Устройство для одновременного изме-рения плотности обемного и maccobo-го расхода потока

(51) М. Кл.з 6 01 Р 1/00 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делан изобретений и открытий(5 З) УДК 681 121 .89(088,8) Дата опубликования описания 1037.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯПЛОТНОСТИ, ОБЪЕМНОГО И МАССОВОГО, РАСХОДАПОТНА Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывакщей проьишпенности, гидро- и теплоэнергетике, где требуется знать характеристики потока нефти, воды, жидких и газообразных топлив или их дисперсных смесей.Известны устройства для одновременного измерения плотности, объемного и массового расхода потока, содержащие тело обтекания, помещенное в поток, которое совершает вынужденные колебания по направлению потока и против направления потока 11.Использование этих устройств эат-, 15 рудненого в случае измерения параметров по 1 ока, содержащих примеси., способные отлагаться на теле обтеканИя.Ближайшим по технической сущности является устройство, содержащее тело 20 обтекания (пластина - зонд), приводимое в движение вибратором, и аппаратуру выделения сигналов Г 21 .Однако расположение тела обтекания на периферийном участке сечения трубопровода приводит к тому, что область усреднения скорости потока невелика по сравнению с распределением поля скоростей по сечению. В результате зона зондирования является мало- ЗО представительнои, что приводит к погрешностям в измерении.Целью изобретения является повышение точности и увеличение, диапазона измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для одновременного измерения плотности, объемного и массового расхода прямоугольная пластина- зонд установлена своей плоскостью под углом 0( д.(ЛЙ к направлению потока с воэможностью перемещения по сечению трубопровода относительно потока.При наличии скорости потока, ориентация пластинки-зонда под углом ОсЛ/2 к направлению потока в любом иэ квадрантов координатной плоскости обеспечивает разницу во временах, за которые зонд .проходит заданный путь в прямом и обратном направлениях, что и используется при определении объемного и массового расхода. При в. =О, Гф время прохождения заданного пути одинаково независимо от скорости потока.За счет этого зона зондирования по сечению потока увеличивается и составляет не менее 2/3 от полного сечения трубопровода, что обеспечиваетФормула изобретения повышение точности и увеличение диапазона измерения.На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - то же, разрез.Устройство содержит корпус 1, например квадратной формы, выполненныйиз немагнитного металла, внутри которого имеется полость 2. Верхняячасть ограничена профилированным полюсом стержня 3, врезанного в верхнюючасть корпуса 1. Стержень 3 выполняется из электротехническоймагнитной стали и герметично привариваетсяк корпусу 1, На стержень 3 одеваетсякатушка 4, концы которой могут подключаться к источнику напряжения. В полости 2, в непосредственной близости от профиля полюса стержня 3, располагается постоянный магнит 5, полюса которого ориентируются к боковым стенкам корпуса 1. Магнит 5 жестко укрепляется на конце стержня б, 20который может поворачиваться вокругоси 7, укрепленной в нижней части корпуса 1. На другом конце стержня бжестко закрепляется пластинка - зонд8, плоскость которой ориентируется 25под углом 0АХИ к направлению потока. В боковых стенках корпуса 1 устанавливаются индуктивные датчикиЭДС 9 и 10, Все элементы устройства,расположенные на корпусе 1, устанавливаются симметрично относительнооси 7,Полость 2 заполняется маловязкойжидкостью и ограничивается в нижнейчасти корпуса 1 эластичной разделительной пленкой 11.Корпус 1 герметично крепится кпосадочной плите 12 трубопровода,имекщей в центре отверстие, черезкоторые пластинка-зонд вводится впоток, Движение стержня б вместе сукрепленными на его концах постоянным магнитом 5 и пластиной-зондом 8ограничивается стенками полости 2.Устройство работает следующим образом. 45Вибратор вырабатывает электрические прямоугольные, чередующейся полярности импульсы напряжения постоянной ампл ит уды. Во время дейст вия отрицательного импульса катушка 4 дат- Очика сигналов подключается к полюсуисточника напряжения.Стержень 3 намагничивается и напрофилированном его конце образуется северный полюс, взаимодействующий с полем постоянного магнита5. В результате этого возникает вращающийся момент и пластина - зондначинает вращаться по часовой стрелке (прямое направление), В момент е остановки, обусловленной достижением постоянным магнитом 5 боковойстенки полости 2, на выходе индуктивного датчика 10 образуется импульс напряжения, который подаетсяна вход вибратора, В результате этого вибратор переключается и формируетположительный импульс, который обеспечивает подключение катушки 4 к минусу источника напряжения. В результате направление тока в ней меняетсяна обратное, что способствует сменемагнитных полюсов на стержне 3. Сполем постоянного магнита 5 взаимодействует уже южный полюс и пластинка-зонд начинает перемещаться противчасовой .стрелки (обратное направление) В момент ее остановки, обусловленной достижением постоянным магнитом 5 боковой поверхности полости 2, на выходе индуктивного датчика 9 образуется импульс напряжения, который подается на вход вибратора. В результате этого вибратор переключается, вследствие чего формируется отрицательный импульс. Далее процесс повторяется.Информация поступает в вычислительное устройство (на фиг. не показано), в котором имеются блоки перемножения и интегрирования. 1.устройство для одновременного измерения плотности, объемного и массс 1 вого расхода потока, содержащее корпус с размещенным в нем преобразователем в виде пластины-зонда, установленный вне корпуса электромагнитныйпривод, вибратор, датчик положенияпластины-зонда и вычислительное устройство, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии увеличения диапазона измерения, пластина-зонд установлена своей поверхностью под углом к направлению потока с возможностью перемещения по сечению трубопровода относительно потока.2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю,щ е е с я тем, что угол ориентира пластинки находится в пределахдА. С У/2Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 4026150, кл. 73-1941977,2. Патент США Р 3426593, кл, 73-194,1969 (прототип),845009 диl Макеева Корректор А. Гриценко оставит ель ехред А. Ач липпова едактор аказ 413 И ж город,роектная, 4 т". Филиал ПП Тираж 702 Государственног елам изобретений Москва, Ж-З 5, Р Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/