RU30196U1 - Устройство для определения скорости газового потока - Google Patents

Description

20 О 3 : ; О 4 4 2 4 Устройство для определения скорости газового потока

Полезная модель относится к устройствам определения скорости газовых нотоков путем измерения разности давлений с помощью трубок Пито и датчиков давления с тибкой диафрагмой и может быть использована для измерений скорости газового потока, проводимых в нестационарных условиях как при повышенной температуре, так и при большом содержании пыли и наличии агрессивных компонентов газового потока.

Известно устройство для определения скорости газового потока, выполненное в виде пневмометрической (напорной) трубки и соединенного с ней микроманометра (ГОСТ 17.2.4.06-90). В качестве измерительного прибора использован жидкостный микроманометр, имеюпщй большие габариты, низкую чувствительность и требующий строго горизонтальной установки по уровню. Значение скорости потока надо рассчитывать по показаниям микроманометра, соединенного с напорной трубкой с помош ю длинных резиновых шлангов. Это устройство предназначено для измерения скоростей не менее 4 м/с, имеет низкую точность измерений и неудобно в работе.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является устройство для определения скорости газового потока, содержащее пневмометрическую трубку, соединенную с дифференциальным мембранным датчиком давления, установленным в корпусе микроманометра вместе с подключенным к нему блоком обработки сигналов, и блок управления и индикации, подключенный к блоку обработки сигналов (Дифференциальный манометр цифровой ДМЦ-01М. Руководство по эксплуатации 5.910.000 РЭ.- М., 2002). Это устройство позволяет сразу определять скорость газопылевых потоков.

МПК 7 G 01Р 5/16; G OIL 7/08, 19/02

сколько метров) гибких шлангов. Это влечет за собой низкую точность измерения скорости нотока при скоростях ниже 4-5 м/с, так как самые незначительные относительные изменения положения между пневмометрической трубкой и микроманометром, неизбежные в процессе проведения замеров, создают в шлангах толчки давления, которые искажают результаты измерения, что при малых величинах измеряемых перепадов давления приводит к большой погрешности измерения. Кроме того, для проведения измерений с помош1.ю этого устройства обязательным является требование стабилизации корпуса микроманометра в том положении, в котором будут проводиться измерения. Изменение пространственной ориентации микроманометра во время проведения замера приводит к изменению положения мембраны датчика под действием собственного веса и появлению дополнительного сигнала, не связанного с измеряемой величиной (перепадом давлеьшя), что приводит к дополнительной погрешности измерения. Выполнение требования стабилизации корпуса микроманометра в нестационарных условиях не всегда возможно, что влечет за собой появление большой погрешности измерений, особенно в области низких значений скоростей газовых потоков.

Задача полезной модели - повышение точности измерений скорости газового потока за счет уменьшения погрешности при проведении измерений в нестационарных условиях, особенно в области низких значений скоростей.

Технический результат - устранение толчков давления и исключение влияния на результат измерения изменения пространственного положения устройства при проведении измерений в нестационарных условиях; увеличение полезного сигнала; сохранение возможности использования пневмометрических трубок разных размеров; повышение удобства пользования устройством.

Этот результат достигается тем, что в известном устройстве для определения скорости газового потока, содержащем пневмометрическую трубку, соединенную с дифференциальным мембранным датчиком давления, установленным в корпусе микроманометра вместе с подключенным к нему блоком обработки сигналов, а также блок управления и индикации, подключенный к блоку обработки сигналов, авторы предлагают в корпусе микроманометра установить компенсатор влияния наклонов корпуса микроманометра, подключенный к блоку обработки сигналов, пневмометрическую трубку жестко закрепить на корпусе микроманометра, а блок управления и индикации разместить в отдельном корпусе и соединить с блоком обработки сигналов гибким электрическим кабелем. Компенсатор влияния наклонов корпуса микроманометра может быть выполнен в виде второго дифференциального мембранного датчика давления, установленного в корпусе микроманометра параллельно первому датчику и инверсно подключенного к блоку обработки сигналов. Пневмоканалы второго дифференциального мембранного датчика давления могут быть подсоединены к пневмометрической трубке инверсно пневмоканалам первого датчика давления. Жесткое соединение пневмометрической трубки с корпусом микроманометра может быть выполнено разъемным.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для измерения скорости газового потока. Устройство содержит пневмометрическую трубку 1, которая соединена с пневмоканалами 2 дифференциального мембранного датчика давления 3, установленного в корпусе 4 микроманометра. Трубка 1 жестко закреплена на корпусе 4 микроманометра с помощью пневморазъема 5. В корпусе 4 микроманометра установлены блок 6 обработки сигналов, электрически соединенный с датчиком давления 3, и компенсатор 7 влияния наклонов корпуса 4 микроманометра, выполненный в виде второго дифференциального мембранного датчика давления. Компенсатор 7 установлен параллельно датчику давления 3 и подключен к блоку 6 обработки сигналов кшверсно датчику давления 3. Пневмоканалы 8 компенсатора 7 подсоединены к трубке 1 инверсно пневмоканалам 2 датчика 3. Блок управления и индикации 9 размещен в отдельном корпусе 10 и посредством

гибкого электрического кабеля 11 соединен с блоком 6 обработки сигналов.

Наличие компенсатора влияния наклонов корпуса микроманометра исключает влияние на результат измерений изменения пространственного положения мембранного датчика давления. Исключение длинных гибких шлангов, соединявших пневмометрическую трубку с корпусом микроманометра аналога, и жесткое закрепление трубки на корпусе микроманометра позволило устранить возможные толчки давления в процессе проведения измерений, а также сделать устройство более компактным. Всё это при проведении измерений в нестационарных условиях уменьшает погрешность и увеличивает точность измерения скорости газового потока, особенно в области ее низких значений.

При изменении пространственной ориентации микроманометра мембраны обоих датчиков давления прогибаются под действием собственного веса, что вызывает по)1вление дополнительных сигналов, не связанных с измеряемой величиной (перепадом давления). Так как оба датчика давления установлены в корпусе микроманометра параллельно друг другу и электрически инверсно подключены к блоку обработки сигналов, то суммарный эффект влияния прогиба мембран под действием собственного веса равен нулю, то есть второй датчик давления в этом является примером реализации компенсатора влияния наклонов корпуса микроманометра на измеряемую величину.

Инверсное подключение пневмоканалов второго датчика давления к пневмометрической трубке позволяет увеличить полезный сигнал, поступаюшдй в блок обработки сигналов, что ведет к повышению чувствительности устройства и снижению погрешности измерений.

Разъемное соединение пневмометрической трубки с корпусом микроманометра, например, через пневморазъем, позволяет осуществлять быструю замену пневмометрической трубки и использовать трубки разных размеров в одном устройстве. Для большего удобства поперечные размеры корпусов

микроманометра и блока управления и индикации могут быть выбраны такими, чтобы эти корпуса было удобно держать в руке (площадь поперечного сечения корпуса не более 25 см).

Устройство работает следующим образом. При помещении пневмометри еской трубки 1 в поток газа перепад давления через пневморазъем 5 и пневмоканалы 2 и 8 подается на мембранные датчики дифференциального давления 3 и 7. Это вызывает смещение рабочих участков мембран и появление на электрических выходах датчиков 3 и 7 сигналов, пропорциональных этому смещению. Эти сигналы далее поступают в блок 6 обработки сигналов, где суммируются. При этом составляющие сигналов, возникающие от прогиба мембран датчиков 3 и 7 под действием собственного веса, (если они присутствуют) взаимно компенсируются. Выходной сигнал блока 6 обработки сигналов, пропорциональный перепаду давления, по гибкому электрическому кабелю 11 поступает в блок управления и индикации 9, где преобразуется в сигнал, пропорциональный скорости газового потока, и индицируется на цифровом табло в единицах скорости газового потока, воздействующего в данный момент на пневмометрическую трубку 1.

В процессе измерения корпус 4 микроманометра выполняет роль ручки пневмометрической трубки 1, помещаемой в трубопровод, и удерживается оператором в необходимом положении одной рукой. Другой рукой оператор в удобном для себя положении держит корпус 10, наблюдая за результатом измерения и управляя работой устройства с помощью соответствующих кнопок блока 9.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет без фиксации положения корпуса микроманометра измерять скорости газовых потоков, начиная с 0,3 м/с, за счет снижения погрешности измерений, при этом оно компактно и удобно в использовании при проведении измерений в нестационарных условиях, особенно в труднодоступных местах.

Claims (4)

1. Устройство для определения скорости газового потока, содержащее пневмометрическую трубку, соединенную с дифференциальным мембранным датчиком давления, установленным в корпусе микроманометра вместе с подключенным к нему блоком обработки сигналов, а также блок управления и индикации, подключенный к блоку обработки сигналов, отличающееся тем, что в корпусе микроманометра установлен компенсатор влияния наклонов корпуса микроманометра, подключенный к блоку обработки сигналов, пневмометрическая трубка жестко закреплена на корпусе микроманометра, а блок управления и индикации размещен в отдельном корпусе и соединен с блоком обработки сигналов гибким электрическим кабелем.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсатор влияния наклонов корпуса микроманометра выполнен в виде второго дифференциального мембранного датчика давления, установленного в корпусе микроманометра параллельно первому датчику и инверсно подключенного к блоку обработки сигналов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что пневмоканалы второго дифференциального мембранного датчика давления подсоединены к пневмометрической трубке инверсно пневмоканалам первого датчика давления.

4. Устройство по пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что жесткое соединение пневмометрической трубки с корпусом микроманометра выполнено разъемным.