SU870943A1 - Device for measuring small volume consumption of gases and vapors - Google Patents
Device for measuring small volume consumption of gases and vapors Download PDFInfo
- Publication number
- SU870943A1 SU870943A1 SU802868487A SU2868487A SU870943A1 SU 870943 A1 SU870943 A1 SU 870943A1 SU 802868487 A SU802868487 A SU 802868487A SU 2868487 A SU2868487 A SU 2868487A SU 870943 A1 SU870943 A1 SU 870943A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plates
- flow
- vapors
- gases
- pressure
- Prior art date
Links
Description
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ОБЪЕМНЫХ РАСХОДОВ ГАЗОВ И ПАРОВ(54) DEVICE FOR MEASURING SMALL VOLUME COSTS OF GASES AND VAPORS
II
Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени малых объемных расходов газов и паров.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure small volumetric flow rates of gases and vapors.
Известны преобразователи расхода с гидравлическим сопротивлением, потер давлени в которых зависит от расхода l j.Flow resistance transducers with hydraulic resistance are known, the pressure loss of which depends on the flow rate l j.
Наиболее близким вл етс устройство дл измерени малых объемных расходов газов и паров, содержащее многопластинчатые плоские конденсаторы , установленные в двух измерительных участках и включенные в мостовую измерительную схему 2 .The closest is a device for measuring small volumetric flow rates of gases and vapors, containing multi-plate flat capacitors installed in two measuring sections and included in the bridge measuring circuit 2.
Известное устройство имеет невысокую точность измерени за счет наличи потерь давлени на входе и выходе плоских каналов проточного датчика, а также достаточно сложную конструкцию.The known device has a low measurement accuracy due to the presence of pressure losses at the inlet and outlet of the flat channels of the flow sensor, as well as a rather complicated structure.
Цель изобретени - повышение точности измерени . The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
Это достигаетс тем, что в устройстве дл измерени малых объемных расходов, содержащем многопластинчатые плоские конденсаторы, установленные в двух измерительных участках и вклк)ченные в мостовую измерительную схему, многопластинчатые конденсаторы установлены в двух последовательно расположенных измерительных участках, причем одни пластины конденсаторов (через одну проход т через оба измерительных участка, а другие вьтолнены раздельно дл каждого измерительного участка, последовательно с раздельными пластинами на входе первого измерительного участка и выходе второго установлены охранные электроды, а величина зазора проточных щелевых каналов между пластинами конденсаторов oпpeдел етс по формулеThis is achieved by the fact that in a device for measuring small volumetric flow rates, comprising multi-plate flat capacitors installed in two measuring sections and included in a bridge measuring circuit, multi-plate capacitors are installed in two consecutive measuring sections, one plate of capacitors (through one pass t through both measuring sections, while the others are separately separated for each measuring section, sequentially with separate plates at the entrance th measuring section and the outlet of the second set guarding electrodes, and the magnitude of the flow channels clearance gap between the capacitor plates oppedel by the formula
ье„cue „
В где С - вакуумна емкость идентичных конденсаторов; НСР величина среднего зазора (толщина, канала); длина укороченных пластину Ъ ширина канала между пластинами конденсаторов; C.Q - диэлектрическа проницаемость вакуума, На фиг, 1 представлен датчик расходомера , вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху на фиг.З - сечение проточного канала датчика по А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.З - сечение по В-В на фиг.4; на фиг.6 - схема измерительного трансформаторного моста; на фиг.7 - схема одиночного щелеврро проточного канала и график изменени давлени среды по его длине. Датчик расходомера фиг.1 состои из плоских пластин 1-6, размещенных в пр моугольных вырезах фланцев 7, приваренных к цилиндрическому корпусу 8. Пластины 1-5 со всех сторон покрыты электроизол ционным слоем с весьма малыми проводимостью и смачиваемостью , например фторопластом. Пластины 6 выполнены из нержавеющей стали. Все пластинь 1-6 размещены так, что образуют длинные плоские щели, в которых-устанавливаетс ламинарный режим течени контролируем среды, подводимой (и отводимой) к д чику по трубопроводу через сопр гаемые с ним фланцы 9 и конусные насад ки 10. Эти насадки приварены к флан цам 9 и флазщам 1 1 , которыми насадки 10 плотно прикрегш ютс к фланцам 7корпуса 8 с помощью фторопластовых прокладок 12, болтов 3 и гаек 14 8пр моугольных вырезах фланцев 7 (фиг.2) размещены несущие пластины 15, имеющие с внутренней, обращенной к потоку, стороне продольные пазы 16, в которые плотно вставлены пластины 1-5, покрытые фторопластом и тем самым электрически изолирован ные от .заземленных несущих пластин 15. На узких гран х гшастин 15 вьшо нены пазы 17, в которые уложены металлические пластины 6, плотно прикрепленные к пластинам 15. Пластины 1-5, 6-и 15 удерживаютс в фланцах 7 от продольного смещени фторо пластовыми прокладками 12 и фланцам 11 (фиг.1), имеющими таюке пр мо- угольные вырезы, но меньших размеро чем пр моугольные вырезы в фпашдах 34 Пластины 2 (фиг.1) имеют длину достаточную дл стабилизации ламинарного режима потока, и заземлены. Аналогично пластины 5 имеют длину, достаточную дп исключени потерь давлени на выходе, и также заземлены . Пластины 3 и 4 имеют одинаковую длину. На них имеет место линейное падение давлени контролируемой среды за счет в зкостного трени . Пластины 1,3 и 1,4 образуют два последовательно размещенные в потоке конденсатора. Пластины 1 дл них вл ютс общими. Пластины 3 и 4, а таюке 2 и 5 размещены в поперечном сечении датчика попеременно с пластинами 1 (фиг.1,3 и 4). Все пластины 2 и 5 электрически соединены между собой и корпусом 8. Аналогично все пластины 1,3 и 4 электрически -соответственно соединены между собой. Дп такого соединени в несущих пластинах 15 имеютс поперечные пазы 18 (фиг.4 и 5). Концы пластин, выход щие из пазов 16 в пазы 18, освобождены от фторопластовой пленки и к ним присоединены электропроводники 19,20 и 21 соответственно к параллельным пластинам 1,3 и 4. Эти проводники подключены к трем электропроводам (фиг.5), состо щим из резьбовых гаек 22, фторопластовых уплотнений 23, коаксиальных стержней 24 и нажимных гаек 25. Резьбовые гайки 22 приварены к корпусу 8 и через отверсти ,в нем к стержн м 24 присоединены электропроводники 19,20 и 21. Снаружи от электровводов отход т три коаксиальных радиочастотных кабел к вторичному прибору. Датчик покрыт тепловой изол цией и имеет температуру трубопровода. Дл точных измерений он термостатируетсй , Вторичный прибор вл етс автоматическим квазиуравновешенным трансформаторным мостом с аналоговым или цифровым выходом (и при необходимости с регулирующим устройством), предназначенным дл точного измерени разности емкостей конденсаторов, составленных из пластин 1-3 и 1-4. Мост (фиг,6) состоит из плечевого трансформатора напр жени 26, на первичнзгю обмотку 27 которого подаетс питающее напр жение. Со вторичной, синфазно включенной, обмотки 28 одинаковые напр жени подаютс по коаксиальным каб,ел м через соответствующиеIn where C is the vacuum capacitance of identical capacitors; NDS value of the average gap (thickness, channel); the length of the shortened plate b is the width of the channel between the plates of the capacitors; C.Q is the dielectric constant of vacuum. FIG. 1 is a side view of the flow meter sensor; figure 2 is the same, top view on fig.Z - section of the flow channel of the sensor along the line A-A in figure 1; figure 4 - section bb in figure 2; on fig.Z - section along bb In figure 4; figure 6 - diagram of the measuring transformer bridge; Fig. 7 is a diagram of a single slit-flow channel and a graph of the change in pressure of the medium along its length. The flowmeter sensor of FIG. 1 consists of flat plates 1-6, placed in rectangular cut-outs of flanges 7, welded to a cylindrical body 8. Plates 1-5 are coated on all sides with an electrically insulating layer with very low conductivity and wettability, for example, fluoroplastic. Plates 6 are made of stainless steel. All plates 1-6 are placed in such a way that they form long flat slits, in which the laminar flow regime is established, we control the medium supplied (and retracted) to the driver through the pipeline through the flanges 9 and conical nozzles 10 that mate with it. These nozzles are welded The flanges 9 and the flanges 1 1, with which the nozzles 10 are tightly attached to the flanges 7 of the casing 8 with the help of fluoroplastic gaskets 12, bolts 3 and nuts 14 8, are rectangular cutouts of the flanges 7 (figure 2) and have supporting plates 15 that have internal, facing to the flow, side longitudinal grooves 16, in Plates 1-5 are densely inserted, covered with fluoroplastic and thereby electrically insulated from the grounded carrier plates 15. Grooves 17 are mounted on the narrow faces of Gshastin 15, in which metal plates 6 are laid tightly attached to the plates 15. Plates 1- 5, 6, and 15 are held in the flanges 7 from the longitudinal displacement of the fluoro-formation gaskets 12 and the flanges 11 (Fig. 1), which have a square rectangular cuts, but smaller in size than the rectangular cuts in the fins of the 34 Plates 2 (Fig. 1 ) have a length sufficient to stabilize the laminar regime ma flow, and grounded. Similarly, plates 5 have a length sufficient to prevent loss of pressure at the outlet, and are also grounded. Plates 3 and 4 have the same length. They have a linear drop in pressure of the controlled medium due to viscous friction. Plates 1,3 and 1,4 form two successively placed in the capacitor stream. Plates 1 for them are common. Plates 3 and 4, and also 2 and 5 are placed alternately with plates 1 in the transverse section of the sensor (Figs 1, 3 and 4). All plates 2 and 5 are electrically interconnected and the housing 8. Similarly, all plates 1,3 and 4 are electrically -connected respectively. Dp of such a connection in the carrier plates 15 are transverse grooves 18 (Figures 4 and 5). The ends of the plates extending from the grooves 16 into the grooves 18 are freed from the fluoroplastic film and electroconductors 19, 20 and 21, respectively, are connected to them to parallel plates 1, 3 and 4. These conductors are connected to three electric wires (Fig. 5) from threaded nuts 22, fluoroplastic seals 23, coaxial rods 24 and pressure nuts 25. Threaded nuts 22 are welded to the housing 8 and through the holes, 19,20 and 21 electroconductors attached to the rods 24 are three coaxial radiofrequency outside the electrical leads cable to the secondary surf yelling. The sensor is covered with thermal insulation and has a pipeline temperature. It is thermostatically controlled for accurate measurements. The secondary device is an automatic quasi-balanced transformer bridge with analog or digital output (and, if necessary, with a regulating device) designed to accurately measure the capacitance difference of capacitors made up of plates 1-3 and 1-4. The bridge (Fig. 6) consists of a shoulder voltage transformer 26, on the primary winding 27 of which a supply voltage is applied. With the secondary, in-phase, windings 28, the same voltages are supplied over coaxial cab, ate through the corresponding
электровводы на параллельно включенные пластины 3 и 4. Пластины 1, вл ющиес общими дл конденсаторов с плас инами 3 и 4, через соответствующие элактроввод и кабель подключены в диагонали моста к блоку 29, состо щеьту из фазочувствительного селективного усилител , схемы управлени уравновешивающим конденсатором 30 и схемы индикации результата измерени . В пластинах 6 вьитолнены отверсти 31 дл заполнени пространства между корпусом 8 и пластинами 6 и 15 контролируемой средой.electrical leads to parallel-connected plates 3 and 4. Plates 1, which are common to capacitors with plastics 3 and 4, are connected in block diagonal to block 29 through a corresponding elativrovod and cable, consisting of a phase-sensitive selective amplifier, control circuit of a balancing capacitor 30 and measurement result indication schemes. In the plates 6, the holes 31 are filled to fill the space between the housing 8 and the plates 6 and 15 in a controlled environment.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При посто нной температуре датчик и отсутствии потока емкости конденсаторов , составленных из пластин 1-3 и 1-4, одинаковы. Вторичный прибор при равновесии трансформаторного моста индицирует нулевые показани .At a constant temperature, the sensor and the absence of a flow of capacitors made up of plates 1-3 and 1-4 are the same. A secondary device with an equilibrium transformer bridge indicates zero readings.
Поток среды провода через конусную насадку входит в длинные щели между пластинами 1-4,5 а также между ттастинами 6 и 2,3,4,5. В этих уз ких щел х устанавливаетс ламинарный режим течени с в зкостным трением . Максимальна величина расхода контролируемого потока должна соответствовать предельному критерию Рейнольдса дл ламинарного потока в этих цел х. .The medium flow of the wire through the tapered nozzle enters the long gaps between the plates 1-4.5 and also between the tstasins 6 and 2, 3, 4, 5. In these narrow slits, a laminar flow regime is established with viscous friction. The maximum flow rate of the monitored flow must meet the Reynolds limit criterion for laminar flow for these purposes. .
На начальном участке между пластинами 1 и 2, а также 6 и 2 происходит нелинейное изменение давлени за счет имеющихс потерь давлени на входе (фиг.,7). Здесь режим движет ни стабилизируетс и по толщине зазора устанавливаетс параболическое распределение скорости контролируемого потока. Длина пластин 2 выбрана по предельной величине критери Рейнольдса дл соответствующих верхнего предела измерени устройства и коэффициента динамической в зкости контролируемого потока. Стабилизированный ламинарный поток поступает на участки щелей между пластинами 1-3 и 1-4 и соответственно , 6-3, 6-4. Здесь имеет место линейное изменение давлени текущей среды, описываемое законом Пуазей- л . Суммарный перепад давлений, возникающий на длине пластин 3 и 4, пропорционален объемному расходу протекающего потока. Эта же величина объемного расхода пропорциональна перепадам давлений, возникающимIn the initial region between plates 1 and 2, as well as 6 and 2, a nonlinear change in pressure occurs due to the pressure losses at the inlet (Fig. 7). Here, the mode moves or stabilizes and a parabolic distribution of the velocity of the controlled flow is established over the thickness of the gap. The length of the plates 2 is selected by the limiting value of the Reynolds criteria for the corresponding upper limit of the measurement device and the dynamic viscosity of the controlled flow. The stabilized laminar flow enters the gaps between the plates 1-3 and 1-4 and 6-3, 6-4, respectively. Here there is a linear change in the pressure of the current environment, described by the Poiseuille law. The total pressure drop occurring on the length of the plates 3 and 4 is proportional to the volume flow rate of the flowing stream. The same volumetric flow rate is proportional to the pressure differential arising
на длине каждой пластины 3 и 4, если их длины одинаковы. За счет наличи перепадов давлений на пластинах 3 и 4, в щел х между пластинами 1,3 и 1,4 устанавливаютс неодинаковые средние давлени . Причем среднее давление на пластине 3 больше, чем среднее давление на пластине 4. Этим средним давлени м соответствутот нео0 динаковые средние плотности и ди- . электрические проницаемости в конденсаторах , составленных из пластин 1,3 и 1,4. Средн диэлектрическа проницаемость в конденсаторе из пластин 1,3больше, чем в конденса5 торе из пластин 1,4. Соответственно увеличиваетс емкость конденсатора (из пластин 1,3)расположенного первым по направлению движени ламинарного потока, по сравнению с емкостью on the length of each plate 3 and 4, if their lengths are the same. Due to the presence of pressure differences on plates 3 and 4, unequal average pressures are established in the gaps between plates 1.3 and 1.4. Moreover, the average pressure on the plate 3 is greater than the average pressure on the plate 4. These average pressures and nets are the same as the average density and di-. electrical permeability in capacitors composed of plates of 1.3 and 1.4. The average dielectric constant in a capacitor of plates is 1.3 more than in a capacitor of a plate of 1.4. Accordingly, the capacitance of the capacitor (of the plates 1.3) located first in the direction of flow of the laminar flow increases, as compared with
0 конденсатора (из пластин 1,4), размещенного вторым в потоке.0 capacitor (of plates 1.4), placed second in the stream.
Вследствие возникшей разности емкостей этих конденсаторов нару5 шаетс баланс трансформаторного моста (фиг.6) на трансформаторе напр жени 26, в плечи которого включены эти емкости. Разность емкостей конденсаторов из пластин 1,3 и 1,4 ком0 пенсируетс увеличением емкости уравновешивающего конденсатора 30, управл емого блоком 29, который после завершени балансировки моста индицирует результат измерений.Due to the resulting difference in the capacitances of these capacitors, the balance of the transformer bridge (Fig. 6) on the voltage transformer 26 is disturbed, on whose shoulders these capacitors are included. The difference between the capacitors of the plates 1.3 and 1.4 is compensated by increasing the capacitance of the balancing capacitor 30, controlled by unit 29, which, after completion of the balancing of the bridge, indicates the measurement result.
5five
На концевом участке щелей между пластинами 1,5 и 6,5 имеет место нелинейное изменение давлени протекающей среды за счет выходных потерь. Поток контролируемой среды посла At the end portion of the slots between plates 1.5 and 6.5, there is a nonlinear change in pressure of the flowing medium due to output losses. Ambient controlled environment flow
0 плоских щелей направл етс в конусную насадку 10 и затем в трубопровод, сочлененный с датчиком фланцем 9. Пространство между корпусом датчика 8 и пластинами 6 и 15 заполн етс 0 flat slots are guided into the cone nozzle 10 and then into the pipeline articulated with the sensor by a flange 9. The space between the sensor body 8 and the plates 6 and 15 is filled
5 контролируемой средой через отверсти 31 в пластинах 6.5 controlled medium through the holes 31 in the plates 6.
При движении между пластинами Г;би 2-5 сжимаемой среды за сче« возникающего перепада давлений имеетс дросселирование и соответствующее увеличение объемного расхода, которое учитываетс введением поправки к расчетной формуле расхода.When moving between plates G; bi 2-5 of compressible medium, due to the resulting "pressure difference, there is throttling and a corresponding increase in volumetric flow rate, which is taken into account by introducing an amendment to the design flow formula.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802868487A SU870943A1 (en) | 1980-01-14 | 1980-01-14 | Device for measuring small volume consumption of gases and vapors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802868487A SU870943A1 (en) | 1980-01-14 | 1980-01-14 | Device for measuring small volume consumption of gases and vapors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU870943A1 true SU870943A1 (en) | 1981-10-07 |
Family
ID=20871721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802868487A SU870943A1 (en) | 1980-01-14 | 1980-01-14 | Device for measuring small volume consumption of gases and vapors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU870943A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4939466A (en) * | 1989-04-10 | 1990-07-03 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Method and apparatus for sensing the regeneration of a diesel engine particulate trap |
-
1980
- 1980-01-14 SU SU802868487A patent/SU870943A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4939466A (en) * | 1989-04-10 | 1990-07-03 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Method and apparatus for sensing the regeneration of a diesel engine particulate trap |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4975645A (en) | Impedance cross correlation logging tool for two phase flow measurement | |
US6467358B1 (en) | Method of measuring flow rates of respective fluids constituting multiphase fluid and flow meter for multiphase flow utilizing same | |
US5804717A (en) | Mass flow transducer having extended flow rate measurement range | |
RU2258921C2 (en) | Farad meter | |
RU2515427C2 (en) | Multi-phase flow meter | |
US5861755A (en) | Two-phase quality/flow meter | |
JPS6352015A (en) | Mass flow measuring device | |
JP2796174B2 (en) | Flowmeter | |
GB2049949A (en) | Electromagnetic flowmeters and methods for measuring flow | |
US20040173019A1 (en) | High accuracy measuring and control of low fluid flow rates | |
KR940011928A (en) | Volumetric flowmeter to measure travel time | |
SU870943A1 (en) | Device for measuring small volume consumption of gases and vapors | |
JP3509825B2 (en) | Multi-phase flow meter | |
RU2300088C1 (en) | Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open heat supply water systems | |
GB2064130A (en) | Electromagnetic Channel Flowmeter | |
JP2000249673A (en) | Method for measuring constitution rate of multi-phase fluid and constituent rate meter utilizing the same | |
Touchard et al. | Flow electrification in power transformers. Explanation of the wall-current measurements | |
US2976720A (en) | Apparatus for measuring the vapor content of fluids | |
US7726185B2 (en) | System and method for measuring flow in a pipeline | |
US4337668A (en) | Orifice wear compensation | |
SU877331A1 (en) | Mass flow meter | |
SU838358A1 (en) | Flow meter | |
SU818041A1 (en) | Meter of space charge in dielectric liquid flow | |
SU823976A1 (en) | Device for measuring liquid media physical and mechanical characteristics | |
Pigott et al. | Observed behavior of a thermistor bead flow meter |