SU1760333A1 - Способ определени расхода газа и жидкости - Google Patents

Abstract

Использование: при контроле за расходом газов и жидкостей в автоматических системах стабилизации и управлени  расхода газов и жидкостей с использованием рас- ходомерных сужающих устройств. Сущность изобретени : при прохождении измер емой среды через сужающее устройство определ ют давление, температуру и одновременно формируют оптический поток , принимают это излучение до и после сужающего устройства, определ ют изменение площади критического сечени  сужающего устройства и с учетом уточненной площади критического сечени  определ ют значение расхода. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам контрол  за расходом газов и жидкостей в автоматических системах стабилизации и управлени  расходом газов и жидкостей с использованием расходомерных сужающих устройств.

Измерение расхода при помощи сужающего устройства, установленного на пути движени  потока газа или жидкости, основано на измерении перепада давлени  на таком устройстве.

Сужающее устройство представл ет собой дроссельную шайбу, сечение просвета которой всегда меньше сечени  просвета трубопровода.

Способы и правила измерени  расходов газа или жидкости подробно описаны в работах Кремлевского П.П.

Дл  всех способов измерени  расхода при помощи сужающих устройств с нерегулируемым отверстием, общим  вл етс  то обсто тельство, что площадь отверсти  сужающего устройства не контролируетс , а

считаетс  неизменной в процессе эксплуатации .

Более совершенным  вл етс  способ определени  расхода газа, проход щего по трубопроводу через сопло с критическим сечением , включающий определение давлени  датчиками, расположенными в потоке газа до его входа в сопло, а также измерение температуры блоком, установленным в критическом сечении, и вторым блоком, установленным в потоке газа за первым блоком, ниже его по течению вз тый в качестве прототипа к за вл емому изобретению.

Существенным недостатком данного технического решени , с точки зрени  решаемой авторами задачи,  вл етс  невозможность проконтролировать изменение расхода газа (жидкости), вызываемое изменением площади критического сечени  сопла , вследствие, например, засорени , эрозии, намораживани  газа и т.д.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет контрол  за измененисл

С

i4

о

0

GJ CJ :СО

ем площади проходного сечени  сужающего устройства.

С этой целью в известном способе определени  расхода газа и жидкости при котором определ ют давление и температуру при прохождении измер емой среды через сужающее устройство и обрабатывают результаты измерений, одновременно формируют поток оптического излучени , принимают это излучение до и после сужающего устройства, определ ют изменение площади его критического сечени , и с учетом уточненной площади критического сечени  определ ют значение расхода G по формуле

G т(), I о

где Ро - давление на входе в сужающее устройство;

FO - уточненна  площадь критического сечени  сужающего устройства;

Т0 - абсолютна  температура потока на входе сужающего устройства;

f - функци  св зывающа  параметры Ро, FO, Т0 потока с его расходом.

На фиг.1 представлена схема устройства дл  определени  расхода потока газа или жидкости, учитывающа  изменение площади критического сечени  сужающего устройства .

Критическое сопло 1 как разновидность сужающего устройства расположено в трубопроводе 2, который имеет входной 3 и выходной патрубок 4. Источник светового излучени  (лампа накаливани ) 5 находитс  по одну сторону сопла 1, а приемник излучени  6 (фоторезистор) - по другую. В трубопроводе 2 установлен дополнительный такой же приемник излучени  7, Блок 8 мостового включени  фоторезисторов соединен с обоими приемниками излучени  и имеет выходной сигнал V0, содержащий информацию V0 об изменении площади критического сечени  сопла.

Дл  прохождени  излучени  от источника 5 к приемнику 6 сквозь трубопровод 2 использованы прозрачные дл  света заглушки 9.

Штуцеры 10 служат дл  подключени  датчиков давлени , а термодатчик 11 (термопары ) служит дл  измерени  температуры потока.

При нормальном функционировании сопла, т е. когда нет изменений критического сечени , расход вещества, поступающего из патрубка 3 по трубопроводу 2 сквозь сопло 1 к патрубку 4, определ етс  по известной методике на основании результатов

изменени  давлений и температур потока, проход щего сквозь сопло 1.

Световой поток формируетс  источником излучени  5 интенсивностью I, проходит сквозь прозрачную заглушку 9 с коэффициентом пропускани  излучени  ki, и попадает на сопло, перпендикул рно плоскости критического сечени .

Часть светового потока проходит сквозь

сечение сопла площадью F0 попадает на приемник излучени  6 и вызывает по вление на выходе приемника 6 сигнала, соответствующего принимаемому световому потоку, причем

Фг I Fo ki k2 Ь.

гдеФ2. - поток излучени , попавший на приемник 6;

К2 - коэффициент прозрачности единицы длины потока вещества;

fc- рассто ние от заглушки до приемника 6.

Площадь поверхности приемника 6, чувствительной к данному излучению So больше площади критического сечени  сопла 1.

На приемник 7 попадает световой поток

величины Фц

ISoki к2 ti,

где ti - рассто ние от заглушки 9 до приемника 7.

Фотоприемники 7 и 6 включены в мостовой детектор, изображенный на фиг.2, где приемник 7 по фиг 1 представлен как резистор RI, приемник 6 по фиг.1 представлен как резистор R2, R4 - балластный резистор;

Яз - регулировочный; EI - источник стабилизированного напр жени ; Л - индикаторный прибор.

Сопротивлени  резисторов RI и R2 зависит от светового потока, попадающего на их

чувствительную поверхность, причем выбран рабочий участок данных фоторезисторов с пр мопропорциональной зависимостью:

RI 81 Фт; R2 S2 &.

Si и 82 - соответственно чувствительности фоторезисторов Ri и R2Выходной сигнал V0 мостовой системы (фиг,2) соответствует величине изменени  площади сечени  сужающего устройства,

при нормальном функционировании которого

V0 0

Неодинаковость чувствительностей Si и $2, длин d и Ь. сопротивлений РЗ и R4 с мостовой схеме компенсируетс  регулировкой резистора Ra.

Мостова  схема включени  фоторезисторов RI и R2 позвол ет исключить вли ние

нестабильности интенсивности излучени  I, коэффициентов прозрачности вещества ka и заглушки ki.

Выходной сигнал V0 - это ток через индикаторный прибор, который определ етс  по известной формуле дл  мостового датчика:

V0 Ei

R-l R4 - R2 Ra

Ri R2 (Rs + RA) + Ra R4 (Ri + R2)

При изменении площади критического сечени  F0 сопла 1 на величину Д F0 по одной или нескольким вышеуказанным причинам происходит изменение величины потока Фг, попадающего на приемник 6:

Фг + ДФ2 I (Fo+ AF0)ki k2 k откуда

ДФ2 I ki k2 bz ДР0

Поскольку Фт остаетс  неизменным, то выходной сигнал Vi, сформированный на мостовом детекторе будет таким:

Vl V°+frfdR2Разница V0-Vi пропорциональна  изменению ДР0. Величина |V0-Vil |Vil при V0 0.

Следовательно, Vi  вл етс  величиной, пропорциональной ДР0, значение которой служит основанием дл  проведени  коррекции результатов вычислени  расхода.

Изобретение может иметь более широкую область применени , так как введение

дополнительного контролируемого параметра при вычислении распада жидкости или газа позвол ет повысить точность измерени  расхода расходомерного сужающего

устройства за счет устранени  погрешности измерени , возникающей во врем  эксплуатации .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  расхода газа и

   жидкости, при котором определ ют давление и температуру при прохождении измер емой среды через сужающее устройство и обрабатывают результаты измерений отличающийс  тем, что, с целью

   повышени  точности за счет контрол  за изменением площади проходного сечени  сужающего устройства, одновременно формируют поток оптического излучени , принимают это излучение до и после

   сужающего устройства, определ ют изменение площади его критического сечени  и с учетом уточненной площади критического сечени  определ ют значение расхода G по формуле

   25

   G f(РО Fp

   где Ро - давление на входе в сужающее устройство;

   FO - уточненна  площадь критического сечени  сужающего устройства:

   Т0 - абсолютна  температура потока на входе сужающего устройства;

   f - функци , св зывающа  параметры Ро, FO, Т0 потока с его расходом.