SU777437A1 - Массовый расходомер дл двухфазных потоков - Google Patents

Description

М;и размещены заземленные винтовые нулевые электроды 3 с удлиненными концами, между которыми параллельно торцам потенциальных электродов 2 размещен винтовой потенциальный электрод сравпепи  4, за1крепленный на рассто нии, с квадратным сечением, равным толщине стенки диэлектрической трубы /.

Рассто ни  в вннтовом зазоре между электродами 2, 3 .и 2, 4 равны между собой по крайней мере в одном из зазоров.

Электроды 2, 3 тл 4 педставл ют собой части металлической трубы, разделенные винтовыми спиральными зазорами, проекции образующих которых на плоскость, касательную :К их цилиндрической поверхности , представл ют собой участки синусоидальных кривых.

Емкюсть между электродами 2, 2 и 2, 4 подбираютс  равными между собой. Дл  выравнивани  указанных емкостей электрод 4 может быть несколько укороченным по своей длине. Емкости между электродами 2, 2 и ., 4 включены на вход дифференциального измерител  емкости, выполненного , например, в виде моста переменного тока 5 с тесной индуктивной св зью смежных плеч. Включенные в смежные плечи моста начальные емности между электродами 2, 2 и 2, 4 скомпенсирова:ны элементами настройки (на чертеже не показаны) при отсутствии частиц в преобразователе. Выход мостовой измерительной схемы 5, запитанной от генератора 6, через избирательный усилитель 7, амплитудный детектор 8, нормирующий усилитель 9 включен на вход регистрирующего самописца 10. Преобразователь расходомера монтируетс  в трубопроводе , п|0 которому транспортируютс  частицы .

Описанное устройство работает следующим образом:

При движении частиц (вещества) с посто нной скоростью, что наблюдаетс  при иснолЬзовании оборудовани , создающего посто нный расход транспортирующей фазы; например воздуха, .измерение расхода происходит согласно выражению т

Q(t) V M(t)dt,(I)

u где V - скорбеть потока;

M(t) - масса частиц в рабочем объе преобразовател .

При подаче напр жени  на высокопотенцйальные электроды 2 и 2 и отсутствии между ними электродов нулевого потенциала 3 и 3 в рабочем объеме диэлектрической трубы / создаетс  неравномерное электрическое поле, напр женность кохорого увеличиваетс  к оси рабочего объема Наличие области повышенной напр женности определ етс  вогнутой формой и по сто йныл соотнощением ширины винтовых иотенциальных электродов 2. Дл  создани 

равномерного электрического пол  в зазоре высокопотенциальными винтовыми электродами 2 установлены винтовые нулевые низкопотенциальные электроды 5. При этом электрическое поле выравниваетс  в поперечном сечении рабочего объема диэлектрической трубы /. Это обусловлено тем, что часть электрического пол , замыка сь на поверхности электродов нулевого потенциала 3, уменьшает свою напр женность по оси рабочего объема. Тем самым достигаетс  равномерность электрического пол  в каждом поперечном сечении по высоте диэлектрической трубы. Так как нулевые 5 электроды 3 воспроизвод т по конфигурации изменение зазора но высоте преобразовател , равномерное электрическое поле создаетс  внутри всего рабочего объема, поэтому прохождение равной массы материа0 ла через любую точку ее поперечного сечени  будет вызывать одинаковые приращени  емкости преобразовател . В результате этого достигаетс  независимость чувствительности (коэффициента преобразовани ) 5 от места прохождени  частиц материала по сечению диэлектрической трубы. Тем самым практически исключаетс  погрещность, возпикающа  за счет неравномерности электрического пол  в расходомерах такой кон0 струкции, и достигаетс  линейность расходной характеристики.

Достигнута  равномерность электрического пол  дает возможность производить градуировку преобразовател  не только с 5 помощью образцовых аэррзольных потоков, создание которых представл ет сложную техническую задачу, а с помощью сосредоточенных масс контролируемого дисперсного материала, помещенных в рабочий объем 0 преобразовател  в статическом положении. При увели11ении температуры двухфазного потока и окружающей среды происходит нагрев электрической трубы / с винтовыми электродами 2, 3 w.4. 5 В смежные плечи ,мостовой измерительной схемы 5 включены электроды 2, 2 и 2, 4.

Начальна  емкость между электродами 2 и 2 состоит, в основном, из трех состав50 л ющих.

Перва  составл юща  определ етс  расходом частиц через датчик, поскольку электрическое поле между электродами 2 ц 2 проникает через рабочий объем тру55 бы /.

Втора  составл юща  определ етс  изменением диэлектрической проницаемости стенки трубы /, поскольку электрическое поле потенциальных электродов 2 проникает в рабочий объем через стенку диэлектрической трубы /.

Треть  составл юща  начальной емкости определ етс  размещением нулевых электродов между потенциальными элек65 тполалти 2 nocTcn.ribKv ЧЛРКТПИЧРГКПР полр

потенциальных электродов 2 частично замыкаетс  иа поверхности винтовых нулевых электродов 3.

Изменение трех указанных составл ющих при нагреве преобразовател  во врем  транспортировки частиц определ ет формирование емкостного из,мерительного сигнала.

Начальна  емкость между электродами 2 и 4 состоит только из двух составл ющих .

Перва  определ етс  изменением диэлектрической проницаемости стенки трубы /, поскольку продольное электрическое поле между потенциальными электродами 2 -к 4 проникает на глубину, равную толщине стенки диэлектрической трубы 7. Это обусловлено тем, что глубина проникновени  электрического пол  между электродами 2 J 4 равна ширине зазора между ними, а зазор между электродами 2 ц 4 равен толщине стенки диэлектрической трубы /.

Втора  составл юща  начальной емкости определ етс  размещением удлиненных концов винтовых нулевых электродов 3 по обе стороны от винтового потенциального электрода сравнени  4. Это обусловлено тем, что часть продольного электрического пол  BHHTiOBOro потенциального электрода 4 замыкаетс  на поверхности винтовых нулевых электродов 5.

Изменение указанных составл ющих при нагреве определ ет формирование емкостного компенсационного сигнала.

Повыщение температуры диэлектрической трубы приводит к изменению ее геометрических размеров и вызывает смещение винтовых потенциальных электродов 2, 2 и 4 относительно нулевых электродрв 3. Так как винтовые потенциальные электроды 2, У и 4 размещены между винтовыми нулевыми электродами 3, а электрические пол  между электродами 2, 2 и 4 взаимодействуют со стенкой диэлектрической трубы /, изменение емкостного компенсационного сигнала происходит по закону изменени  емкостного измерительного сигнала.

При этом определ ющую величину с формированием измерительного и компенсационного сигнала вносит относительное смещение винтовых потенциальных электродов 2, 2 и 4 относительно винтовых нулевых электродов 3, так как коэфф,ициент линейного расщирени  диэлектрической трубы / на пор док превыщает коэффициент линейного расщирени  металла электродов .

Так как емкости между электродамп 2, 2 и 2, 4 в смежные плечи мостовой измерительной схемы 5, происходит непрерывна  автоматическа  компенсаци  температурных изменений ем-костного измерительного сигнала, обусловленных относительным смещением винтовых электродрв и изменением диэлектрической проницаемости материала трубы /.

Фор|Мула изобретени 

Массовый расходомер дл  двухфазных потоков, содержащий закрепленные на диэлектрической трубе винтовые нулевой и потенциальный электроды емкостного преобразовател , подключенные на вход дифференциального Измерител  емкости, отличающийс  тем, что, с целью повыщени 

точности измерени  за счет компенсации изменени  температуры, он снабжен дополнительным потенциальным электродом с сечением , равным толщине стенки диэлектрической трубы, и расположенным с равным

сечению зазором относительно конца нулевого и основного потенциального электродов , образу  при этом продолжение виитовЪй поверхности нулевого электрода.

,- Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1, Козубовский С. Ф. Коррел ционные экстремальные системы. Справочник. - К.,

Наукова думка, 1973, с. 166-168. 2. Патент Англии №1235856, кл. G 01 Р 5/20, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР 661343, кл. G 01 Р 5/10, 1976 (прототип).

J 2

Claims (3)

1. Формула изобретения

   Массовый расходомер для двухфазных потоков, содержащий закрепленные на диэлектрической трубе винтовые нулевой и потенциальный электроды емкостного преобразователя, подключенные на вход дифференциального измерителя емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет компенсации изменения температуры, он снабжен дополнительным потенциальным электродом с сечением, равным толщине стенки диэлектрической трубы, и расположенным с равным сечению зазором относительно конца нулевого и основного потенциального электродов, образуя при этом продолжение винтовой поверхности нулевого электрода.

   ; 7 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

   1. Козубовский С. Ф. Корреляционные экстремальные системы. Справочник. — К., Наукова думка, .1973, с. 166—168.
2. 2. Патент Англии №1235856, кл. G 01 Р 5/20, 1971·.
3. 3. Авторское свидетельство СССР № 661343, кл. G 01 Р 5/10, 1976 (прототип).

   Φι/г. I

   Фиг. 2