment δQ = Q 2 -Q 20 ≥0 is fixed, which is a signal to a change in the performance of the pump 8, and the value of Q 2 of the return flow 7 decreases by the amount of excess over the value of 40 l / h, maintaining the value of 40 l / h constant (line “Q 1 ”, column 2), and so on, the value of Q 2 is the return flow 7 with increasing pressure flow 1 (line "input Q", column 2) decreases by command Comparison system 11 by the power unit 10 of the pump 8 of the return flow 7.

Если расход Q>40 л/ч и более (строка «вход Q», колонка 3 или 7,8), то насос ПН выключается из работы, расход Q2 равен нулю (см. строка «Q2», колонка 3), и работает только расходомер 4, измеряя Q1=Q по второй части диапазона измерения (строка «индикатор Q», колонка 3, 7, 8).If the flow rate is Q> 40 l / h or more (line “input Q”, column 3 or 7.8), then the PN pump is turned off, the flow rate Q 2 is zero (see line “Q 2 ”, column 3), and only flowmeter 4 works, measuring Q 1 = Q in the second part of the measuring range (line “indicator Q”, column 3, 7, 8).

На фиг.2 показано, что величина расхода Q1 поддерживается (горизонтальная линия) по каналу 3 постоянной и равной, например, 40 л/ч. Такое поддержание расхода Q1=const на выбранном уровне необходимо для согласованной работы насоса 8 обратного потока с инверсной характеристикой (уменьшение расхода) по увеличению перепада давления во входном трубопроводе 1 в точке суммирования 2.Figure 2 shows that the flow rate Q 1 is maintained (horizontal line) along the channel 3 constant and equal, for example, 40 l / h This maintenance of the flow rate Q 1 = const at the selected level is necessary for the coordinated operation of the reverse flow pump 8 with an inverse characteristic (flow rate reduction) to increase the pressure drop in the inlet pipe 1 at the summation point 2.

В другом варианте исполнения связи между расходом Q1 и Q2 можно допустить, что Q1=var≤60 л/ч и Q2=const=20 л/ч, при достижении Q1=60 л/ч, звено обратной связи 14 выключается из работы. При такой схеме работы, напоминающей работу схемы прототипа, в которой насос работает постоянно, существуют два недостатка.In another embodiment, the connection between the flow rate of Q 1 and Q 2 can be assumed that Q 1 = var≤60 l / h and Q 2 = const = 20 l / h, when Q 1 = 60 l / h is reached, feedback link 14 shuts down from work. With this type of operation, reminiscent of the operation of the prototype circuit, in which the pump operates continuously, there are two drawbacks.

Первый недостаток - насос 8 должен по своим техническим данным иметь возможность преодолевать уровень потенциала в канале 1 при наращивании расхода, например, до 60 л/ч, т.к. при увеличении расхода Q на входе 1 увеличивается перепад давления в точке суммирования. В предложенном измерителе насос ПН в схеме находится до сумматора 2 по течению обратного потока 7, а не после, и прокачивает только обратный поток 7.The first drawback is that, according to its technical data, pump 8 should be able to overcome the level of potential in channel 1 while increasing the flow rate, for example, to 60 l / h, because with an increase in flow rate Q at inlet 1, the pressure drop at the summation point increases. In the proposed meter, the PN pump in the circuit is located upstream of the adder 2 in the return flow 7, and not after, and only the reverse flow 7 is pumped.

Второй - самый важный недостаток - в такой схеме суммирования (подобно известной) напорного и обратного потоков возникает ПОС (положительная обратная связь) вместо ООС, которая увеличивает погрешность измерения в диапазоне от сниженного порога (20 л/ч) до начала уверенной работы расходомера (40 л/ч).The second - the most important drawback - in such a summation scheme (like the well-known) of the pressure and return flows, POS (positive feedback) occurs instead of the OOS, which increases the measurement error in the range from a reduced threshold (20 l / h) to the start of reliable operation of the flow meter (40 l / h).

Принципиальное отличие схем понижения уровня порога чувствительности в предложенном способе и в прототипе в части определения погрешности измерения состоит в изменении существа обратной связи - ПОС заменяется на ООС.The fundamental difference between the schemes for lowering the threshold level of sensitivity in the proposed method and in the prototype in terms of determining the measurement error consists in changing the essence of the feedback - the PIC is replaced by the OOS.

Предложенный способ предоставляет возможность получения различной функциональной связи между величинами напорного и обратного потоков среды. Например, для сокращения постоянной времени звеньев прямой цепи насос 8 включается с упреждением.The proposed method provides the opportunity to obtain various functional relationships between the pressure and return flows of the medium. For example, to reduce the time constant of the links of the direct chain, the pump 8 is turned on proactively.

Когда в процессе увеличения напорного потока 1 достигается точка уверенной работы расходомера 4, то к этому моменту величина обратного потока 7 близка к нулю (фиг.2) и дальнейшее увеличение величины напорного потока 1 доводит его до полного исчезновения. Звено 14 выключается из работы измерения напорного потока 1 и осуществляется переход во вторую часть диапазона измерения, в которой расход Q напорного потока 1 измеряется только расходомером 4. Диапазон измерения второй части остается прежним, который не уменьшается при включении в работу первой части диапазона. Общий диапазон измерения расширен и понижен нижний уровень измерения расходомера 4, который ранее, до включения обратного потока 7, был недоступен, не снижая верхнего значения второй части диапазона. Проходное сечение закрыто для циркуляции потока 7 при неработающем насосе и неработающий насос 8 через себя не пропускает поток 7.When in the process of increasing the pressure flow 1 the reliable operation point of the flow meter 4 is reached, then by this moment the return flow 7 is close to zero (Fig. 2) and a further increase in the pressure flow 1 brings it to complete disappearance. The link 14 is switched off from the measurement operation of the pressure stream 1 and a transition is made to the second part of the measuring range, in which the flow Q of the pressure stream 1 is measured only by the flow meter 4. The measuring range of the second part remains the same, which does not decrease when the first part of the range is included in the operation. The overall measurement range has been expanded and lowered the lower level of measurement of the flowmeter 4, which was previously inaccessible before turning on the reverse flow 7, without lowering the upper value of the second part of the range. The bore is closed for circulation of the flow 7 when the pump is idle and the idle pump 8 does not let flow 7 through itself.

При открытом проходном сечении неработающего насоса 8 его канал может использоваться как байпас с пересчетом коэффициента пропускания потока через всю схему, увеличивая общую пропускную способность схемы измерения и расширяя общий диапазон измерения. При этом часть напорного потока проходит через проходное сечение насоса 8 (фиг.2, верхняя кривая характеристики «P-Q»). В случае использования канала байпаса достигается расширение второй части диапазона измерения увеличением максимального значения расхода.With the open passage section of the idle pump 8, its channel can be used as a bypass with recalculation of the transmittance of the flow through the entire circuit, increasing the overall throughput of the measuring circuit and expanding the overall measuring range. In this case, part of the pressure flow passes through the bore of the pump 8 (Fig.2, the upper curve of the characteristic "P-Q"). In the case of using the bypass channel, the expansion of the second part of the measuring range is achieved by increasing the maximum flow rate.

При малых сечениях байпаса при измерении во второй части диапазона этим потоком можно пренебречь.For small bypass cross-sections, when measured in the second part of the range, this flow can be neglected.

Claims (2)

1. Измеритель расхода потока среды, содержащий последовательно соединенные с входным каналом сумматор, расходомер напорного потока и делитель потока, соединенный с ним расходомер обратного потока, устройство сравнения расходов и индикатор расхода, отличающийся тем, что до сумматора для обратного потока подключен насос с характеристикой «давление-расход», связанный с устройством сравнения расходов и подключающийся по его сигналу.1. A flow meter of a medium flow comprising an adder connected in series with the input channel, a pressure flow meter and a flow divider, a return flow meter connected thereto, a flow comparison device and a flow indicator, characterized in that a pump with the characteristic “ pressure-flow "associated with the device for comparing costs and connected by its signal. 2. Измеритель расхода потока среды по п. 1, в котором дополнительно в канал между насосом и сумматором установлен обратный клапан. 2. The flow meter of the medium according to claim 1, in which a check valve is additionally installed in the channel between the pump and the adder.
RU2013129347/28A 2013-06-27 2013-06-27 Medium flow rate meter RU2572461C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129347/28A RU2572461C2 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Medium flow rate meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129347/28A RU2572461C2 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Medium flow rate meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013129347A RU2013129347A (en) 2015-01-10
RU2572461C2 true RU2572461C2 (en) 2016-01-10

Family

ID=53278774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129347/28A RU2572461C2 (en) 2013-06-27 2013-06-27 Medium flow rate meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2572461C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168831U1 (en) * 2016-10-14 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter
RU169460U1 (en) * 2016-11-24 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter
RU172725U1 (en) * 2017-02-17 2017-07-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук TURBINE GAS FLOW METER
RU173644U1 (en) * 2017-02-27 2017-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук FLOW METER CONTROL DEVICE
RU175419U1 (en) * 2017-08-18 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук GAS FLOW METER
RU176077U1 (en) * 2017-08-18 2017-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Combined gas flow meter
RU180586U1 (en) * 2018-03-16 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Variable Flow Meter
RU182096U1 (en) * 2018-05-11 2018-08-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter calibration device
RU182094U1 (en) * 2018-04-27 2018-08-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter with calibration device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175433A (en) * 1976-12-27 1979-11-27 Sotokazu Rikuta Method of and apparatus for the measurement of the rate of flow by means of a bypass
RU2157967C2 (en) * 1998-05-21 2000-10-20 Институт проблем управления РАН Procedure measuring flow rate of fluid medium
DE102004019521A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-10 Abb Patent Gmbh Fluid flow measurement unit, e.g. for HVAC applications, has a bypass line with a flow sensor and a main line which incorporates a flow former in order to ensure a linear relationship between pressure drop and flow rate
RU2435142C1 (en) * 2010-04-05 2011-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device for component-wise measurement of flow rate of unstripped gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175433A (en) * 1976-12-27 1979-11-27 Sotokazu Rikuta Method of and apparatus for the measurement of the rate of flow by means of a bypass
RU2157967C2 (en) * 1998-05-21 2000-10-20 Институт проблем управления РАН Procedure measuring flow rate of fluid medium
DE102004019521A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-10 Abb Patent Gmbh Fluid flow measurement unit, e.g. for HVAC applications, has a bypass line with a flow sensor and a main line which incorporates a flow former in order to ensure a linear relationship between pressure drop and flow rate
RU2435142C1 (en) * 2010-04-05 2011-11-27 Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН Device for component-wise measurement of flow rate of unstripped gas

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168831U1 (en) * 2016-10-14 2017-02-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter
RU169460U1 (en) * 2016-11-24 2017-03-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter
RU172725U1 (en) * 2017-02-17 2017-07-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук TURBINE GAS FLOW METER
RU173644U1 (en) * 2017-02-27 2017-09-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук FLOW METER CONTROL DEVICE
RU175419U1 (en) * 2017-08-18 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук GAS FLOW METER
RU176077U1 (en) * 2017-08-18 2017-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Combined gas flow meter
RU180586U1 (en) * 2018-03-16 2018-06-19 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Variable Flow Meter
RU182094U1 (en) * 2018-04-27 2018-08-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter with calibration device
RU182096U1 (en) * 2018-05-11 2018-08-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Gas flow meter calibration device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013129347A (en) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2572461C2 (en) Medium flow rate meter
EP2869038B1 (en) Fluid measurement device
AU2011278293B2 (en) A method and apparatus for composition based compressor control and performance monitoring
KR101105192B1 (en) Method for selecting section of water leakage suspicion by water network analysis and water supply integrated management operating system with function thereof
CN105917157B (en) Leak inhibits device, leak to inhibit system and computer-readable storage medium
US10330122B2 (en) Operating method for a pump, in particular for a multiphase pump, and pump
RU172725U1 (en) TURBINE GAS FLOW METER
KR101753891B1 (en) Apparatus and method of reduced operation for power consumption of parallel operation pump
RU2015132796A (en) FLOW DIFFERENCE IN A CIRCULATION SYSTEM FOR A DRILLING FLUID FOR A DRILLING FLUID PRESSURE REGULATION
Giustolisi et al. Strategies for the electric regulation of pressure control valves
CN103868559A (en) Parallel installation and segmental measurement flow measurement method with large measurement range ratio and device thereof
EP3108239A1 (en) Pumping system for chromatography applications
NO20201135A1 (en) Improved flow measurement
US20150135849A1 (en) System for Production Boosting and Measuring Flow Rate in a Pipeline
RU2531030C1 (en) Volume flow meter
RU168831U1 (en) Gas flow meter
RU169460U1 (en) Gas flow meter
RU180586U1 (en) Variable Flow Meter
RU2531032C1 (en) Method to measure medium flow
US9982846B2 (en) Method and system for controlling hydrodynamic slugging in a fluid processing system
JP2010019677A (en) Gas meter measuring method and gas meter measuring instrument
Pei et al. Energy-efficient pressure regulation model and experiment of lift pump system in deepwater dual-gradient drilling
US20220057244A1 (en) Sensor drift handling in virtual flow metering
EP2869037B1 (en) Flow rate measurement device
RU195157U1 (en) Fluid flow meter

Legal Events

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

Effective date: 20180628