SE445075B - Anordning for metning av trycket hos vetskeformiga, gasformiga och pulverformiga emnen i en rorledning - Google Patents

Description

10 15 20 25 -30 35 8405119-2 2 I beroende av kapacitansändringen bestämmes ämnestrycket il rörledningen.

När denna kända mätanordning användes för mätning av ämnes- trycket i en rörledning, ändras avståndet mellan den orörli- ga elektroden och membranet på grund av'Qtt elektrodytan kor- 'roderar under mätanordningens långvariga arbetsförlopp under inverkan av aggressiva, omvandlaren omgivande medier samt på grund av temperaturinverkan. Detta resulterar i att omvandla- rens kapacitans avviker från sitt ursprungliga värde, vilket minskar noggrannheten i mätning av ämnestrycket i rörlednin- gen . Även en annan anordning för mätning av trycket hos vätskefor- miga, gasformiga och pulverformiga ämnen i en rörledning är _känd, vilken anordning innefattar bryggkopplade mät- och kom- pensationsomvandlare i form av töjningsgivare, som är pålim- made i rörledningens omkretsriktning respektive längs dess generatris. 4 Denna kända mätanordning ger ett avsevärt mätfel på grund av att töjningsgivarna pâverkas av temperaturen.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för mätning av trycket hos vätskefor- miga, gasformiga och pulverformiga ämnen i en rörledning,' vilken anordnings bryggkrets är utformad på ett sådant sätt, att noggrannheten i mätning av ämnestrycket i rörledningen kan ökas avsevärt.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen med en anordning, som erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen. Ytterliga- re egenskaper hos anordningen enligt uppfinningen anges i de övriga patentkraven.

Anordningen enligt uppfinningen för mätning av trycket hos vätskeformiga, gasformiga och pulverformiga ämnen i en rör- ledning innefattar bryggkopplade mät- och kompenseringsomvand- lare, och utmärker sig av att mätomvandlaren innefattar dels 10 15 20 25 30 35 8405119-2 ett avskärmningshus i form av en ihålig, rörledningen omgi- vande cylinder och dels tvâ ringformade, i avskärmningshuset anordnade elektroder, som omger rörledningen under bildande av en viss spalt däremellan och är skilda från varandra i rörledningens axiella riktning och som är anordnade att bil- da en kondensator.

För att noggrannheten i tryckmätningen skall kunna ökas yt- terligare är @g;lämpligt, att kompensationsomvandlaren inne- fattar dels en ringformad, i mätomvandlarens avskärmningshus anordnad skärm, som omger rörledningen under bildande av en viss spalt däremellan, och dels en ringformad, i mätomvandla- rens avskärmningshus anordnad elektrod, som tillsammans med mätomvandlarens ena elektrod bildar en kondensator och som är skild i rörledningens längdaxelriktning från denna elektrod och anordnad att omge den ringformade skärmen under bildande av en viss spalt.

Den enligt föreliggande uppfinning föreslagna anordningen för mätning av trycket hos vätskeformiga, gasformiga och pulver- formiga ämnen i en rörledning gör det möjligt att öka mätnog- grannheten, eftersom nämnda ämnestryck i rörledningen bestäm- mes i beroende av ändringen i kapacitansen mellan de ringfor- made elektroderna.

När anordningen enligt föreliggande uppfinning användes för mätning av diametern hos cylindriska, långsträckta kroppar, ökas mätnoggrannheten även, eftersom diametern bestämmes i beroende av ändringen i kapacitansen mellan de ringformade elektroderna.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett elektriskt kopplingsschema över anordning- en enligt uppfinningen för mätning av trycket hos vätskefor- miga, gasformiga och pulverformiga ämnen i en rörledning, fig. 2 schematiskt visar ett delvis sektionerat längdsnitt ge- 10 15 20 25 sd 35 8405119-2 nom den i fig. 1 visade anordningen, fig. 3 visar i större skala än fig. 2 ett längdsnitt genom en andra utföringsform av den på rörledningen anordnade mät- anordningen enligt uppfinningen och* fig. 4 visar ett elektriskt kopplingsschema över den andra, i fig. 3 visade utföringsformen av anordningen enligt uppfin- ningen.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning för mätning av -trycket hos vätskeformiga, gasformiga och pulverformiga ämnen ei en rörledning innefattar transformatorbryggkopplade mätom- vandlare 1 (fig.1) och kompensationsomvandlare 2.

Bryggans ena gren innefattar mätomvandlaren 1 och en första del av en sekundärlindning 3 hos en transformator 4, vars pri- märlindning Svär kopplad till en generator 6. ' Bryggans andra gren innefattar kompensationsomvandlaren 2 och en andra del av transformatorns 4 sekundärlindning 3.

Bryggans diagonalkretsgren utgöres av ett nollindikeringsor- gan 7, vars ena anslutningsklämma är kopplad till mät- och kompensationsomvandlarna 1 resp. 2 och vars andra anslutninge- klämma är kopplad till transformatorns 4 sekundärlindning 3.

Mätomvandlaren 1 (fig. 2) innefattar ett avskärmningshus 8 i form av en ihålig cylinder, som är anordnad att under bil- dande av en spalt omge en rörledning 9, vari trycket hos ett vätskeformigt, gasformigt eller pulverformigt ämne skall mä- tas. I huset 8 är medelst isolatorer 10 och 11 tvâ ringforma- de elektroder 12 resp. 13 anordnade, mellan vilka en kondensa- tor bildas. Elektroderna 12 och 13 är anordnade att omge rör- ledningen 9 under bildande av en viss spalt och skilda från varandra i rörledningens 9 längdaxelriktning.

Kompensationsomvandlaren 2 är uppbyggd av två segmentformade elektroder 14 och 15, vilka är förbundna med varandra medelst 10 15 20 25 30 35 8405119-2 en skruv 16 och bildar en kondensator med variabel kapaci- tans. d Elektroden 14 är elektriskt kopplad till elektroden 13, under det att elektroderna 15 och 12 är försedda med utgående elekt- riska anslutningsledare.

Enligt en annan möjlig utföringsform av mätanordningen enligt föreliggande uppfinning är kompensationsomvandlaren 2 (fig. 3) för att mätnoggrannheten skall kunna ökas ytterligare försedd med en ringformad skärm 17, som är anordnad i mätomvandlarens '1 avskärmningshus 18 och omger rörledningen 9 under bildande av en viss spalt. Avskärmningshuset 18 innehåller en ringfor- mad elektrod 19, som i kombination med mätomvandlarens 1 ena ringformade elektrod 20 bildar en kondensator, såsom framgâr_ av fig. 4. Den ringformade elektroden 19 (fig. 3) är i samma riktning som rörledningens 9 längdaxel skild från den ringfor- made elektroden 20 och omger den ringformade skärmen 17 under kvarlämnande av en viss spalt. ' Elektroderna 19 och 20 är anordnade i avskärmningshuset 18 me- delst isolatorer 21 resp. 22 och försedda med utgående elekt- riska anslutningsledare. ' Samtliga elektroder kan ha samma diameter." Elektroderna 12 och 20, avskärmningshuset 18 och rörledningen 9 bildar en s.k. korsformad kondensator, under det att elekt- - roderna 20 och 19, avskärmningshuset 18, den ringformade skär- men 17 och rörledningen 9 bildar en andra korsformad kondensa- tor(med en korsformad kondensator menas en sådan, i vilken ka- pacitanserna mellan motliggande elektroder är lika).

Anordningen för tryckmätning enligt uppfinningen arbetar på följande sätt.

En sinusformad växelspänning från generatorn 6 (fig. 1) matas till transformatorns 4 primärlindning 5 och transformeras över till dess sekundärlindning 3, i vars krets mät- och kompensa- 10 15 20 25 30 35 8405119-2 6 tionsomvandlarna 1 resp. 2 är inkopplade. Mätomvandlarens 1 elektrod 13 (fig. 2) är elektriskt kopplad till kompensa- tionsomvandlarens 2 elektrod 14. Élektroderna 12 och 13 är anordnade i huset 8, samtidigt som spalten finns mellan des- sa elektroder och rörledningen 9. Kompensationsomvandlaren 2 placeras vid ett valfritt ställe i förhållande till rörlednin- gen 9. När ämnet ifråga strömmar genom rörledningen 9, defor- meras rörledningens 9 väggar under inverkan av tryckkraften från ämnet, vilket med andra ord innebär att rörledningens 9 diameter ändras, varför kapacitansen mellan elektroderna 12 och.13 ändras.

Under den begynnelseperiod, när ämnet saknas i rörledningen 9, flyttas elektroden 14 i förhållande till elektroden 15 med kompensationsomvandlarens 2_skruv 16, tills transformatorbryg- gan utbalanserats, varvid bryggans balans kontrolleras med nollindikeringsorganet 7 (fig. 1).

När ämnet strömmar genom rörledningen 9 (fig. 2), börjar det trycka på rörledningens 9 väggar och deformera dessa, varför rörledningens 9 diameter ändras, vilket resulterar i en änd- ring av kapacitansen mellan mätomvandlarens 1 elektroder 12 och 13. Obalanssignalen från bryggan matas till nollindike- ringsorganet 7 (fig. 1), vars utslag är en funktion av tryc- ket i rörledningen 9. * I Den i fig. 1 och 2 visade mätanordningen enligt föreliggande uppfinning kan även användas för mätning av diametern hos cy- lindriska långsträckta kroppar, eftersom ämnestrycket i rör- - ledningen 9 motsvarar en ändring av rörledningens 9 diameter.

Den i íig. 3 och 4 visade utföringsformen av mätanordningen enligt föreliggande uppfinning fungerar på samma sätt som an- ordningen enligt fig. 1 och 2 med undantag av att de båda om- vandlarna 1 och 2 (se fig. 3) placeras på rörledningen 9.

Elektroden 19 är anordnad i den ringformade skärmen 17 under bildande av en spalt däremellan, under det att skärmen 17 är anordnad i avskärmningshuset 18. :iär hos det angivande 10 -15 20 25 30 35 a4ns119-2 7 mediet mellan elektroderna 12 och 20 samt mellan elektroderna 20 och 19 änd- ras, inverkar ändringen hos det omgivande mediets tempera- tur och hos dielektricitetskonstanten icke på mätnoggrann- heten, eftersom omvandlarnas 1 och 2 (se fig_ 4) kQn¿ensa_ torer uppvisar lika begynnelsekapacitanser och är inkopplade i bryggans närliggande grenar. ' Ifall en dielektrisk film är anbringad på rörledningen 9 (fig. 3), bestämmes omvandlaren 1 kapacitans.C av sambandet: 2b - 1 2b 2 - 1 N Cß Co.|v1- -H- 'ål-Ef " (ï) (íLšf) (-1 -111 2)+..--] (1) Om den dielektriska filmen är placerad på elektroden 19, be- stämmes omvandlarens 2 kapacitans C av sambandet: e - 1 2 (--'----) (2) 5 | där bi är filmtjocxleken, e är filmens dielektricitetskonstant, 2 e Co = Eiiïë-15-_är den s.k. korsformade kondensatorns begynnelsekapacitans, H är avståndet mellan elektroderna 12 och 20 eller mellan elektroderna 20 och 19, mellan avskärmningshuset 18 och rör- ledningen 9 eller mellan den ringformade skärmen 17 och den korsformade kondensatorns elektroder, L är elektrodernas 12, 20, 19 geometriska medellängd.

När insidorna hos avskärmningshuset 18, hos den ringformade skärmen 17, och hos omvandlarnas 1 och 2 elektroder 12, 20, 19 korroderas, bildas dielektriska filmer, vilka i det förs- ta fallet och i det senare fallet förorsakar en minskning av kapacitansen (se sambandet 1) respektive en ökning av ka- pacitansen (se sambandet 2). Den sammanlagda ändringen av omvandlarnas 1 och 2 kapacitans är i det närmaste lika med (%?)2, vilket värde kan försummas.

När mätomvandlaren 1 (fig. 4) och kompensationsomvandlaren 2 inkopplas i transformatorbryggans närliggande kretsgrenar, 10 15 20 25 8405119-2 8 inverkar ändringen hos dielektricitetskonstanten och tem- peraturen hos det omgivande mediet icke på mätnoggrannhe- ten, om de båda kondensatorernas elektroder 12, 20, 19 har en och samma längd L.

Den ändring i rörledningens 9 (fig. 3) diameter, som föror- sakas av ämnestryckändringen, inverkar endast pâ elektroder- na 12 och 20, under det att ändringen i diametern hos rör- ledningen 9 mellan elektroderna 20 och 19 icke förorsakar någon kapacitansändring mellan elektroderna 20 och 19 till följd av att elektroden 19 är anordnad i den ringformade skär- men 17 i förhållande till rörledningen 9. Den ändring i omvand- larens 1 (fig. 4) kapacitans, som är proportionell mot tryck- ändringen i rörledningen 97 indikeras av nollindikeringsorga- net 7.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning för mätning av tryc- ket hos vätskeformiga, gasformiga och pulverformiga ämnen i en rörledning gör det möjligt att öka mätnoggrannheten för ämnestrycket i rörledningen.

Mätanordningen enligt uppfinningen kan även användas för mät- ning av diametern hos cylindriska lângsträckta kroppar.

Genom att anordningen enligt uppfinningen ger stor snabbhet vid kontroll av trycket kan man med denna anordning mäta tryc- ket i en rörledning, genom vilken man transporterar ämnen, som förorsakar ändringar i rörledningens diameter genom att dessa ämnen trycker på rörledningens väggar. ...___-earn _........

Claims (2)

10 15 20 s4os119é2 Patentkrav

1. Anordning för mätning av trycket hos vätskeformiga, gas- formiga och pulverformiga ämnen i en rörledning, vilken an- ordning innefattar bryggkopplade mät- och kompensationsomvand- lare (1 resp. 2), k ä n n e t e c k n a d av att mätomvand- laren (1) innefattar ett avskärmningshus (8, 18) i form av en ihålig, rörledningen (9) omgivande cylinder och två ringfor- made, i avskärmningshuset (8, 18) anordnade elektroder (12, 13 resp. 12, 20), som bildar en kondensator och omger rörled- ningen (9) under bildande av en viss spalt däremellan och som ' är skilda från varandra i samma riktning som rörledningens (9) längdaxel.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kompensationsomvandlaren (2) innefattar dels en_ringformad, i mätomvandlarens (1) avskärmningshus (18) anordnad skärm (17), som omger rörledningen (9) under bildande av en viss spalt däremellan, och dels en ringformad, i mätomvandlarens (1) av- skärmningshus (18) anordnad elektrod (19), som i kombination med mätomvandlarens (1) ena elektrod (20) bildar en kondensa- tor och som är skild från elektroden (20) i samma riktning som rörledningens (9) längdaxel och omger den ringformade skärmen (17) under bildande av en viss spalt däremellan.