способ измерения расхода

Формула изобретения

Способ измерения расхода, включающий пропускание измеряемого потока через сужающее устройство и измерение перепада давления, отличающийся тем, что измерение перепада давления производят по перепаду масс в емкостях, сообщенных с областью до и после сужающего устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям расхода газов в напорном трубопроводе за счет измерения разности давлений на сужающем устройстве.

Известен способ измерения перепада давления дифманометром, содержащим коромысло, которое отклоняется от горизонтального положения под действием перепада давления. Масса груза, используемого для возврата коромысла в горизонтальное положение, пропорциональна перепаду давления /1/.

Ближайшим аналогом изобретения является способ измерения расхода, включающий измерение перепада давления на сужающем устройстве, установленном в напорном трубопроводе /2/.

Недостатком известного способа является недостаточная точность измерения при изменении температуры газов, что влечет за собой изменение их плотности.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что перепад давления определяется по измеренному перепаду масс в емкостях, связанных с областью до и после сужающего устройства.

Принцип способа согласно изобретению основан на измерении перепада масс в сужающем устройстве, установленном в напорном трубопроводе, и вычислении расхода по уравнению



где момент силы;

m₁, m₂ масса вещества в емкостях;

l₁, l₂ плечи, равные расстоянию по перпендикуляру от точки опоры до места установки емкостей на коромысле весов;

М масса противовеса;

С, Х жесткость и перемещение пружины.

Сущность способа состоит в том, что до и после сужающего устройства /диафрагмы/ при движении вещества в напорном трубопроводе существует перепад давления, а, следовательно, и плотности, который выражается формулой

,

где Z коэффициент сжимаемости вещества;

R газовая постоянная;

P₁; T₁ давление и температура до сужающего устройства;

P₂; T₂ давление и температура после сужающего устройства,

откуда перепад масс вещества в емкостях будет равняться

m = V,

где V объем тарированных емкостей.

Способ реализован в устройстве, два варианта которого изображены на чертеже, где на фиг. 1 показано устройство, в котором емкости встроены в трубопровод до и после сужающего устройства, а на фиг.2 устройство, в котором емкости соединены с сужающим устройством компенсационными трубками.

Устройство /фиг.1/ состоит из коромысла весов /двуплечего рычага/ 1, по обе стороны от оси 2 которого расположены емкости 3 и 4 с тарированными объемами, соединенные между собой трубкой с диафрагмой 5. Подвод и отвод газа осуществляется с помощью компенсационных трубок 6 и 7 соответственно. К одному из концов коромысла крепится противовес 8 с защемленной пружиной 9, причем противовес 8 является составной частью индуктивного преобразователя 10.

По второму варианту устройство /фиг.2/ отличается тем, что между емкостями 3 и 4 установлен продувочный вентиль 11, а компенсационные трубки 6 и 7 соединены с сужающим устройством 12, установленным в основном трубопроводе с потоком вещества 13.

Устройство работает следующим образом.

По первому варианту /фиг.1/ в отсутствие потока вещества устройство, в соответствии с уравнением для момента сил, находится в равновесии. При подаче газа в подводящую компенсационную трубку 6 он поступает в емкость 3 с параметрами P₁, T₁, ₁. Пройдя через сужающее устройство в трубке 5, газ поступает в емкость 4 с параметрами P₂, T₂, ₂ и далее отводится по компенсационной трубке 7. Так как емкости 3 и 4 расположены на коромысле весов 1 по обе стороны от оси 2 на расстоянии l₁ и l₂, то в соответствии с формулой для перепада плотности /масс/ на двуплечем рычаге 1 возникает момент сил G, который выведет из равновесия устройство, что приведет к перемещению пружины 9 и противовеса 8 до установления нового равновесного положения. Перемещение пружины 9 и противовеса 8 фиксируется при помощи индуктивного преобразователя 10 и является функцией искомого расхода Q.

По второму варианту /фиг.2/ после подачи газа в основной трубопровод 13 открывается вентиль 11 и производится продувка емкостей 3 и 4 измеряемым веществом, затем вентиль 11 закрывается и устройство готово к работе. При этом расход Q определяется по перепаду масс в емкостях 3 и 4, соединенных с сужающим устройством 12, установленным в основном трубопроводе с потоком вещества 13, по приведенной выше методике.