Турбинный расходомер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СЮ 001 Р 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС 00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Казахский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьппленности (53) 68.121.8(088.8)(54)(57) 1. ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий корпус, размещенную в нем с возможностью вращения иосевого перемещения аксиальную турбинку,жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусе цилиндра подпоршневой полости, магнитоиндукционный датчик с вычислительным устройством, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, повышения надежности и упрощения его конструкции, в подпоршневой полости установлен магнитный подпятник, а магнитоиндукционный датчик подключенк усилителю-корректору, имеющему амплитудно-частотную характеристику, обратную амплитудно-частотной ,характеристике турбинного расходомера и подключенному к вычислительному устройству.2. Расходомер:по п. , о т л и - ч а.ю щ и й с я тем, что сопрягаемые поверхности магнитных подпятников выполнены конусными.Изобретечие относится к приборостроению, а именно к устройствам дляизмерения массового расхода продукции нефтяных и газовых скважин,Известны массовые расходомеры жидкостей и газов, содержащие чувстви-тельный элемент, выполненный в видесвободно вращающейся турбинки, имеющей возможность перемещения вдольоси вращения. Массовый расход в этих 1 Орасходомерах определяется с помощьювычислительного устройствапо измеренным значениям частоты вращениятурбинки и осевого линейного перемещения, пропорциональных соответственно скорости и динамическому давлению потока 1 .Наиболее близким к изобретениюявляется турбинный расходомер, содержащий корпус, размещенную в нем 20с возможностью вращения и осевогоперемещения аксиальную турбинку,жестко связанную валом с поршнемнеподвижно установленного в корпусецилиндра подпоршневой полости, магиитоиндукционный датчик с вычислительным устройством 21Недостатками известных расходомеров являются низкая точность измерения расхода, сложность конструк- З 0ции и обработки сигналов, поступающихс магнитоиндукционных датчиков.Цель изобретения - расширение диа-,пазона измерений, повышение надежности и упрощение конструкции рас.,ходомера.Поставленная цель достигаетсятем, что в турбинном расходомере,содержащем корпус, размещенную в нем 40с возможностью вращения и осевогоперемещения аксиальную турбинку,жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусецилиндра подпоршневой полости, магии тоиндукционный датчик с вычислительным устройством, в подпоршневойполости установлен магнитный подпятник, а магнитоиндукционный датчикподключен к усилителю-корректору, 50имеющему амплитудно-частотную характеристику, обратную амплитудно"частотной характеристике турбинногорасходомера, и подключенному к вычислительному устройству, Кроме 55 того, сопрягаемые поверхности магнитных подпятников выполнены конусФными. На фиг. 1 представлен турбинныйрасходомер, продольный разрез; нафиг. 2 - блок-схема расходомера.Расходомер состоит из немагнитного корпуса 1, внутри которого установлена турбинка 2 со ступицами 3 и4, изготовленными из немагнитногоматериала с добавлением ферромагнетика и выполняющими роль струенаправляющих устройств, В ступицахрасположены демпферные пружины 5 и6, а также постоянные магниты 7 -1 О с арматурой. Постоянные магниты7 и 8, а также 9 и 10 расположеныпопарно одни относительно другиходноименными полюсами, создавая темсамым отталкивающие моменты, которые принуждают устанавливаться турбинку при отсутствии движения потока в равновесное состояние относительно магнитоиндукционного датчика12. Постоянные магниты 8 и 9 устанавливаются на оси 11. Частота вращения турбинки измеряется магнитоиндукционным датчиком 12.Выход магнитоиндукционного датчика 12 соединен с входом усилителякорректора 13, который своим выходом .соединен с вычислительным устройством 14 в видефусилителя-формирователя 15, амплитудного детектора16, арифметического устройства 17и прибора 18,Расходомер работает следующимобразом.Турбинка 2, вращаясь с частотой,пропорциональной объемному расходу,воспринимает усилие от динамическогонапора потока. Это усилие передается на магнитный подпятник, образованный магнитами 9 и 10, вызываетизменение зазора между ними, чтоприводит к перемещению вращающейсятурбинки.1Вращающаяся и перемещающаясятурбинка своими лопастями возбуждает электрические импульсы в магнитоиндукционном датчике, С выхода датчика 12 фиг. 2) импульсы с частотой, пропорциональной скорости потока, и амплитудой, пропорциональнойквадрату скорости потока, плотностии частоте их следования, поступаютна усилитель-корректор 13, имеющийамплитудно-частотную характеристику, обратную амплитудно-частотнойхарактеристике первичного турбинногодатчика 12. В результате наложения3130 этих характеристик на выходе усилителя-корректора 13 вырабатываются импульсы, частота которых пропорциональна скорости потока среды, а амплитуда пропорциональна скорости амплитуда пропорциональна плотности и квадрату скорости, Этот сигнал подается в вычислительное устройство, в котором он поступает на выходы усилителя-формирователя 15 и 1 О амплитудного детектора 16. Усилитель- формирователь 15 формирует импульсы прямоугольной формы с постоянной амплитудой.5Амплитудный детектор 16 формирует сигнал огибающей амплитудных значений входящих импульсов. Оба сигнала поступают в арифметическое устройство 17, которое осуществляет преобразование и деление первого сигнала на второй таким образом, что на выходе получается один сигнал, пропорциональный массовому расходу, а другой - пропорциональный объемному расходу. Эти оба сигнала поступают на устройствоиндикации расходомера- при- . бор 18, которое осуществляет отображение расходов в именнованных единицах еЗОРасширение динамического диапа зона измерения достигнуто путем использования нелинейной зависимости взаимодействия магнитов магнитно 1 о подпятника и индуцирования элек=" . трических импульсов от перемещения вращающейся турбинки на выходе магни 74 4тоиндукционного датчика с усилителем"корректором на выходе.При малых расходах в магнитномподпятнике устанавливается большойзазор. Это позволяет при незначительных изменениях динамического .напора потока в области малых расходовперемещаться вращающейся турбинке вбольших пределах. Так, например,изменение динамического напора от Одо 103 вызывает перемещение турбинкина 603.При больших расходах в магнитномподпятнике устанавливается малыйзазор, что соответствует более близкому приближению вращающейся турбинкик магнитоиндукционному датчику. Наэтом участке перемещения вращающейся турбинки в магнитоиндукционномдатчике с усилителем"корректором навыходе амплитуда индуцируемых импульсов изменяется по более крутомуучастку характеристики, чем прималых расходах. Эти два факторарасширяют диапазон измеренияДля лучшего согласования характеристики магнитного подпятника с закономерностью изменения динамическогонапора потока магнитный подпятниквыполнен с конусным стоном,Повышение надежности конструкциитурбинного преобразователя и упрощение его конструкции достигнуто путемприменения магнитоиндукционного дат.чика с усилителем-корректором на выходе совместно с вычислительным уст;,ройством,