SU777583A2 - Массовый расходомер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени  и предназначено дл  измерени  массового расхода диэлектрических материалов и веще:ств, транспортируемых с посто нной скоростью. По основному авт. св. № 684450 известен массовый расходомер, использующийс  в р де отраслей промышленности дл  контрол  процессов, св занных с транспортировкой диэлектрических материалов. Этот массовый расходомер содержит кольцевьте электроды, закрепленные на поверхности диэлектрического трубопровода, включенные на вход измерител  емкости и выполненные с шириной и зазором между ними, равными диаметру трубопровода 1. Известный расходомер имеет недостаточную точность измерени  за. счет того, что выходной сигнал расходомера зависит от изменени  температуры двухфазного потока . Это обусловлено тем, что изменение температуры двухфазного потока и окружающей среды приводит к изменению линейных размеров и диэлектрической проницаемости фторопластового трубопровода, на котором закреплены кольцевые электроды . Это приводит к уменьшению начальной емкости при нагреве и ее увеличению при понижении температуры. Изменение рассто ни  между кольцевыми электродами имеет значительную величину, так как коэффициенты линейного расширени  фторопластового трубопровода и металлов, примен емых дл  изготовлени  электродов, отличаютс  между собой на пор док. Изменени  емкости при изменении температуры в щироком диапазоне, например 20-150°С (что происходит при транспортировке угольной пыли гор чим воздухом, температура которого мен етс  в таких пределах), достигает значений полезного сигнала, что не позвол ет использовать расходомер дл  измерений в высокотемпературных двухфазных потоках. Цель изобретени  - повышение точности измерени  высокотемпературных потоков. Это достигаетс  тем, что каждый электрод выполнен из двух отдельных колец, соединенных внахлест. На фиг. 1 показана принципиальна  схема массового расходомера; на фиг. 2 - экспериментальна  зависимость изменени  емкости преобразовател  по сечению трубопровода в зависимости от ширины зазора между кольцевыми электродами и ширины электродов; на фиг. 3 - градуировочные расходные характеристики расходомера в зависимости от величины зазора между электродами. Расходомер содержит кольцевые электроды 1 и 2 с шириной и зазором между ними, равными диаметру трубопровода 3. Каждый из кольцевых электродов выполнен из двух отдельных разрезных колец 4 и 5, соединенных внахлест. Электроды закреплены на поверхности диэлектрического трубопровода 3, заключены в электростатический экран 6 и включены на вход измерител  емкости, содержащего мостовую измерительную схему V, запитанную от генератора 8. Выход мостовой схемы 7 через избирательный усилитель 9, амплитудный детектор 10, нормирующий усилитель 11 включен на вход регистрирующего устройства 12. Расходомер работает следующим образом . При движении частиц (вещества) с посто нной скоростью, что наблюдаетс  при применении оборудовани , создающего посто нный расход транспортирующей фазы, например воздуха, измеиение массового расхода Q() происходит согласно выражению Q(t) (t)dt, где . V - скорость потока, °; УИ() -масса частиц в рабочем объеме преобразовател  (плотность потока). Изменение емкости между электродами 1 и 2 в течение времени описываетс  еледующим выражением: dC dM dt dt где к - коэффициент фувствительности в любой плоскости, параллельной оси трубопровода; 8 - диэлектрическа  проницаемость транспортируемых частиц вещества ). При подаче напр жени  на электроды 1 и 2 и компенсации начальной емкости элементами мостовой схемы 7 в рабочем объеме трубопровода 3 создаетс  электрическое поле, коэффициент чувствительности а дл  которого имеет посто нную величину в любой плоскости, параллельной оси трубопровода . При пересечении частицами электрического пол  между электродами 1 и 2 изменение емкости происходит пропорционально массе частиц (вещества), наход щегос  в рабочем объеме преобразовател . Испытани м на экспериментальной установке подвергались массовые расходомеры с кольцевыми электродами, имеющие следующие отнощени : 1) 1) 5 /;/ 0,5uf; 2) 5 rf; 1 l.Saf; ,Ы; l d- А:} S-d- l d. Анализ экспериментальных данных показывает , что глубина проникновени  электрического пол  в диэлектрический трубопровод 3 пропорциональна щирине зазора между кольцевыми электродами 1 и 2 (фиг. 2, позици  1). Это обусловлено тем, что на графике при просыпке угольной пыли в центральной зоне, диаметр которой равен 0,5d, продольное электрическое поле отсутствует, так как приращение емкости преобразовател  равно нулю. При увеличении рассто ни  электродами 1, 2 (фиг. 2, позици  II) электрическое поле проникает на глубину, превыщающую диаметр трубопроводов 3. При этом в рабочем объеме преобразовател  создаетс  зоиа повыщенной напр женности. При увеличении щирины электродов до l,5d и сохранении зазора между ними,равного диаметру трубопровода 3 (фиг. 2, позици  П1) в рабочем объеме трубопровода 3 создаетс  область пониженной напр женности , так как приращение емкости преобразовател  уменьщаетс  к оси рабочего объема. Анализ графика (фиг. 2, позици  IV) показывает, что дл  преобразовател , у которого и , приращение емкости в любой точке рабочего объема не зависит от положени  струи ссыпаемого материала по сечению преобразовател , так как приращение емкости остаетс величиной посто нной. Таким образом, выполнение условий равенства щирины и завора между электродами диаметру трубопровода позвол ет создать в рабочем объеме преобразовател  однородное электрическое поле, в котором смещение частиц по сечению преобразовател , вызываемое изменением режимов транспортировки частиц, практически не вносит дополнительной погрещностн в измерение расхода, а расходна  характеристика при этом линеаризуетс  (фиг. 3, позици  П1). При изменении температуры потока или окружающей среды происходит нагрев диэлектрического трубопровода 3. При нагреве увеличиваютс  размеры трубопровода 3, что вызывает увеличение рассто ни  между каждой парой кольцевых электродов. Вследствие этого начальна  емкость уменьщаетс . Так как каждый из кольцевых электродов выполнен из двух отдельных колец 4 и 5, соединенных внахлест , происходит одновременное смещение кольца 4 относительно кольца 5 в каждом кольцевом электроде. В результате активна  площадь каждого кольцевого электрода увеличитс  на величину, равную уменьщению начальной емкости за счет нагрева диэлектрического трубопровода 3. В результате происходит непрерывна  автоматическа  компенсаци  - уменьщение начальной емкости, св занной с увеличением рассто ни  между кольцевыми электродами при нагреве, компенсируетс  увеличением начальной «мкости за счет увеличени  активной поверхности колец 4, 5 каждого электрода.

Процесс, обратный описанному, происходит при понижении температуры потока или окружающей среды.

Таким образом, в процессе измерени  расхода высокотемпературного потока изменение его температуры не вносит дополнительной погрешности в измерение.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство № 684450, кл. G 01Р 5/08, 1977.

0.01 г5

a,oi

t, H07S

0,005

o.aozi -