SU1712888A1 - Gas and fluid flow direction/rate meter - Google Patents

Gas and fluid flow direction/rate meter Download PDF

Info

Publication number
SU1712888A1
SU1712888A1 SU904814660A SU4814660A SU1712888A1 SU 1712888 A1 SU1712888 A1 SU 1712888A1 SU 904814660 A SU904814660 A SU 904814660A SU 4814660 A SU4814660 A SU 4814660A SU 1712888 A1 SU1712888 A1 SU 1712888A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
nozzles
flap
housing
nozzle
pneumatic
Prior art date
Application number
SU904814660A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Анатольевич Ковалев
Original Assignee
Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
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 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU904814660A priority Critical patent/SU1712888A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1712888A1 publication Critical patent/SU1712888A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной тех-нике и может быть использрвано дл  измерени  скоростей трехмерных потоков жидкостей или газов. Целью изобретени ffi' "-Mflю00 00 00The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the velocities of three-dimensional flows of liquids or gases. The purpose of the invention ffi '"-Mflü00 00 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и мржет быть использовано дл  измерени  скоростей трехмерных потоков жидкостей или газов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the velocities of three-dimensional flows of liquids or gases.

Известно устройство дл  измерени  скорости и направлени  потока жидкости или газа, содержащее приемный элемент и коллектор с соплами дл  определени  отклонени  приемного элемента под действием потока.A device for measuring the velocity and direction of a flow of a liquid or a gas is known, comprising a receiving element and a collector with nozzles for determining the deviation of the receiving element under the action of the flow.

Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  точность в св зи с тем, что боковые сопла коллектора расположены под углом к продольной оси датчика.The disadvantage of this device is its low accuracy due to the fact that the lateral collector nozzles are angled to the longitudinal axis of the sensor.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  скорости и направлени  потока жидкости или газа, которое содержит крышку, корпус, расположенный в нем коллектор с каналами, мембрану, соединенную со стержнем и шаровым зондом. Коллектор с каналами и жесткий центр мембраны выполнены в виде сопр женных полуэллипсоидов вращени  и образуют пневматические датчики типа сопло-заслонка.The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring the velocity and direction of flow of a liquid or gas, which comprises a cover, a housing, a manifold with channels in it, a membrane connected to a rod and a spherical probe. The channel collector and the rigid center of the membrane are made in the form of conjugated semi-ellipsoids of rotation and form pneumatic sensors of the nozzle-flap type.

Однако из-за технологических трудностей обеспечени  строгой эллйпсоидальности поверхности коллектора и жесткого центра, а также из-за необходимости соблюдени  одинаковости зазора между ними в выходные пневматические сигналы заведомо вноситс  неконтролируема  погрешность . Одинаковую толщину зазора трудно поддерживать еще из-за большой податливости (малой упругости) мембраны, что может служить причиной недостаточно высокой точности,измерений. Кроме того, недостатком известного устройства  вл етс  больша  погрешность измерени  пневматических сигналов из-за взаимного вли ни  струй воздуха в соседних соплах, а также взаимного вли ни  величин давлени  в сигналах измерительной системы. Например , при возрастании сигнала Pi и уменьшении Р2 (измер етс  скорость среды, протекающей справа налево) может изменитьс  сигнал РЗ, ложно свидетельству  о наличии вертикальной составл ющей скорости . Такой недостаток компенсируетс , но не устран етс  большим объемом градуировочных измерений, что в результате затрудн ет расшифровку опытных данных. Погрешность возрастает еще из-за взаимного вли ни  сигналов горизонтальных сопел . К недостаткам относитс  также неустойчивость выходных сигналов из-за большой податливости (малой упругости) мембраны,  вл ющейс  единственным упругим элементом конструкции. Например, под действием давлени  воздуха из сопелHowever, due to the technological difficulties of ensuring a strict elipsoidality of the collector surface and the hard center, as well as the need to maintain a uniform gap between them, uncontrollable error is deliberately introduced into the output pneumatic signals. It is difficult to maintain the same gap thickness due to the high flexibility (low elasticity) of the membrane, which may be the reason for the insufficiently high accuracy of the measurements. In addition, a disadvantage of the known device is the large measurement error of the pneumatic signals due to the mutual influence of the air jets in the adjacent nozzles, as well as the mutual influence of the pressure values in the signals of the measuring system. For example, as Pi increases and P2 decreases (the velocity of the medium flowing from right to left is measured), the RZ signal may change, falsely indicating the presence of a vertical velocity component. This disadvantage is compensated, but not eliminated, by a large amount of calibration measurements, which, as a result, makes it difficult to decipher the experimental data. The error increases due to the mutual influence of the signals from the horizontal nozzles. The disadvantages include the instability of the output signals due to the high compliance (low elasticity) of the membrane, which is the only elastic structural element. For example, under the action of air pressure from the nozzles

жесткий центр может преодолеть упругость мембраны и опуститьс  ниже допустимой величины прогиба, что вызовет практическую неработоспособность устройства илиthe hard center can overcome the elasticity of the membrane and fall below the permissible value of the deflection, which will cause the device to be practically inoperable or

создаст автоколебательную неконтролируемую систему с заведомо неадекватными выходными пневматическими сигналами. Таким образом, не обеспечиваетс  надежность работы устройства и заведомо ограничиваетс  диапазон измерений (за счет конечной упругости мембраны).will create a self-oscillating uncontrollable system with obviously inadequate pneumatic output signals. Thus, the reliability of the device operation is not ensured and the measurement range is deliberately limited (due to the ultimate elasticity of the membrane).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение диапазона измерений устройства.The aim of the invention is to improve the accuracy and the expansion of the measurement range of the device.

5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем крышку, корпус и расположенные в нем датчики типа соплозаслонка , а также закрепленную в корпусе мембрану, через которую пропущен стержень, св занный одним концом с шаровым зондом и другим концом с жестким центром в виде заслонки, заслонка датчика выполнена в виде плоского круглого диска, расположенного горизонтально, а снизу и сверху5 The goal is achieved by the fact that in a device comprising a lid, a housing and sensors located therein such as a nozzle valve, as well as a membrane fixed in the housing, through which a rod is connected that connects one end to a ball probe and the other end to a rigid center in the form of a damper. , the sensor flap is made in the form of a flat circular disk located horizontally, and below and above

5 перпендикул рно ее плоской поверхности попарно смонтированы сопла,параллельные между собой и расположенные на одинаковых рассто ни х от оси, причем верхние сопла размещены в плоскости, перпендикул рной той плоскости, в которой установлены нижние сопла, а обе указанные плоскости проход т через ось корпуса, при этом заслонка датчика центром своей верхней плоскости соединена с упругим компенсирующим элементом, например пружиной, верхний конец которого соосно закреплен внутри корпуса на крышке с возможностью регулировани  нат жени , а на обеих поверхност х плоской заслонки напротив срезов сопел выполнены дефлекторные выемки в виде сферических сегментов.5 perpendicular to its flat surface, nozzles are mounted in pairs, parallel to each other and located at equal distances from the axis, the upper nozzles being placed in a plane perpendicular to the plane in which the lower nozzles are installed, and both indicated planes pass through the axis of the housing wherein the sensor flap is connected to the center of its upper plane with an elastic compensating element, such as a spring, the upper end of which is coaxially fixed inside the body on the lid with the possibility of tension control, and on both surfaces of the flat flap opposite the nozzle sections, deflector grooves are made in the form of spherical segments.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - пневматические датчики типа сопло-заслонка, изо5 метрий.Figure 1 presents the proposed device, a General view; figure 2 - pneumatic sensors such as a nozzle-flap, iso5 metry.

Устройство состоит из плоской крышкиThe device consists of a flat cover

1 (фиг.1), герметичного корпуса 2, в нижней1 (Fig. 1), hermetic enclosure 2, at the bottom

части которого расположена герметична parts of which is located tight

. мембрана 3, через центр которой пропущен. membrane 3, through which the center is passed

0 вертикальный стержень 4. На верхнем конце стержн  4 в горизонтальной плоскости, т.е. перпендикул рно ему, закреплена заслонка 5 в виде плоского круглого диска, а на нижнем .конце смонтирован шаровой0 vertical rod 4. At the upper end of the rod 4 in the horizontal plane, i.e. perpendicular to it, the valve 5 is fixed in the form of a flat circular disc, and a ball valve is mounted on the lower end.

5 зонд 6. Через крышку 1 пропущены пневмопроводы 7-11 с соплами. Пневмопроводы 7 и 8 пневматически св заны через зазор с верхней плоскостью заслонки 5, а два других пневмопровода 9 и с нижней ее плоскостью. Пневмопровод 11 св зывает5 probe 6. Through the cover 1, the pneumatic lines 7-11 with nozzles are passed. The pneumatic lines 7 and 8 are pneumatically connected through the gap with the upper plane of the valve 5, and the other two pneumatic lines 9 and with its lower plane. Pneumatic duct 11 connects

полость корпуса 2 с источником давлени  сжатого воздуха. Верхн   плоскость заслонки 5 соединена с упругим элементом 12., .например пружиной , верхний конец которого закреплен соосно на крышке 1 и нат жение которого регулируетс  с помощью винта 13.the cavity of the housing 2 with a source of pressure of compressed air. The upper plane of the valve 5 is connected to the elastic element 12., for example, by a spring, the upper end of which is fixed coaxially on the cover 1 and the tension of which is regulated by means of a screw 13.

Сопла пневмопроводов 7 и 8 расположены вертикально в плоскости А (фиг.2), проход щей через продольную ось устройства , и на равных рассто ни х от оси, а срезы сопел отсто т от верхней плоскостизаслонки на величину зазора, прин того в устройствах типа сопло-заслонка, который составл ет 1-3 мм в зависимости от диапазона измер емых скоростей.The nozzles of the pneumatic lines 7 and 8 are located vertically in plane A (Fig. 2), passing through the longitudinal axis of the device, and at equal distances from the axis, and the nozzle sections are spaced from the upper flat-out valve by the size of the gap adopted in nozzle-type devices. - A flap that is 1-3 mm, depending on the range of measured speeds.

Сопла пневмопроводов 9 и 10 также расположены вертикально, но в такой вертикальной плоскости Б, котора  перпендикул рна плоскости А и пересекает ось устройства, и пневматически св заны с нижней плоскостью заслонки 5.The nozzles of the pneumatic lines 9 and 10 are also located vertically, but in such a vertical plane B, which is perpendicular to the plane A and intersects the axis of the device, and is pneumatically connected to the lower plane of the valve 5.

Мембрана 3 закреплена на нижней части корпуса 2 с помощью кольца 14.The membrane 3 is fixed on the lower part of the housing 2 by means of a ring 14.

На верхней и нижней плоскост х заслонки 5 напротив срезов сопел пневмопроводов 7-10 выполнены сферические сегментные выемки 15-18, позвол ющие формировать вход щую в сопло струю воздуха , исключающие нежелательное взаимодействие струй на входе в сопло пневмопровода (пульсации давлени ) и снижающие погрешность регистрации входных пневматических сигналов.Spherical segment grooves 15-18 are made on the upper and lower planes of the flap 5 opposite to the nozzle cuts of the pneumatic lines 7-10, which allow forming a jet of air entering the nozzle, eliminating undesirable interaction of the jets at the nozzle entrance of the pneumatic line (pressure pulsations) and reducing the registration error pneumatic input signals.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Через пневмопровод 11 в полость корпуса 2 подаетс  сжатый под заданным давлением воздух. Через приемные сопла пневмопроводов 7-10 воздух попадает в соответствующие измерительные пневмопроводы и далее подаетс  к системе измерени  пневмосигналов, состо щей, например, из тензометрических микроманометров и микропроцессора на основе вертикальной ЭВМ Электроника МС 0585, обрабатывающего сигналы и точно определ ющего величину скорости и направлени  потока.Through the air line 11 into the cavity of the housing 2, air is compressed at a predetermined pressure. Through the receiving nozzles of the pneumatic lines 7-10, air enters the corresponding measuring pneumatic lines and then is supplied to the pneumatic signal measurement system, for example, strain gauge micromanometers and a microprocessor based on a vertical computer MS 0585 Electronics, which processes the signals and accurately determines the magnitude of the velocity and flow direction .

При отсутствии скорости потока и, следовательно , воз; ействи  на шаровой зонд бIn the absence of flow rate and, therefore, the cart; act on ball probe b

сигналы PI Р4 посто нны и равны поPI P4 signals are constant and equal by

величине. Это обеспечиваетс  настройкой усили  пружины 12 с помощью винта 13. Далее при нал1/1чии воздействи  на зонд 6 стержень 4 поворачиваетс , преодолева  нат жение пружины 12 и обусловлива  перемещение заслонки 5, в результате чего, например, сопло пневмопровода 8 прикрываетс  (среда движетс  слева направо), а сопло пневмопровода 7 приоткрываетс .magnitude. This is achieved by adjusting the force of the spring 12 with the screw 13. Next, when the probe 6 acts on the probe 6, the rod 4 rotates, overcoming the tension of the spring 12 and causing the valve 5 to move, causing, for example, the nozzle of the pneumatic conduit 8 to cover (the medium moves from left to right ), and the nozzle of the pneumatic line 7 opens slightly.

При воздействии среды в плоскости Б (фиг.2) сигналы соответственно измен ютс  в соплах пневмопроводов 9 и 10, причем пневмосигналы в соплах пневмопроводов 7When exposed to the medium in plane B (Fig. 2), the signals change accordingly in the nozzles of the pneumatic lines 9 and 10, and the pneumatic signals in the nozzles of the pneumatic lines 7

и 8 могут оставатьс  неизменными.and 8 may remain unchanged.

Измерение вертикального направлени  скорости, HanpviMep снизу вверх, сопровождаетс  уменьшением зазора сопел П1 евмопроводов 7 и 8 и увеличением зазораThe measurement of the vertical direction of velocity, HanpviMep from the bottom up, is accompanied by a decrease in the gap of the nozzles of the P1 electrical lines 7 and 8 and an increase in the gap

0 около сопел пневмопроводов 9 и 10. При течении сверху вниз происходит обратное сопла пневмопроводов 9 и 10 прикрываютс , а сопла пневмопроводов 7 и 8 приоткрываютс .0 near the nozzles of the pneumatic lines 9 and 10. When flowing from the top to the bottom, the nozzles of the pneumatic lines 9 and 10 are covered, and the nozzles of the pneumatic lines 7 and 8 are opened.

5 При сн тии воздействи  среды на зонд 6, благодар  пружине 12, заслонка 5 и стержень 4 возвращаютс  в исходное положение .5 When the probe 6 is removed from the medium, thanks to the spring 12, the flap 5 and the rod 4 return to their original position.

С помощью регулировани  нат женигBy adjusting the tension

0 пружины 12 устройство можно настраивать на различные диапазоны измерени  скоростей . Например, при ее ослаблении чувствительность устройства возрастает, что позвол ет измер ть малые скорости. При0 spring 12 device can be configured for different speed measurement ranges. For example, when it is weakened, the sensitivity of the device increases, which allows for measuring small speeds. With

5 нат жении ее и одновременном уменьшении податливости устройство обеспечивает измерени  более высоких скоростей.5 tensioning it and simultaneously reducing the compliance of the device provides measurements of higher speeds.

Кроме того,пружина 12 стабилизирует, осевое положение заслонки, не позвол   ейIn addition, the spring 12 stabilizes, the axial position of the valve, not allowing it

0 самопроизвольно колебатьс  при измерении скорости среды и создавать таким of iaзом ложные измерительные сигналы.0 oscillate spontaneously when measuring the velocity of the medium and thus create false measuring signals.

Применение изобретени  позвол ет повысить точность измерени  скорости потока Applying the invention improves the accuracy of the flow rate measurement.

5 за счет исключени  взаимного вли ни  пневматических сигналов и увеличить таким образом достоверность получаемой информации , а также повысить надежность работы устройства, исключа  вли ни  случайных5 by eliminating the mutual influence of pneumatic signals and thus increasing the reliability of the information received, as well as increasing the reliability of the device, eliminating the influence of random

0 механических воздействий на работоспособность системы измерени , и расширить диапазон измерений путем изменени  чувствительности .0 mechanical effects on the performance of the measurement system, and expand the measurement range by changing the sensitivity.

Отсутствие- в устройстве электронных,Absence - in the electronic device,

Claims (2)

01. Устройство дл  измерени  скорости и01. Device for measuring speed and направлени  пот.ока жидкости или газа, содержащее крышку, корпус и расположенные в нем датчики типа сопло-заслонка, а также закрепленную в корпусе мембрану,the direction of the pot. of a liquid or gas, comprising a cover, a housing and sensors of nozzle-flap type located therein, as well as a membrane fixed in the housing, 5 через которую пропущен стержень с жестким центром в виде заслонки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точно сти и расширени  рабочего диапазона изме рений, оно дополнительно содержиупругий компенсирующий элемент, а за5 through which a rod with a rigid center in the form of a flap is passed, characterized in that, in order to improve the accuracy and expansion of the working range of measurements, it additionally contains an elastic compensating element, and слонка датчиков выполнена в иде плоского диска, расположенного горизонтально, при этом снизу и сверху перпендикул рно поверхности диска попарно установлены сопла датчиков, параллельные между собой и расположенные на одинаковых рассто ни х от оси корпуса, причем верхние сопла расположёны в осевой плоскости, перпендикул рной осевой плоскости расположени  нижних сопел, центр заслонки датчиковThe sensor slide is made in an ideally flat disk located horizontally, with sensor nozzles arranged in pairs below and above the disk surface, parallel to each other and located at equal distances from the housing axis, with the upper nozzles located in the axial plane, perpendicular to the axial the plane of the bottom nozzles, the center of the flap sensors сверху подсоединен к нижнему концу упругого компенсирующего элемента, верхний конец которого соосно закреплен внутри корпуса на крышке, а на обеих плоских поверхност х заслонки напротив срезов сопел выполнены дефлекторные выемки.at the top is connected to the lower end of the elastic compensating element, the upper end of which is coaxially fixed inside the body to the lid, and deflector grooves are made on both flat surfaces of the valve opposite the nozzle cuts. 2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что упругий компенсирующий элемент выполнен с возможностью регулировани  нат жени .2. The device according to Claim 1, in connection with the fact that the elastic compensating element is adapted to adjust the tension.
SU904814660A 1990-04-16 1990-04-16 Gas and fluid flow direction/rate meter SU1712888A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904814660A SU1712888A1 (en) 1990-04-16 1990-04-16 Gas and fluid flow direction/rate meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904814660A SU1712888A1 (en) 1990-04-16 1990-04-16 Gas and fluid flow direction/rate meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1712888A1 true SU1712888A1 (en) 1992-02-15

Family

ID=21508523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904814660A SU1712888A1 (en) 1990-04-16 1990-04-16 Gas and fluid flow direction/rate meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1712888A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 920526, кл. G 01 Р 5/02. 1980.Авторское свидетельство СССР N51432405. кл. G 01 Р 5/02, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8079271B2 (en) Measuring system with a flow conditioner arranged at an inlet of a measuring tube
US4811606A (en) Mass flowmeter
US4523477A (en) Planar-measuring vortex-shedding mass flowmeter
US4584883A (en) Karman vortex flowmeter
CA2241919A1 (en) Signal processing apparati and methods for attenuating shifts in zero intercept attributable to a changing boundary condition in a coriolis mass flow meter
US3310985A (en) Accelerometer apparatus
US3705534A (en) Fluidic flow sensing method and apparatus
US4290314A (en) Target flowmeter
US3530714A (en) Target flowmeter
CA1150341A (en) Fluid pressure and velocity sensing apparatus
SU1712888A1 (en) Gas and fluid flow direction/rate meter
US4520844A (en) Regulator valve for stabilizing volume flow, especially in ventilation systems
GB2160318A (en) Karman vortex flowmeters
SU901907A1 (en) Jet device for measuring dust-bearing gas flow speed
JP3312978B2 (en) Combustion equipment
SU920526A1 (en) Device for measuring liquid or gas flow speed and direction
SU1649452A1 (en) Device to measure liquid or gas velocity and flow direction
SU149638A1 (en) Device for measuring the velocity of a liquid or gas stream
RU1776996C (en) Method of indication of given value of discharge of continuous medium
SU881621A1 (en) Device for measuring gas and liquid flow direction and speed
JPS6340820A (en) Flow rate detector
SU1718105A1 (en) Magneto-dynamic gas analyzer
SU387216A1 (en) FLOWING FLOW METER FOR LIQUID OR GAS
JP2577705Y2 (en) Vortex flow meter
SU1276934A1 (en) Device for studying dynamic characteristics of differential pressure transducer