RU35428U1 - Device for measuring fluid flow - Google Patents
Device for measuring fluid flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU35428U1 RU35428U1 RU2003126649/20U RU2003126649U RU35428U1 RU 35428 U1 RU35428 U1 RU 35428U1 RU 2003126649/20 U RU2003126649/20 U RU 2003126649/20U RU 2003126649 U RU2003126649 U RU 2003126649U RU 35428 U1 RU35428 U1 RU 35428U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- section
- channel
- pipeline
- measuring section
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Устройство для измерения расхода текучих средDevice for measuring fluid flow
Полезная модель относится к расходоизмерительной технике и может быть иснользована для измерения расхода текучих сред в трубопроводах.The utility model relates to flow measuring equipment and can be used to measure the flow of fluids in pipelines.
Известно устройство для измерения скорости (расхода) потока жидкости 1, состоящее из обтекаемого тела, укрепленного на конце соединительного штока, который помещен в защитную трубку. Другой конец соединительного штока закреплен в корпусе измерителя. Устройство для измерения скорости (расхода) потока жидкости 1 измеряет скорость потока с помощью преобразования скорости движения жидкости в силу, измеряемую с помощью тензорезисторов, укрепленных на соединительном штоке.A device for measuring the speed (flow rate) of a fluid stream 1, consisting of a streamlined body mounted on the end of the connecting rod, which is placed in a protective tube. The other end of the connecting rod is fixed in the meter body. A device for measuring the velocity (flow rate) of a fluid flow 1 measures the flow velocity by converting the fluid velocity into a force measured by strain gauges mounted on a connecting rod.
Недостатком этого устройства для измерения скорости (расхода) жидкости потока является зависимость результатов измерения от температуры. Кроме того, устройство для измерения скорости (расхода) потока жидкости не может быть использовано для измерения массового расхода без существенной конструктивной доработки.The disadvantage of this device for measuring the speed (flow rate) of a liquid flow is the dependence of the measurement results on temperature. In addition, a device for measuring the velocity (flow) of a fluid flow cannot be used to measure mass flow without significant structural improvements.
Известен также ряд других устройств, реализующих измерение скорости (расхода) потока жидкости (газа) с набеганием текучей среды на чувствительный упругий элемент, по перемещению которого судят о скорости (расходе) потока 2-4. Главным недостатком этих устройств является их ограниченная функциональная возможность, а именно невозможность измерения массового расхода.A number of other devices are also known that implement the measurement of the velocity (flow rate) of a fluid (gas) flow with a flow of fluid onto a sensitive elastic element, the movement of which is used to judge the flow rate (flow rate) of 2-4. The main disadvantage of these devices is their limited functionality, namely the impossibility of measuring mass flow.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемому устройству является устройство 5 для измерения расхода жидкостей и газов, содержащее измерительный участок трубопровода,The closest technical solution (prototype) to the claimed device is a device 5 for measuring the flow of liquids and gases, containing a measuring section of the pipeline,
пмpm
чувствительный элемент в виде эластичной упругой ферромагнитной пластины, стянутой пружинами в продольном направлении и индукционный датчик. Устройство измеряет пропорциональную расходу частоту деформации упругой пластины от набегающего потока жидкости (газа).a sensitive element in the form of an elastic elastic ferromagnetic plate pulled together by springs in the longitudinal direction and an induction sensor. The device measures the frequency of deformation of the elastic plate proportional to the flow rate from the incoming flow of liquid (gas).
Недостатком известного технического решения устройства измерения расхода жидкости (газа) в трубопроводе так же является его ограниченная функциональная возможность, иначе - невозможность измерения массового расхода. Кроме того, в значительной степени на точность измерения расхода влияет температура текучей среды.A disadvantage of the known technical solution of the device for measuring the flow of liquid (gas) in the pipeline is also its limited functionality, otherwise the impossibility of measuring the mass flow. In addition, the accuracy of the flow measurement is greatly affected by the temperature of the fluid.
Таким образом, цель заявляемого объекта (иначе - требуемый технический результат) заключается в обеспечении известному техническому решению более высоких потребительских свойств путем расширения функциональных возможностей, а именно - обеспечение измерения массового расхода текучей среды в трубопроводе.Thus, the purpose of the claimed object (otherwise, the required technical result) is to provide the well-known technical solution of higher consumer properties by expanding the functionality, namely, providing measurement of the mass flow rate of the fluid in the pipeline.
Требуемый технический результат в заявляемом устройстве достигается тем, что согласно устройству-прототипу, содержаш;ему измерительный участок трубопровода с двумя поперечными сечениями, второе из которых несколько меньше первого, датчики статических давлений текучей среды на стенку измерительного участка трубопровода в обоих его сечениях, а также упругий элемент с конструктивно заданной площадью лобового сопротивления потоку, консольно закрепленный в стенке внутри канала измерительного участка, причем этот элемент снабжен силоизмерительным датчиком, а также вычислитель, соединенный с датчиками, канал измерительного участка, по его длине, состоит из двух частей со штатным, конструктивно заданным, соотношением сечений, части канала измерительного участка - с каждым из этих двух сечений выполнены одинаковой длины и калиброваны по диаметру, оно (заявляемое устройство) снабжено вторым, дополнительным и идентичным первому, упругим элементом, установленным во втором, меньшем, сечении измерительного участка трубопровода, при этом второй упругий элемент такThe required technical result in the inventive device is achieved by the fact that according to the prototype device, it contains a measuring section of the pipeline with two cross sections, the second of which is slightly smaller than the first, static pressure sensors of the fluid on the wall of the measuring section of the pipeline in both its sections, and an elastic element with a structurally predetermined area of frontal resistance to flow, cantilevered in the wall inside the channel of the measuring section, and this element is equipped with a force The measuring sensor, as well as the calculator connected to the sensors, the channel of the measuring section, along its length, consists of two parts with a standard, structurally specified, section ratio, part of the channel of the measuring section - each of these two sections is made of the same length and calibrated in diameter , it (the claimed device) is equipped with a second, additional and identical to the first, elastic element installed in the second, smaller, section of the measuring section of the pipeline, while the second elastic element is so
же снабжен силоизмерительным датчиком, а оба упругих элемента установлены в измерительном участке трубопровода в одной горизонтальной плоскости диаметрально противоположно друг другу.it is also equipped with a force measuring sensor, and both elastic elements are installed in the measuring section of the pipeline in the same horizontal plane diametrically opposite to each other.
Дополнительными отличиями устройства для измерения расхода текучих сред является то, что штатное уменьшение второго сечения измерительного участка составляет 0,7 -т- 0,9 относительно первого; что длина каждой части канала измерительного участка составляет три диаметра сечения меньшего размера, а длина перехода от одного калиброванного сечения к другому равна одному из диаметров канала; что два упругих элемента, два датчика статических давлений и два силоизмерительных датчика в обоих калиброванных сечениях установлены в соответствующих частях канала измерительного участка трубопровода на расстоянии, равном двум третям от начала каждой части канала с конкретным размером сечения.Additional differences of the device for measuring fluid flow is that the regular decrease in the second section of the measuring section is 0.7 -t - 0.9 relative to the first; that the length of each part of the channel of the measuring section is three diameters of a smaller section, and the length of the transition from one calibrated section to another is equal to one of the diameters of the channel; that two elastic elements, two static pressure sensors and two force measuring sensors in both calibrated sections are installed in the corresponding parts of the channel of the measuring section of the pipeline at a distance equal to two-thirds from the beginning of each part of the channel with a specific section size.
Наличие в совокупности существенных признаков, характеризующих заявляемое устройство для измерения расхода текучих сред вышеуказанных отличительных признаков и необнаружение в общедоступных источниках патентной и технической информации эквивалентных технических рещений с теми же свойствами, а также промыщленная применимость предполагают соответствие заявляемого объекта критериям полезной модели.The presence of the essential features characterizing the inventive device for measuring fluid flow of the above distinctive features and the non-detection in the public sources of patent and technical information of equivalent technical solutions with the same properties, as well as industrial applicability suggest that the claimed object meets the criteria of a utility model.
На чертеже приведена принципиальная схема устройства для измерения расхода текучих сред в трубопроводе.The drawing shows a schematic diagram of a device for measuring the flow of fluids in a pipeline.
Устройство состоит из (см. фиг.) измерительного участка 1 трубопровода с двумя калиброванными внутренними сечениями диаметрами DI и DI соответственно. Второе сечение штатно уменьщено относительно первого. В частях канала с двумя штатно (конструктивно) разновеликими сечениями измерительного участка расположены датчики 2 и 3 статических давлений (Pi и PI); выходы датчиков соединены с вычислителем (контроллером) 4.The device consists of (see Fig.) A measuring section 1 of the pipeline with two calibrated internal sections with diameters DI and DI, respectively. The second section is nominally reduced relative to the first. In the parts of the channel with two nominally (structurally) different-sized sections of the measuring section, there are 2 and 3 static pressure sensors (Pi and PI); the outputs of the sensors are connected to the calculator (controller) 4.
кроме того, в обоих сечениях канала консольно размещены конструктивно идентичные упругие элементы в виде пластин 5 и 6 с расположенными на них датчиками 7 и 8 усилий FI и Fi, воспринимающими изгибные механические напряжения пластин и так же соединенными - каждый - с входом вьшислителя 4 (контроллера).in addition, structurally identical elastic elements in the form of plates 5 and 6 with sensors 7 and 8 of the FI and Fi forces located on them, perceiving the bending mechanical stresses of the plates and also connected to each input of the absorber 4 (controller )
Следует отметить, что (как выяснилось экспериментально) оптимальными соотношениями основных конструктивных параметров заявляемого устройства, выполненного в виде вставки в трубопровод (как это изображено на фиг.) являются: длины LI и L обоих частей измерительного участка 1 должны составлять не более трех диаметров D2 части канала с меньшим сечением; меньшее, второе по ходу потока, сечение (S2) должно находиться в пределах 0,7-ьО,9 8ь идентичные упругие элементы 5 и 6 не должны в поперечном сечении потока проецироваться друг на друга и желательно их расположение в горизонтальной плоскости диаметрально друг другу (для исключения погрешностей из-за неоднородности текучей среды по высоте потока); все измерительные элементы устройства, - в каждом из сечений Si и 82 - предпочтительно располагать на расстоянии двух третей длин LI (или L2) от начала каждой части канала измерительного участка с конкретным размером сечения; длина перехода Ln от одного сечения к другому предпочтительно должна быть в пределах величины одного из диаметров (Di или D2), а переход быть выполнен геометрически сглаженным (см. фиг.), то есть с максимально плавной криволинейной образующей.It should be noted that (as it turned out experimentally) the optimal ratios of the main structural parameters of the claimed device, made in the form of an insert into the pipeline (as shown in Fig.) Are: the lengths LI and L of both parts of the measuring section 1 should be no more than three diameters D2 parts a channel with a smaller cross section; a smaller, second along the flow section (S2) should be within 0.7-bO, 9 8b identical elastic elements 5 and 6 should not be projected onto each other in the cross section of the flow, and it is desirable that they be located in the horizontal plane diametrically to each other ( to eliminate errors due to the heterogeneity of the fluid along the height of the stream); all measuring elements of the device — in each of the sections Si and 82 — are preferably located at a distance of two thirds of the lengths LI (or L2) from the beginning of each part of the channel of the measuring section with a specific section size; the length of the transition Ln from one section to another should preferably be within the value of one of the diameters (Di or D2), and the transition should be made geometrically smoothed (see Fig.), that is, with the most smooth curvilinear generatrix.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Движущийся в измерительном трубопроводе 1 поток текучей среды (жидкость, газ), набегая на упругие элементы 5 и 6, создает в них механические напряжения. Эти напряжения с помощью датчиков 7 и 8 усилий преобразуются в электрические сигналы, которые подаются на вход вычислителя (контроллера) 4.Moving in the measuring pipeline 1, a fluid flow (liquid, gas), running on the elastic elements 5 and 6, creates mechanical stresses in them. These voltages with the help of force sensors 7 and 8 are converted into electrical signals that are fed to the input of the calculator (controller) 4.
Силы (FI и РЗ), сопротивления упругих элементов 5 и 6 потоку текучей среды определяются выражениями:The forces (FI and RE), the resistance of the elastic elements 5 and 6 to the fluid flow are determined by the expressions:
р, -5з;(1)p, -5h; (1)
.,(2)., (2)
где р - плотность рабочей среды; Vi, 2 - линейные скорости рабочей среды соответственно в сечениях Sj и 82 измерительного участка трубопровода; 8з и 84 - площади поверхности упругих элементов, воспринимающих напор потока. Для дальнейшего упрощения рассуждений принято, что 8з 84 8.where p is the density of the working medium; Vi, 2 are the linear velocities of the working medium, respectively, in sections Sj and 82 of the measuring section of the pipeline; 8c and 84 are the surface areas of the elastic elements perceiving the pressure of the flow. To further simplify the argument, it is accepted that 8c 84 8.
Алгоритм вычисления расхода сводится к следующим операциям.The flow calculation algorithm is reduced to the following operations.
По известным статическим давлениям PI и Р2 в исходной части канала измерительного участка трубопровода и в штатно суженной части (соответственно в сечениях 8i и 82) определяется статический перепад давления АР:From the known static pressures PI and P2 in the initial part of the channel of the measuring section of the pipeline and in the nominally narrowed part (respectively in sections 8i and 82), the static pressure difference AP is determined:
AP-:Pi-P2.(3)AP-: Pi-P2. (3)
Используя известный математический аппарат, выразим линейную скорость потока через АР:Using the well-known mathematical apparatus, we express the linear flow velocity through the AP:
ДР Р,Р, /1 |(,),(4)DR R, P, / 1 | (,), (4)
В то же время СледовательноAt the same time, therefore
ШьйШShish
V. -V,-(5)V. -V, - (5)
АР- .К 1-1AR- .K 1-1
ТогдаThen
V V
--f--f
Из работы 6 известно, что: , гдеFrom work 6 it is known that:, where
- АР и ДР2 - динамическое давление (давление напора) на упругих элементах 5 и 6; эти динамические давления (давления напора) определяются из формул (1) и (2):- AR and DR2 - dynamic pressure (pressure head) on the elastic elements 5 and 6; these dynamic pressures (pressure head) are determined from formulas (1) and (2):
-X, - коэффициент, учитывающий неравномерность энергетического вклада от скоростей потока по сечению трубопровода, находящийся в диапазоне 1,,15.-X, - coefficient taking into account the unevenness of the energy contribution from the flow rates along the pipeline section, which is in the range 1,, 15.
-Ктр - коэффициент трения внутренней поверхности измерительного участка трубопровода (размерность - ).-Ktr - coefficient of friction of the inner surface of the measuring section of the pipeline (dimension -).
По известным АР и р определяется линейная скорость движения потока (формулы 7 и 8) и соответственно объемный и массовый расходы (Qv и Q):The known AR and p determine the linear velocity of the flow (formulas 7 and 8) and, accordingly, the volume and mass flow rates (Qv and Q):
,S,V,S,,, S, V, S ,,
имоimo
2АР2AR
(7)(7)
(8)(8)
др) other)
(9)(9)
ТРTR
; ;
(10) 2 S, (10) 2 S,
. (И) . (AND)
2 5,2 5,
либо специализированных преобразователей расхода, используя для этого лишь измерительный участок трубопровода с каналом из двух частей штатно разновеликими сечениями, два датчика статического давления, два консольно размещенных в канале идентичных упругих чувствительных элемента с размещенными на них датчиками усилий, воспринимающих их изгибные напряжения в материале упругих элементов и соединенных с входом вычислителя (контроллера), но следует отметить, что заявляемое устройство, достаточно простое в реализации, эксплуатации и обслуживании, особенно эффективно для гомогенных или мелкодисперсных (то есть практически однородных) текучих сред, но для целей коммерческого учета продукции требует дополнительной доработки и/или конструктивного усложнения.or specialized flow transducers, using for this only a measuring section of the pipeline with a two-part channel with nominally different sections, two static pressure sensors, two identical elastic sensing elements cantilever in the channel with force sensors placed on them, perceiving their bending stresses in the material of the elastic elements and connected to the input of the calculator (controller), but it should be noted that the inventive device is quite simple to implement, operate and obs Tinning is especially effective for homogeneous or finely dispersed (i.e., almost uniform) fluids, but for the purpose of commercial accounting of products it requires additional refinement and / or structural complication.
Совокупность существенных признаков (в том числе и отличительных) заявляемого устройства для измерения расхода текучих сред обеспечивает достижение требуемого технического результата, соответствует критериям полезной модели и подлежит защите охранным документом (патентом) РФ в соответствии с просьбой заявителя.The set of essential features (including distinguishing ones) of the inventive device for measuring fluid flow rate ensures the achievement of the required technical result, meets the criteria of a utility model and is subject to protection by a security document (patent) of the Russian Federation in accordance with the request of the applicant.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ИСПО ЬЗОВАННЫЕ ПРИ СОСТАВ.1ШНИИ ОПИСАНИЯ ПРЕДПОЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯSOURCES OF INFORMATION USED IN THE COMPOSITION 1. DESCRIPTION OF THE INVENTION
1.Авторское свидетельство .№ 284464, кл. G01P5/02, 19701. The certificate of authorship .№ 284464, cl. G01P5 / 02, 1970
2.Патент США № 3698245, кл. G01F1/00, 19722. U.S. Patent No. 3,698,245, cl. G01F1 / 00, 1972
3.Авторское свидетельство № 754310, кл. G01P3/36, G01P5/02, 19803. Certificate of authorship No. 754310, cl. G01P3 / 36, G01P5 / 02, 1980
4.Авторское свидетельство № 1037180, кл. G01P5/00, 19824. Copyright certificate No. 1037180, cl. G01P5 / 00, 1982
5.Авторское свидетельство № 901823, кл. G01F1/00, 1982, прототип5. Copyright certificate No. 901823, cl. G01F1 / 00, 1982, prototype
6.Журнал «Измерительная техника, 1993, №6, с. 35 и 36.6.Journal "Measuring equipment, 1993, No. 6, p. 35 and 36.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126649/20U RU35428U1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Device for measuring fluid flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126649/20U RU35428U1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Device for measuring fluid flow |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU35428U1 true RU35428U1 (en) | 2004-01-10 |
Family
ID=36295759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003126649/20U RU35428U1 (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Device for measuring fluid flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU35428U1 (en) |
-
2003
- 2003-09-04 RU RU2003126649/20U patent/RU35428U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100328273B1 (en) | Apparatus and method for measuring material flow in a conduit | |
AU2009204007B2 (en) | Wet gas metering using a differential pressure and a sonar based flow meter | |
CN101839738B (en) | Wet steam flow instrument and measuring method | |
WO2009018694A1 (en) | A multiphase flow metering method and a multiphase flow meter using the same | |
Özahi et al. | Simple methods for low speed calibration of hot-wire anemometers | |
GB2177803A (en) | Flowmeter | |
CN100453978C (en) | Multi-vortex flow meter | |
JP3164632U (en) | Device for determining the flow rate of a bi-directional unsteady fluid flow | |
CN102252722A (en) | Three-differential-pressure gas liquid two-phase fluid flow metering device | |
CN202614634U (en) | Absorption tower slurry density measuring device | |
RU35428U1 (en) | Device for measuring fluid flow | |
Mohadikar et al. | Improvement in the performance of the vortex flowmeter using contraction cone | |
CN106996988A (en) | Oil gas water three phase plug-like disperses flow velocity measuring method | |
CN106932606A (en) | Gas-liquid two-phase slug flow and slug flow flow velocity acoustic-electric bimodal measuring method | |
CN206709908U (en) | A kind of elbow meter | |
Yue-Zhong et al. | Numerical simulating nonlinear effects of ultrasonic propagation on high-speed ultrasonic gas flow measurement | |
RU2247327C1 (en) | Method and device for measuring flow rate of fluid | |
CN201527285U (en) | High-pressure gas-liquid phase flow measuring device | |
RU15787U1 (en) | DENSITY OF LIQUID MEDIA | |
RU53437U1 (en) | SMALL BODY FLOW METER | |
JPH04276519A (en) | Apparatus for measuring mass flow pate of fluid | |
CN205861133U (en) | Venturi double difference pressure ultrasonic flow rate measurement apparatus | |
CN108225469A (en) | A kind of parallel flow sensor | |
CN204535786U (en) | Drop height type flowmeter | |
SU1383142A1 (en) | Device for measuring flow turbulence |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20060905 |