SU1062526A1 - Расходомер - Google Patents

Abstract

РАСХОДОМЕР, содержащий две диафрагмы, установленные на трубопроводе газа, повторитель давлени , Управл юща  камера которого соединена С трубопроводом за первой диафрагмой , а проточна  камера через первый турбулентный дроссель - с трубопроводом перед первой диафрагмой , первый преобразователь- давлени , вход которого соединен с входом вторрго турбулентного дроссел / а выход - с входом вычислительного устройства,.и второй преобразователь давлени , отличают и. йс   тем, что, с целью повьшени  точности измерени  путем устранени  вли ни  в зкости-многокомпонентного газа , в него дополнительно введены два.повторител  со сдвигом, пневмоемкость и дифференцирующее устройство , а также элемент сравнени , импульсатор и два пневмоклапана, причём глуха  камера первого повторител  со сдвигом соединена с соплом повторител  и входом второго турбулентного дроссел , проточна  камера - с выходом второго турбу-. лентного дроссел , а сопло повтори§ тел  - с пневмоемкостью и входом второго преобразовател  давлени , (Л вход дифференцирующего устройства соединен с выходом второго преобразовател  давлени , а его выход через пневмоклапан - с вторым входомвычислительного устройства, положительный вход элемента сравнени  соединен с пневмоемкостью и через первый пневмоклапан с трубопроводом заВторой диафрагмой, его отрицательный вход - с выходом второго повторител  со сдвигом, а выход с входом импульсатора; вход второго повторител  со сдвигом соединен с трубопроводом за второй диафрагмой .а выход импульсатора - с управл ющими входами обоих пневмоклапанов.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к парциальным расходомерам газа, и может найти применение в химической промышленности

Известен расходомер, содержащий диафрагму, установленную на трубопроводе газа, и повторитель давлени  управл юща  камера которого соединена с трубопроводом за диафрагмой, цроточна  камера - через турбулентный дроссель с трубопроводом перед диафрагмой, а сопло - через ламинарный дроссетГь, снабженный устройством термокомпенсации, с атмосферой С 1.1Известен также расходомер, содержащий диафрагму, установленную на трубопроводе газа, повторитель давлени , управл юща  камера которого соединена с трубопроводом газа за диафрагмой, а проточна  камера - через турбулентный дроссель с трубопроводом газа перед диафрагмой, повторитель со сдвигом, управл юща  камера которого соединена с проточной камерой повторител , проточна  камера - с соплом повторител , а сопло - через ламинарный дроссель, счетчик объемного расхода и сопло термокомпенсатора с атмосферой, и измеритель перепада давлени  на ламинарном дросселе 2.

Недостаток этих расходомеров невозможность измерени  расхода многокомпонентных газов при изменении их состава или температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  расходомер, содержащий две диафрагмы установленные последовательно в измерительном трубопроводе, повторитель давлени , управл юща  камера которого соединена с трубопроводом за первой диафрагмой, проточна  камера через турбулентный дроссель с трубопроводом перед первой диафрагмой , а сопло через ламинарный и второй турбулентный дроссели - с трубопроводом за второй диафрагмой, и измерители перепада давлени , входы которы х соединены соответственно с ламинарным и турбулентным дроссел ми, а выходы - с вычислительным устройством 33.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  многокомпонентных газов при изменении их состава или температуры , обусловленна  тем, что на результаты измерени  оказывают вли ни  изменени  в зкости многокомпонентного газа при изменении его температуры или состава, так как ее величина в значительной степени вли ет на проводимость ламинарного дроссел ..,

Это видно, если рассмотреть св зь выходного сигнала расходомера с величиной измер емого расхода:.

Р --1-к . / вых-ъ -V

где Ti-r , Ъ - перепад давлени  соответственно на турбулентном и ламинарном дросселе;

к - коэффициент пропорциональности ; - в зкость - измер емого

газа.

При этом в случае, если состав многокомпонентного газа и, соответственно , его в зкость измен ютс  в процессе измерени , необходимо введение поправочного коэффициента

Tsi

где М-н в зкость газа, на котором отградуирован расходомер

Так, например, если устройство отградуировано на воздухе и производитс  измерение расхода смеси воздуха с хлором, концентраци  хло ра в которой измен етс  в пределах от О до 100%, то .поправочный коэффициент при 0% CljKf, -1, при 100% C2,j к„: 0,75, В этом случае, если концентраци  хлора неизвестна в каждый момент времени, максимальна  погрешность измерени  составит 25%, что определ ет целесообразность использовани  устройства только в тех случа х, если состав измер емого газа измен етс  в незначительных пределах, и, соответственно сужает область-его применени .

Кроме того, .в зкость газа измен етс  и с изменением температуры газа. Дл  воздуха эту зависимость определ ют уравнением

/ (1,745-10 + 5,03-10 3т;.

При этом погрешность измерени  при отклонении температуры от номинального значени  составл ет 0,3%/С, что определ ет целесообразность применени  известного устройства только в случае изменени  температуры измер емого газа в незначительных пределах.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем устранени  вли ни  в зкости многокомпонентного газа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в расходомер, содержащий две диафрагмы, установленные на трубопроводе газа, повторитель давлени , управл юща  камера которого соединена с трубопроводом за первой диафрагмой, а проточна  камера через первый турбулентный дроссель с трубопроводом перед первой диафрамой , первый преобразователь давлени , вз{од которого соединен с вхо ,дом второго турбулентного дроссел , а выход - с входом вычислительного устройства, и второй преобразователь давлени , дополнительно введены два повторител  со сдвигом, пневмоемкость и дифференцирующее устройство , а также элемент сравнени , импульсатор и два пневмоклапана, причем глуха  камера первого повторител  со сдвигом соединена с соплом повторител  и входом второго турбулентного дроссел , проточна  камера - с выходом второго турбулентного дроссел , а сопло повторител  с пневмоемкостью и входом второго преоб1$азовател --давлени , вход дифференцирующего устройства соединен с выходом второго преобразовател  давлени , а его выход через пневмоклапан - с вторым входом вычислительного стройства, положительный вход элемента сравнени  соединен с пневмоемкостью и через первый пневмоклананс трубопроводом за второй диафрагмой, его отрицательный вход с выходом второго повторител  .со сдвигом, а выход - с входом импульс тора,вход второго повторител  со сдвигом соединен с трубопроводом за второй диафрагмой, а выход им пульсатора - с управл ющими входами обоих пневмоклапанов,

При таком конструктивном выполнении расходомера величина расхода определ етс  по .отношению величины абсолютного давлени  перед вторым турбулентным дросселем, на котором при помощи повторител  со сдвигом поддерживаетс  посто нный перепад давлени , и величины скорости нарастани  давлени  в пневмоег кости, определ емой при помощи дифференцирующего устройства. При этом вследствие исключени  из схемы ламинарного дроссел  исключаетс  вли ние изменений в зкости измер емого газа на результаты измерений, что расшир ет область применени  устройства при изменении состава и температуры газа.

На чертеже представлена принципиальна  схема расходомера.

Расходомер содержит две диафрагм 1 и 2, расположенные на трубопроводе 3 газа, соединенном перед первой диафрагмой 1 через турбулентный дроссель 4 с проточной камерой повт рител  5, управл юща  камера которого соединена с трубопроводом за первой диафрагмой, а сопло - с входом , турбулентного дроссел  6, глухой камерой повторител  7 со сдвигом и входом преобразовател  8 давлени  . Выход турбул7ентного дроссел  6 соединен с проточной камерой повтрител  7 со сдвигом, сопло которого соединено с пневмоемкостью 9, входо пневмоклапана 10, положительным

входом элемента 11 сравнени  и вхоом преобразовател  12 давлени . Трубопровод за второй диафрагмой 2 соединен с выходом пневмоклапана 10 и глухой камерой повторител  13

со сдвигом, проточна  камера которого соединена с отрицательным входом элемента 11 сравнени  и через дроссель 14 с линией питани , а сопло - с атмосферой. Выход преобразовател  12 соединен через дифференцирующее устройство 15 и пневмоклапан 16 с входом вычислительного устройства 17, второй вход которого соединен с выходом преобразовател 

8 давлени , а выход  вл етс  выходом расходомера. Выход элемента 11 сравнени  соединен с входом импульсатора 18 с дросселем 19, выход .которого соединен с управл ющими камерами пневмоклапанов 10 и 16.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении газа через трубопровод часть газового потока, определ ема  характеристиками первой диафрагмы.1 и турбулентного дроссе}Л  4, ответвл етс  и начинает заполн ть пневмоег кость 9 через турбулентный дроссель 4, на котором поддерживаетс  при помощи повторител 

5 перепад, равный перепаду на ди-. афрагме 1, и турбулентный дроссель 6, на котором при помощи повторител  7 со сдвигом поддерживаетс  посто нный перепад давлени . Давление

в пнёвмоемкости начинает расти со скоростью, пропорциональной расходу газа через дроссели. Абсолютное давление перед турбулентным дросселем 6 измер етс  преобразователем 8,

выходной сигнал которого, пропорциональный абсолютному давлению перед дросселем 6, поступает на вход вычислительного устройства 17.

Выходной сигнал преобразовател 

12, пропорциональный давлению в пнёвмоемкости 9, поступает на вход дифференцирующего устройства 15, выходной сигнал которого,пропорциональный скорости нарастани  давлени  в пнёвмоемкости 9, поступает через

пневмоклапан 16 на второй вход вы .числительного устройства, выполн ющего операцию делени  двух сигналов, его выходной сигнал пропорционален расходу через дроссели, а следовательно , и измер емому расходу газа через трубопровод. При достижении в пнёвмоемкости 9, а следовательно, и на положительном входе элемента 11 сравнени  давлени , равного давлению в его отрицательной камере, которое определ етс  величиной давлени  за второй диафрагмой 2 и сдвигомчповторител  13 со сдвигом, срабатывает элемент 11 сравнени 

и импульсатор 18 выдает кратковременный , длительность которого определ етс  настройкой дроссел  19. При этом открываетс  пневмоклапан 10 и давление из пневмоемкости 9 стравливаетс  через пневмоклапан 10 до величины, равной давлению за диафрагмой 2. Одновременно закрываетс  пневмоклапан 16 И выходной сигнал дифференцируквдего устройства 15 запоминаетс  на врем  опорожнени  пневмоемкости 9 в глухой камере вычислительного устройства 17. После сн ти  импульса импуль сатора закрываетс  пневмоклапан 10, открываетс  пневмоклапан 16, и цикл измерени  повтор етс . При этом выходной сигнал вычислительног устройства, равный выходному сигналу расходомера, определ етс  уравнением

Р.

Р -k «0.

BbtxrN

Vv

dt

- коэффициент пропорцйональ-i

,fc. ности, определ емый характеристиками преобразователей давлени  8, 12 и дифференцирующего устройства 15;

,К - коэффициент пропорциональности , определ емый отношением проводимостей ;Диафрагмы 1 и турбулентного дроссел  4,. проводимостью турбулентнЬго дроссел .6,

величиной перепада на дросселе 6, объемом пневмоемкости 9 и величиной ,. коэффициента k ;

0 Pfe абсолютное давление перед д1р дросселем 6; - - скорость нарастани  давлени  ру в пневмоемкости 9; G - величина измер емого рас5 хода.

Вследствие исключени  из схемы ламинарного дроссел  колебани  в зкости при изменении состава и температуры газа не оказывают .вли ни  0 на результаты измерений, что позво:л ет примен ть устройства дл  изме-. рени  расхода газов, состав и температура которых измен ютс  в широких пределах, например при производ5 стве хлора и каустика по ртутному методу с целью определени  расхода абгазов (смесь хлора с воздухом ), поступающих на производство, хлорметанов . ..

Claims (1)

1. РАСХОДОМЕР, содержащий две диафрагмы, установленные на трубопроводе газа, повторитель давления, Управляющая камера которого соединена с трубопроводом за первой диафрагмой , а проточная камера через первый турбулентный дроссель - с трубопроводом перед первой диафрагмой, первый преобразователь-давления, вход которого соединен с входом второго турбулентного дросселя, а выход - с входом вычислительного устройствами второй преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения влияния вязкости-многокомпонентного газа, в него дополнительно введены два повторителя со сдвигом, пневмоемкость и дифференцирующее устройст во, а также элемент сравнения, импульсатор и два пневмоклапана, причём глухая камера первого повторителя со сдвигом соединена с соплом повторителя и входом второго турбулентного дросселя, проточная камера - с выходом второго турбу- клентного дросселя, а сопло повторителя - с пневмоемкостью и входом g второго преобразователя давления, вход дифференцирующего устройства соединен с выходом второго преобразователя давления, а его выход чеSU 106252 рез пневмоклапан - с вторым входом вычислительного устройства, положительный вход элемента сравнения соединен с пневмоемкостью и через первый пневмоклапан с трубопроводом за·второй диафрагмой, его отрицательный вход - с выходом второго повторителя со сдвигом, а выход с входом импульсатора, вход второго повторителя со сдвигом соединен с трубопроводом за второй диафрагмой .а выход импульсатора - с управляющими входами обоих пневмоклапанов.

   1062626