Способ определения расхода газа и устройство для его осуществления

(51)4 С 05 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР Р 778398, кл, Р 15 В 19/00, 1976,Авторское свидетельство СССР 9 278147, кл. С 05 Г 23/06, 1970. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способа определения, измерения, регулирования или контроля расхода газов в магистралях автоматических систем.Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности. Способ заключается в измерении давлений в узком и широком сечениях сужающего устройства, осуществляемом с интервалом в зависимости от пульсации потока, и вычислении расхода как функции давления в потоке и перепада давлений в узком и широком сечениях сужающего устройства. Устройство для осуществления способа содержит сужающее устройство 2, штуцеры 3 и 4 отбора, пневматический переключатель 10, датчик 5 давления, первый 7, второй 8 и третий 9 электропереключатели, первый 11 и второй 12 блоки памяти, алгебраический сумматор 13, множительный блок 6. 1 з.п ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к способам определения, измерения, регулирования или контроля расхода газов в магистралях, например, автоматических систем или систем кондиционирования.Цель изобретения - расширение области применения способа и повышение точности определения расхода газа.На чертеже изображена принципиаль ная схема устройства для осуществления способа определения расхода газа.Устройство содержит трубопровод 1, сужающее устройство 2 со штуцерами 3 и 4 отбора давления из узкого и широкого сечений соответственно, датчик 5 давления, множительный блок 6, двухпозиционные с синхронизированными проводами первый 7, второй 8 и третий 9 электропереключате ли и пневматический переключатель 10, первый вход которого соединен со штуцером 3 отбора давления из узкого сечения,второй вход- со штуцером 4 отбора давления из широкого сечения, а вы ход соединен с входом датчика 5 давления, выход которого соединен с входом первого электропереключателя 7,; первый выход которого соединен с вхо" дом первого блока 11 памяти и с пер вым входом третьего электропереключателя 9, второй выход соединен с входом второго блока 12 памяти и вторым входом второго электропереключателя 8.35Выход третьего электропереключателя 9 соединен с первым входом алгебраического сумматора 13 и с первым входом множительного блока 6, второй вход которого соединен с выходом алгебраического сумматора 13. Выход второго электропереключателя 8 соединен с вторым входом алгебраического сумматора 13.Если устройство предназначено для регулирования расхода газа, то в трубопроводе 1 расположен регулирующий орган 14, связанный либо с тумблером 15, либо с командным блоком 16, вход которого соединен с выходом множительного блока 6.В устройстве также может быть установлен датчик 17 температуры, выход которого соединен с третьим входом множительного блока 6, В этом случае расход вычисляют как функцию давления потока и перепада давлений в широком и узком сечениях сужающего устройства и температуры газа. Привод 18 содержит электродвигатель спередаточным механизмом и задатчикомдлительности полуцикла, т.е. частотыпереключений, в зависимости от пульсаций потока газа, появляющиися приработе источника 19 (компрессора,вентилятора и т.п.). Для визуальныхнаблюдений установлены указатель 20расхода и прибор 2 1 контроля периодичности и амплитуды давления.Первый 11 и второй 12 блоки памяти представляют собой электронныеусилительно-преобразовательные вычислительные устройства на микросхемах,фиксирующие, запоминающие и сбрасывающие при повторном включении предыдущий сигнал,Множительный блок 6 представляетсобой электронный операционный усилитель на микросхемах, производящийследующие операции: сложение, инвертирование, умножение, деление,извлечение корня.Устройство работает следующим об,разом.При включенном источнике 19 сжатого воздуха тумблером 15 ручного управления открывают регулирующийорган 14 и пропускают поток контролируемой среды через сужающее устройство 2. Воздух под давлением устремляется по трубопроводу к потребителю,В сужающем устройстве 2 часть потенциальной энергии давления переходит в кинетическую энергию, приэтом средняя скорость потока в узком сечении, где установлен штуцер 3 отбора давления, повышается, астатическое давление Р в нем становится меньше статического давленияР в широком сечении,где установленштуцер 4 отбора давления. Пропус-кая поток через сужающее устройство 2, определяют перепад давленийна нем и используют этот параметркак меру расхода контролируемой среды. Для этого с помощью датчика 5давления, присоединенного кштуцеру 3отбора давлениячерез открытый первыйвход пневматического переключателя 10, измеряют статическое давление Р в узком сеченииПосле окончания замера давленияР пневматический переключатель 10автоматически нли вручную переводятво вторую противоположную позицию,в которой первый вход закрыт, а второй вход открыт н через него шту 1476436цер 4 сужающего устройства 2 присоединяется к входу датчика 5 давления, при помощи которого измеряетстатическое давление Р потока в шиЬ 5роком сечении, которое имеет меньшую скорость и большее давление.Замеры давлений Р и Р выполняютв чередующемся порядке, затем парызамеров давлений Р и Р циклическиповторяют: Р-Р, Р-Рш, и т.д. соскоростью, зависящей от стабильностиработы источника 19 сжатого газа.При осуществлении способа определения расхода газа в случае необходимости в более точном определениирасхода измеряют также температурупотока с помощью датчика 17 темпера-,.туры, С использованием полученныхданных перечисленных замеров определяют расход воздуха в трубопроводе 1,вычисляя его величину как функциюдавления в потоке, перепады давленияна сужающем устройстве и температу.ры, В способе регулирования расхода 25газа в зависимости от отклонениянайденного значения расхода от заданной величины изменяют проходное сечение регулирующим органом 14, включая на открытие или закрытие двигатель, например, управляя расходомвручную тумблером 15, пока текущеезначение расхода не станет равным заданному.В устройстве для осуществленияпредлагаемого способа определение ирегулирование расхода осуществляются автоматически.Операция вычитания осуществляетсяавтоматически электронным алгебраическим сумматором 13 следующим обра 40зом,На схеме изображено положение устройства, когда пневматический переключатель 10 и электропереключатели 7-9 находятся в позиции, при кото 45рой давление Р через пневматический переключатель 10 подается на входдатчика 5 давления. При этом электрический сигнал напряжения, соответствующего давлению Р, с выхода датчика 5 давления поступает на первыйвход множительного блока 6, а такжена вход первого блока 11 памятидавления Р и на первый вход алгебМраического сумматора 13. В этом положении устройство находится на протяжении времени, равном продолжительности полуцикла, которое необходимо для получения данных, характеризующих контролируемый поток по величине давления Р.Измерив давление Р, соответствующее мгновенному, интегральному его значению в период полуцикла,пневматический переключатель 10 и электро- переключатели 7-9 синхронно пере. водят ся во вторую позицию, при которой давление Р подается на вход датчика 5 давления. При этом электрический сигнал напряжения, соответствующего давлению Р, в широком сечении сужающего устройства 2, с выхода датчика 5 давления поступает на второй вход алгебраического сумматора 13, а также ка вход второго блока 12 памяти давления Р . Продолжительность последующего полуцикла замера давления Р равна предыдущему (например 2,5,10 и т.д, секунд). В этой же позиции с первого блока 11 памяти электрический сигнал напряжения, соответствующего давлению Р, замеренному в непосредственно предшествуюший полуцикл, подается на первые входы множительного блока 6 и алгебраического сумматора 13, который сравнивает поступившие на его входы электрические сигналы напряжений, соответствующих фактическому давлению Р данного полуцикла и запомненному давлению Р;, предыдущего полуцикла, вычисляет разность между кими, величину приращения сигнала и усиливает полученную алгебраическую разность, Полученный таким образом сигнал, пропорциональный разности между двумя последовательно выполненными замерами, давления Г и Р в сечениях сужающсго устройства 2 в двух последовательных полуциклах, с выхода алгебраического сумматора 13 поступает на второй вход множительного блока 6, который автоматически определяет величину фактического расхода воздуха в трубопроводе 1, вычисляя его величину как функцию от давления потока и перепада давления на сужающем устройстве,Формула н з обретенияСпособ определения расхода газа, заключающийся в измерении давлений в широком и узком сечениях сужаю- щего устройства, измерении давления в потоке и вычислении расхода, как функции давления в потоке и перепада6 147 Ь давлений в широком и узком сечениях сужающего устройства, о т л и ч а ющ и, й с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, замер давлений в узком и широком сечениях сужающего устройства осуществляют с интервалом, пропорциональном пульсации потока.2, Устройство для определения расхода газа, содержащее трубопровод, в котором установлено сужающее устройство с расположенными на нем штуцерами отбора в широком и узком сечениях, алгебраический сумматор с двумя входами и выходом, соединенным с первым входом множительного блока, и датчик давления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, в него введены двухпозиционные с синхронизированными приводами пневматический переключатель и первый, второй и третий электропереключатели, первый и второй блоки па 436 мяти , входы которых соединены, соответственно,с первым и вторым выходами первого электропереключателя,причем второй вход множительного блока и первый вход алгебраического сумматора соединены с выходом третьегоэлектропереключателя, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом первогоэлектропереключателя и с выходом первого блока памяти, а второй вход алгебраического сумматора соединен свыходом второго электропереключателя,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго блока памяти и вторым выходомпервого электропереключателя, входкоторого соЕдинен с выходбм датчикадавления, вход которого соединен свыходом пневматического переключателя, первый и второй входы которогосоединены со штуцерами отбора соответственно в узком и широком сечени ях Составитель И.Музыченко Техред М, Ходанич Корректор Л. Патай Редактор А.Ревин Заказ 2155/48 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101