SU970113A1 - Тепловой расходомер - Google Patents

Description

С54) ТЕПЛОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относитс  к измерению расхода жидкости и газов и может быть использовано в химической, нефт ной , нефтегазовой и других отрасл х промышленности.

Известны тепловые расходомеры, содержащие трубопровод с расположенными на нем -нагревателем и термочувствительными элементами, установленными до и после нагревател , измерительную мостовую схему. Измерение расхода в известных устройствах осуществл етс  с подводом к нагреватегао посто нной мощности и измерчзнием разности температур термочувствительных элементов или с поддержанием посто нной разности температур и измерением мощности, расходуемой на нагрев 1.

Недостатком известных устройств ,  вл етс  больша  инерционность.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  тепловой расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с расположенными на нем двум  нагреваемыми термочувствительными элементами, включенными в мостовую измерительную схему. Измерительна  схема включает в себ  усилитель, реверсивный двигатель, потенциал-регул тор и регистрирующий прибор Г2}.

Известное устройство, охваченное отрицательной обратной св зью, обладает малой инерционностью, достигающей нескольких дес тков секунд, однако выходна  величина его (мощность)  вл етс  квадратичной функцией тока или напр жени . Дл  получени  вы10 ходного сигнала расходомера в виде линейной функции необходимо использовать функциональные преобразователи , усложн ющие устройство и снижающие его точность. Этот расходомер

15 позвол ет измер ть лишь величину, но не знак расхода, кроме того, измерительна  цепь, содержаща  электромеханическое устройство, довольно громоздка. Все это приводит к

20 тому, что точность устройства и еГо быстродействие довольно низкие.

Цель изобретени  - повышение точности измерени , быстродействи  и чувствительности.

25

Указанна  цель достигаетс  тем, что в тепловой расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с расположенными на нем нагреваемыми тep ючyвcтвитeльными элемен30 тами, включенными в мостовую измерительную схему с источником напр жени , усилитель, подключенный к выхо ду мостовой измерительной схемы, и регистрирующий прибор с фильтром на входе, в измерительную схему введены дополнительный источник переменного напр сжени , два тиристора, две цепи управлени  тиристорами, подключенны к управл квдим электродам тиристоров между термочувствительными элемента ми установлен дополнительный нагреватель , а нагреваемые термочувствительные элементы выполнены с раздел ными обмотками нагрева и измерени , при этом выход усилител  соединен последовательно с цеп ми управлени  Тиристорами, общий выход которых подключен к выходу дополнительного источника переменного напр жени , один из входов которого соединен с общей точкой нагревательных обмоток термочувствительных элементов И дополнительного нагревател ,- другой - с дополнительным нагревате лем, с вторым выходом источника переменного напр жени  и средней точкой управл ющих электродов тиристоров , а с другой стороны нагреватель ные обмотки термочувствительных элементов подкл ючены к анодам тирис торов и к регистрирующему прибору, На чертеже представлена схема теплового расходомера. На измерительном участке трубопровода 1 расположены нагреватель 2 и два термочувствительных элемента 3 и 4, выполненные в виде обмоток, и два дополнительных нагревател  5 . и б, также выполненные в виде обмоток , навитых поверх термочувствительных элементов 3 и 4. Термочувст вительные элементы 3 и 4  вл ютс  двум  плечами измерительной мостово схемы 7, выход которой подсоединен к усилителю 8. Выход усилител  8 со единен последовательно с выходом ис точника 9 переменного напр жени  и с цеп ми 10 и 11 управлени  тиристорами 12 и 13. Дополнительные нагреватели 5 и 6 включены в цепи анодов тиристоров 12 и 13. Вход фильтра 14 нижних частот подключен к анодам тиристоров 12 и 13, а его выход - к вторичному прибору 15, Устройство работает следующим об разом. При отсутствии расхода жидкости или газа по трубопроводу 1 сопротивлени  термочувствительных элемен тов 3 и 4 одинаковы, так как они расположены на одинаковом рассто нии от нагревател  2. Мостова  схема 7 находитс  в равновесии, сигналы на входе и выходе усилител  8 равны нулю, а тиристоры 12 и 13 источником 9переменного напр жени  через цепи 10и 11 управлени  открыты на четверть периода. При этом напр жени  на анодах тиристоров 12 и 13 одинаковы , а напр жение на входе фильтра 14нижних частот равно нулю. Дополнительный источник литани  в описываемом расходомере имеет на выходе напр женна, сдвинутое на 90 относительно выходного напр жени  усилител . Благодар  этому даже при отсутствий сигнала на выходе усилител  оба тиристора оказываютс  открытыми на четверть периода, и через дополнительные нагреватели проходит половина максимального тока. При наличии расхода по трубопроводу 1 мостова  схема 7 выходит из равновеси , и на его выходе по вл етс  сигнал. Выходной сигнал усилител  8, складыва сь с выходным напр жением..источника 9, плавно открывает один из тиристоров раньше другого в зависимости о величины и знака расхода по трубопроводу 1. Напр жение на анодах тиристоров 12 и 13 становитс  не равным между собой , что приводит к по влению сигнала на входе и выходе фильтра 14 нижних частот. В широком диапазоне токов основного и дополнительных нагревателей в исходном состо нии напр жение на входе вторичного прибора 15пр мо пропорционально величине расхода по трубопроводу 1, а знак этого напр жени  зависит от направлени  расхода. Благодар  использованию предлагаемого устройства отпадает необходимость в использовании функциональных преобразователей. Быстродействие его определ етс  лишь посто нными времени термочувствительных элементов 3 и 4 и дополнительных нагревателей 5 и б. Измен   величину напр жени , питаквдего дополнительные нагреватели, можно измен ть чувствительность расходомера, привод  ее в соответствие с требуемой. Вместе с изменением Чувствительности при этом измен етс  и линейность статической характеристики расходомера ( из квадратичной она становитс  близкой к линейной в соответствии с форМУЛОЙ ;. V4(Pi-Pi) в т йагрИЬ дО - (1&-лО 2ы 1оЯцагрл|, . где U выходной сигнал расходомера; коэффициенты пропорциональности; Т. « температуры дополнительных нагревателей; Р, и Р. мощности, рассеиваемые в дополнительных нагревател х ,

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Тепловой расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с расположенными на нем двумя нагреваемлми термочувствительными элементами, включенными в мостовую измерительную схему с источником напряжения, усилитель, подключенный к выходу мостовой измерительной схемы, и регистрирующий прибор с фильт ром на входе, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, быстродействия и чувствительности, в измерительную 3 схему введены дополнительный источник переменного напряжения, два тиристора, две цепи управления тиристорами, подключенные к управляющим электродам тиристоров, между термо•θ чувствительными элементами установлен дополнительный нагреватель, а нагреваемые термочувствительные элементы выполнены с раздельными обмотками нагрева и измерения, при 15 этом выход усилителя соединен последовательно с цепями управления тиристорами, общий выход которых подключен к выходу дополнительного источника переменного напряжения, 20 один из входов которого соединен с общей точкой нагревательных обмоток термочувствительных элементов и дополнительного нагревателя, другой- с дополнительным нагревателем, 25 с вторым выходом источника переменного напряжения и средней точкой управляющих электродов тиристоров, а с другой стороны нагревательные обмотки термочувствительных эле3Q ментов подключены к анодам тиристоров и к регистрирующему прибору.