Расходомер

Расходомер

Реферат

 

В канале трубы расходомера предусмотрены пространственно отделенные друг от друга измерительная зона потока большой величины с первыми тепловыми датчиками скорости потока и измерительная зона потока малой величины со вторыми тепловыми датчиками скорости потока. Датчики скорости установлены вблизи поверхности стенки трубы, при этом вторые датчики расположены в узких каналах потока, образованных разделяющим его элементом в виде сетки, расположенным внутри зоны потока малой величины. Каждый второй датчик интегрирован в единый блок вместе с соплом, увеличивающим скорость потока, проходящего через узкий канал. Сигналы датчиков скорости поступают на входы средства для вычисления величины потока на основе выходного сигнала по меньшей мере одного из датчиков в соответствии с величиной потока. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения потока газа в широком диапазоне величины потока. 2 с. и 39 з.п.ф-лы, 29 ил.

Описание Область техники, к которой относится изобретение/ Данное изобретение относится к расходомеру для измерения величины потока текучей среды, такой как газ, и, в частности, к расходомеру, способному измерять величину потока в широком диапазоне значений.

Уровень техники Некоторые расходомеры для измерения величины потока текучей среды, такой как газ, вычисляют величину потока с помощью расположения в канале потока датчика скорости потока и умножения скорости потока, полученной с помощью датчика скорости потока, на площадь поперечного сечения канала потока.

На фиг. 29 показана типичная конфигурация такого расходомера. В этом расходомере датчик 1 скорости потока расположен в центре канала потока в трубке 2. Блок 3 вычисляет величину потока посредством умножения скорости потока в центре канала потока, полученной с помощью датчика 1 скорости потока, на площадь поперечного сечения трубки 2 и отображает величину потока на дисплее 4. Для обеспечения высокой точности измерения величины потока с помощью датчика скорости потока датчик 1 скорости потока необходимо располагать в наиболее стабильной части потока текучей среды.

Однако обычный расходомер имеет проблему, заключающуюся в том, что место установки датчика 1 скорости потока трудно определить, поскольку в трубке 2 возникает дрейф в зависимости от величины потока. Необходимо устанавливать датчик 1 скорости потока для ограниченного диапазона величины потока, где дрейф незначителен. Соответственно сужается диапазон измерения величины потока и трудно точно измерять величину потока газа в широком диапазоне величины потока. Дрейф в данном случае означает, что скорость потока изменяется в зависимости от места.

Как указывалось выше, в обычном расходомере трудно обеспечить достаточно широкий диапазон измерения величины потока с использованием единственного датчика скорости потока. Для решения проблемы предлагается следующий способ. Диапазон измерения величины потока разделяют, например, на два диапазона: диапазон большой величины потока и диапазон малой величины потока. При измерении используют датчик скорости потока большой величины для диапазона большой величины потока и датчик скорости потока малой величины для диапазона малой величины потока. Величину потока вычисляют посредством переключения выходных сигналов датчиков скорости потока.

В частности, в JP 08-240469 раскрыт расходомер, содержащий трубу, первый и второй датчики скорости, размещенные в разных измерительных зонах потока для измерения потока большой и малой величины, а также средство для вычисления величины потока на основе выходных сигналов датчиков.

В JP 04-262210 описан расходомер, отличающийся тем, что имеет в канале потока трубу, а в измерительной зоне потока малой величины средство, разделяющее канал потока на множество узких каналов.

Однако в расходомерах, выполненных с использованием множества датчиков скорости потока, как описано выше, поток текучей среды возмущается за счет присутствия одного из датчиков скорости потока и существует вероятность того, что возмущение потока оказывает отрицательное воздействие на точность измерения другого датчика скорости потока. В результате трудно измерять величину потока с высокой точностью в широком диапазоне измерения величин.

В настоящее время используется газомер для домашнего применения, который имеет не только функцию измерения величины потока проходящего газа, но также функцию обеспечения безопасности благодаря установке микрокомпьютера. В соответствии с функцией безопасности, например, если обнаруживается, что величина потока газа равна или превосходит заданную величину или если обнаруживается заданная величина газового потока в течение предельного промежутка времени или дольше, то приводится в действие аварийный верхний клапан для перекрытия канала потока газа. С помощью этих функций обеспечивается обнаружение утечки в трубе, неестественный выход газа и т.п., так что можно предотвращать несчастные случаи и обеспечивать безопасность. Однако для правильного выполнения функций желательно точно измерять величину потока газа в широком диапазоне величины потока.

Сущность изобретения В основу изобретения поставлена задача создать расходомер, способный точно измерять величину потока текучей среды, такой как газ, в широком диапазоне величины потока.

Согласно изобретению создан расходомер, содержащий: трубу, включающую канал потока, через который проходит текучая среда и в котором предусмотрена зона измерения потока малой величины и зона измерения потока большой величины вдоль продольного направления канала потока; разделяющий канал потока элемент, предусмотренный в зоне для измерения малой величины потока в канале потока трубы для разделения канала потока на множество узких каналов потока, каждый из которых имеет малую площадь поперечного сечения; первый датчик скорости потока, предусмотренный в зоне измерения потока большой величины в канале потока трубы, для создания выходного сигнала, соответствующего скорости потока текучей среды, проходящей через зону измерения потока большой величины; второй датчик скорости потока, предусмотренный в узком канале потока, образованном с помощью разделяющего канал потока элемента, для создания выходного сигнала, соответствующего скорости потока текучей среды, проходящей через узкий канал потока; и средство вычисления величины потока на основе по меньшей мере одного выходного сигнала первого датчика скорости потока и выходного сигнала второго датчика скорости потока в соответствии с величиной потока.

В расходомере согласно изобретению сигнал, соответствующий скорости потока текучей среды, проходящей через зону, появляется на выходе первого датчика скорости потока в зоне измерения потока большой величины. С другой стороны, сигнал, соответствующий скорости потока текучей среды, проходящей через узкий канал потока, образованный разделяющим канал потока элементом, появляется на выходе второго датчика скорости потока в зоне для измерения потока малой величины. Средство вычисления величины потока вычисляет величину потока на основе по меньшей мере одного выходного сигнала первого датчика скорости потока и выходного сигнала второго датчика скорости потока в соответствии с величиной потока. В расходомере степень распределения скорости потока в поперечном сечении каждого узкого канала потока (изменения скорости потока в зависимости от места), т.е. степень дрейфа меньше, чем распределение скорости потока в поперечном сечении всего канала потока, если не установлен разделяющий канал потока элемент. Скорость потока в узком канале потока вблизи стенки канала становится выше по сравнению с тем случаем, когда не предусмотрено средство, разделяющее канал.

В расходомере согласно изобретению первый датчик скорости потока может быть выполнен с возможностью крепления на поверхности стенки трубы и отсоединения от нее. Второй датчик скорости потока может быть также выполнен с возможностью крепления на поверхности стенки трубы и отсоединения от нее.

В расходомере согласно изобретению второй датчик скорости потока может быть расположен в узком канале потока, который расположен наиболее близко к поверхности стенки трубы из всего множества узких каналов потока. Первый датчик скорости потока может быть расположен вблизи поверхности стенки трубы.

В расходомере согласно изобретению множество первых датчиков скорости потока могут дополнительно содержать средство вычисления средней скорости потока для зоны измерения большой величины потока, которое вычисляет среднее значение скоростей потока в зоне измерения потока большой величины на основе выходных сигналов множества первых датчиков скорости потока и выдает на выходе среднюю величину для средства вычисления величины потока.

В расходомере согласно изобретению множество вторых датчиков скорости потока могут дополнительно содержать средство вычисления средней скорости потока для зоны измерения потока малой величины, которое вычисляет среднее значение скоростей потока в зоне измерения потока малой величины на основе выходных сигналов множества вторых датчиков скорости потока и выдает на выходе среднее значение для средства вычисления величины потока.

Расходомер согласно изобретению может еще дополнительно содержать в канале потока сеткообразный элемент, регулирующий поток.

Другой расходомер согласно изобретению дополнительно содержит увеличивающее скорость потока средство для увеличения скорости потока текучей среды, проходящей через узкий канал, в котором предусмотрен второй датчик скорости потока.

В расходомере увеличивающее скорость потока средство увеличивает скорость потока текучей среды, проходящей через узкий канал, в котором предусмотрен второй датчик скорости потока. Увеличивающее скорость потока средство может быть выполнено так, чтобы увеличивать скорость потока текучей среды, проходящей через узкий канал, посредством уменьшения пропускной способности пространства вокруг второго датчика скорости потока в узком канале. Увеличивающее скорость потока средство может быть выполнено с помощью пары в форме колонн элементов, которые установлены вертикально с обеих сторон второго датчика скорости потока. Пара выполненных в виде колонн элементов в качестве увеличивающего скорость потока средства может быть установлена вертикально по обе стороны второго датчика скорости потока так, что расстояние между парой колонн расширяется в направлении верхней по потоку стороны канала потока. Второй датчик скорости потока может быть интегрирован в блок датчика с парой выполненных в виде колонн элементов в качестве увеличивающего скорость потока средства, а блок датчика может быть выполнен с возможностью крепления на поверхности стенки трубы и отсоединения от нее. По меньшей мере частично пара выполненных в виде колонн элементов имеет обтекаемую форму вдоль направления потока текучей среды, или пара выполненных в виде колонн элементов может представлять собой вертикальные колонны, каждая из которых имеет поперечное сечение в форме крыла.

В расходомере согласно изобретению множество первых датчиков скорости потока может дополнительно содержать средство вычисления средней скорости потока для зоны измерения потока большой величины, которое вычисляет среднее значение скоростей потока в этой зоне на основе выходных сигналов множества первых датчиков скорости потока и выдает на выходе среднее значение для вычисляющего величину потока средства. Множество вторых датчиков скорости потока может дополнительно содержать средство вычисления средней скорости потока для зоны измерения потока малой величины, которое вычисляет среднее значение скоростей потока в зоне для измерения малой величины потока на основе выходных сигналов множества вторых датчиков скорости потока и выдает на выходе среднее значение для вычисляющего величину потока средства.

В расходомере согласно изобретению второй датчик скорости потока может быть расположен в узком канале потока, который находится наиболее близко к поверхности стенки трубы из всего множества узких каналов потока. Первый датчик скорости потока может быть расположен вблизи поверхности стенки трубы.

Расходомер может дополнительно содержать в канале потока сеткообразный элемент, регулирующий поток.

Согласно изобретению создан еще один расходомер, содержащий: множество датчиков скорости потока, предусмотренных в канале потока, через который проходит текучая среда, для выдачи сигналов, соответствующих скорости потока текучей среды; и вычисляющее величину потока средство для вычисления величины потока на основе по меньшей мере одного из выходных сигналов множества датчиков скорости потока в соответствии с величиной потока, в котором каждый из множества датчиков скорости потока защищен от влияния возмущенного потока, обусловленного присутствием другого датчика скорости потока.

В этом расходомере, поскольку каждый из множества датчиков скорости потока не подвергнут влиянию возмущенного потока, обусловленного присутствием другого датчика скорости потока, можно получать устойчивый выгодной сигнал от каждого из датчиков скорости потока. Величину потока вычисляют на основе по меньшей мере одного из выходных сигналов, так что может быть реализовано устойчивое измерение величины потока.

В этом расходомере множество датчиков скорости потока расположены не на одной прямой линии вдоль направления потока текучей среды, что устраняет влияние возмущенного потока текучей среды. В этом случае поток, возмущенный присутствием датчика скорости потока на расположенной выше по потоку стороне, не достигает датчика скорости потока, расположенного на нижней по потоку стороне, так что выходной сигнал датчика скорости потока на нижней по потоку стороне является устойчивым.

В расходомере в случае, когда распределение скорости потока в поперечном сечении канала потока, перпендикулярном направлению потока текучей среды, является неравномерным в направлении вдоль периферийной поверхности стенок, образующих канал потока, один из множества датчиков скорости потока предпочтительно расположен в месте максимальной скорости потока в распределении скорости потока в направлении вдоль периферийной поверхности стенки канала потока. В этом случае датчик скорости потока, расположенный в месте максимальной скорости потока, может измерять скорость потока с большой чувствительностью. "Случай, когда распределение скорости потока в поперечном сечении канала потока, перпендикулярном направлению потока текучей среды, является неравномерным в направлении вдоль периферийной поверхности стенок, образующих канал потока," обычно относится к случаю, когда форма поперечного сечения канала потока не является круглой.

В расходомере удерживающие блоки для удерживания каждого из датчиков скорости потока гладко заделаны в стенки канала потока, образующие канал потока, без каких-либо зазоров или ступенек, что предотвращает образование возмущений потока текучей среды. В этом случае, поскольку переходы между удерживающими блоками датчика скорости потока и стенкой канала потока являются гладкими, при прохождении газа поток возмущается незначительно и влияние возмущенного потока на другой датчик скорости потока является небольшим.

В расходомере, если взаимное расположение множества датчиков скорости потока таково, что один из них находится на расположенной выше по потоку стороне, а другой - на расположенной ниже по потоку стороне, предпочтительно расположить первый сеткообразный элемент, регулирующий поток, в канале потока между датчиками скорости потока. В таком расходомере поток текучей среды, проходящий через датчик скорости потока, регулируется воздействием первого сеткообразного элемента, регулирующего поток, предусмотренного для канала потока между датчиками скорости потока, так что другие датчики скорости потока вряд ли испытывают влияние возмущенного потока.

Расходомер может быть выполнен также так, что часть из множества датчиков скорости потока расположена в канале потока на верхней по потоку стороне, другие датчики скорости потока расположены в канале потока на нижней по потоку стороне, и вычисляющее величину потока средство вычисляет величину потока в диапазоне потока большой величины на основе выходных сигналов части датчиков скорости потока на верхней по потоку стороне и вычисляет величину потока в диапазоне потока малой величины на основе выходных сигналов других датчиков скорости потока на нижней по потоку стороне. В расходомере величина потока в диапазоне потока большой величины вычисляется на основе выходных сигналов датчиков скорости потока, расположенных выше по потоку, и величина потока в диапазоне малой величины потока вычисляется на основе выходных сигналов датчиков скорости потока, расположенных на нижней по потоку стороне. В диапазоне потока малой величины влияние возмущенного потока, обусловленного присутствием датчиков скорости потока, действует незначительно на датчики скорости потока на нижней по потоку стороне. Следовательно, выходной сигнал датчика скорости потока, расположенного на нижней по потоку стороне, не является неустойчивым.

В расходомере может быть в канале потока дополнительно установлен разделяющий элемент для разделения канала потока на множество узких каналов потока, каждый из которых имеет малую площадь поперечного сечения.

В расходомере может быть в канале потока дополнительно установлен второй сеткообразный элемент, регулирующий поток, на верхней по потоку стороне от множества датчиков скорости потока. В расходомере по меньшей мере поток текучей среды, проходящий через датчик скорости потока на самой верхней по потоку стороне, регулируется действием второго сеткообразного элемента, регулирующего поток.

В расходомере по меньшей мере часть множества датчиков скорости потока может быть расположена вблизи стенки канала потока.

Другие и дополнительные цели, признаки и преимущества изобретения более детально следуют из последующего описания.

Краткое описание чертежей На чертежах изображено: фиг. 1 - продольный разрез расходомера согласно первому варианту выполнения изобретения в схематичном изображении; фиг. 2 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.1; фиг.3 - блок-схема расходомера согласно фиг.1; фиг. 4 - диаграмма, схематично иллюстрирующая распределение скоростей потока в канале потока при установке в расходомере регулирующего сетчатого фильтра; фиг. 5 - диаграмма, схематично иллюстрирующая распределение скоростей потока в канале потока в расходомере без регулирующего сетчатого фильтра; фиг. 6 - продольный разрез расходомера согласно второму варианту выполнения изобретения в схематичном изображении; фиг.7 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.6; фиг. 8 - пример выполнения сопла в расходомере согласно фиг.6 в изометрической проекции; фиг.9 - сопло согласно фиг.8 на виде сверху с иллюстрацией действия сопла; фиг. 10 - пример таблицы зависимости между выходными величинами датчика скорости потока для потока малой величины в расходомере согласно фиг.6 и условиями измерения; фиг.11 - модификация сопла согласно фиг.6 на виде сверху; фиг.12 - другая модификация сопла согласно фиг.6 на виде сверху; фиг.13 - еще одна модификация сопла согласно фиг.6 на виде сверху; фиг. 14 - график, иллюстрирующий пример зависимости между выходными сигналами датчика и положением установки датчика скорости потока для потока малой величины в расходомере согласно фиг.6; фиг. 15 - продольный разрез расходомера согласно третьему варианту выполнения изобретения; фиг.16 - расходомер согласно фиг.15 на виде сверху; фиг.17 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.15; фиг.18 - блок-схема расходомера согласно фиг.15; фиг. 19 - расходомер согласно четвертому варианту выполнения изобретения на виде сверху; фиг.20 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.19; фиг. 21 - расходомер согласно модификации четвертого варианта выполнения изобретения на виде сверху; фиг.22 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.21; фиг. 23 - поперечный разрез расходомера согласно другой модификации четвертого варианта выполнения изобретения; фиг. 24 - поперечный разрез расходомера согласно еще одной модификации четвертого варианта выполнения изобретения; фиг. 25 - продольный разрез расходомера согласно пятому варианту выполнения изобретения; фиг.26 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.25; фиг. 27 - продольный разрез расходомера согласно шестому варианту выполнения изобретения; фиг.28 - поперечный разрез расходомера согласно фиг.27; фиг.29 - продольный разрез известного расходомера.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения изобретения со ссылками на чертежи.

Первый вариант выполнения Первый вариант выполнения изобретения показан на фиг.1-5.

На фиг.1 показан продольный разрез расходомера согласно первому варианту выполнения изобретения. На фиг.2 показан поперечный разрез по линии II-II на фиг. 1. Расходомер согласно этому варианту выполнения изобретения используется в качестве газомера. Этот расходомер 10А содержит трубу 10, имеющую вход 11 для подачи газа 20 и выход 12 для выпускания газа 20. Диаметр канала 13 потока в трубе 10 равен, например, 50 мм. В канале 13 потока в продольном направлении предусмотрены измерительная зона 15 для потока малой величины на верхней по потоку стороне и измерительная зона 16 для потока большой величины на нижней по потоку стороне. В измерительной зоне 15 для потока малой величины предусмотрен регулирующий сетчатый фильтр 14 для регулирования и спрямления потока газа 20 и подавления возникновения дрейфа. Регулирующий сетчатый фильтр 14 приведен в качестве возможного примера "разделяющего канал потока элемента" в формуле изобретения.

Как показано на фиг.2, регулирующий сетчатый фильтр 14 разделяет канал 13 потока в измерительной зоне 15 для потока малой величины на множество узких каналов 14А потока, каждый из который имеет площадь поперечного сечения, меньшую чем канал 13. Газ 20 проходит через разделенные узкие каналы 14А потока. Форма поперечного сечения узкого канала 14А потока может быть не только треугольной, как показано на фиг.2, но также другой, например, прямоугольной формой, формой волны или шестиугольной формой.

В трубе 10 в измерительной зоне 15 для потока малой величины предусмотрены вставные блоки 17а и 17b для датчиков скорости потока малой величины, так что они расположены друг напротив друга (в верхней и нижней частях на фиг. 1). Во вставных блоках 17а и 17b для датчиков скорости потока малой величины закреплены датчики 15а и 15b скорости потока малой величины, удерживаемые соответственно с помощью удерживающих датчики блоков 151а и 151b. Чувствительная часть (не изображена) на вершине каждого из датчиков 15а и 15b скорости потока направлена в сторону центра узкого канала 14А потока, который расположен ближе всего к поверхности стенки из множества узких каналов 14А, образованных регулирующим сетчатым фильтром 14.

С другой стороны, в трубе 10 в измерительной зоне 16 для потока большой величины предусмотрены вставные блоки 18а и 18b для датчиков скорости потока большой величины, так что они расположены друг напротив друга (в верхней и нижней частях на фиг.1). В вставные блоки 18а и 18b для датчиков скорости потока большой величины вставлены датчики 16а и 16b скорости потока для большой величины потока, удерживаемые соответственно с помощью удерживающих датчики блоков 161а и 161b.

Датчики 15а и 15b потока малой величины используются для измерения величины потока в диапазоне малой величины потока, а датчики 16а и 16b скорости потока большой величины используются для измерения величины потока в диапазоне большой величины потока. Каждый из датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины соответствует "второму датчику скорости потока" в формуле изобретения, а каждый из датчиков 16а и 16b скорости потока большой величины соответствует "первому датчику скорости потока" в формуле изобретения.

Каждый из датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины и датчиков 16а и 16b скорости потока большой величины имеет, например, (не изображенные) нагревательный блок и два температурных датчика, расположенных выше и ниже по потоку от нагревательного блока. В этом случае величина, соответствующая скорости потока, может быть получена из величины мощности, подаваемой в нагревательный блок для поддержания постоянной разницы температур, измеряемых двумя температурными датчиками, или скорость потока может быть получена из разницы температур, измеряемых двумя температурными датчиками при нагревании нагревательного блока неизменяемым током или при неизменяемой мощности.

Канал 13 потока на верхней по потоку стороне датчиков 15а и 15b снабжен сеткой 19а для регулирования и спрямления потока, и канал 13 потока между датчиками 15а и 15b скорости потока малой величины и датчиками 16а и 16b скорости потока большой величины снабжен сеткой 19b для регулирования и спрямления потока. Например, в качестве сеток 19а и 19b используется сетка 100 или подобная ей.

На фиг. 3 показана блок-схема контура, к которому подключен расходомер 10А. Контур содержит вычисляющий среднюю скорость потока блок 41 для вычисления среднего значения скоростей потока в узких каналах 14А потока, образованных регулирующим сетчатым фильтром 14, на основе выходных сигналов датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины и вычисляющий среднюю скорость потока блок 42 для вычисления среднего значения скоростей потока в измерительной зоне 16 для большой величины потока на основе выходных сигналов датчиков 16а и 16b скорости потока большой величины. Контур содержит также блок 43 переключения сигналов для выбора одного из выходов вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41 или вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42 в соответствии с величиной потока; блок 45 дисплея для отображения величины потока газа и интегрированной величины потока на основе выходного сигнала переключающего блока 43 и внешний выходной терминал 46 для выдачи наружу величины потока, вычисленной вычисляющим величину потока блоком 44, и интегрированной величины потока. Вычисляющие среднее значение скорости потока блоки 41 и 42 и вычисляющий величину потока блок 44 соответствуют примеру "вычисляющего величину потока средства" в формуле изобретения.

Блок 43 переключения сигналов подключает выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41 к вычисляющему величину потока блоку 44, если величина потока, вычисленного вычисляющим величину потока блоком 44, находится в заданном диапазоне малой величины потока. Блок 43 переключения сигналов подключает выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42 к вычисляющему величину потока блоку 44, если величина потока, вычисленного вычисляющим величину потока блоком 44 находится в заданном диапазоне большой величины потока. Если величина потока находится в заданном диапазоне малой величины потока, то вычисляющий величину потока блок 44 вычисляет величину потока посредством умножения среднего значения скоростей потока, выдаваемого на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41, на коэффициент формы трубы, соответствующий узкому каналу 14А потока в регулирующем сетчатом фильтре 14. Если величина потока находится в заданном диапазоне большой величины потока, то вычисляющий величину потока блок 44 вычисляет величину потока посредством умножения среднего значения скоростей потока, выдаваемого на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42, на коэффициент формы трубы, соответствующий каналу 13 потока на нижней по потоку стороне регулирующего сетчатого фильтра 14.

В случае когда диапазон малой величины потока и диапазон большой величины потока частично накладываются друг на друга и величина потока становится больше, то когда величина потока достигнет верхнего предела перекрывающегося диапазона, величину потока можно вычислять посредством переключения с выхода вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41 на выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42. В случае когда величина потока становится меньше, то когда величина потока достигнет нижнего предела перекрывающегося диапазона, величину потока можно вычислять посредством переключения с выхода вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42 на выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41. Каждый из вычисляющих среднее значение скорости потока блоков 41 и 42, блок 43 переключения сигналов и вычисляющий величину потока блок 44 могут быть выполнены, например, в виде микрокомпьютера.

Ниже приводится описание принципа действия расходомера 10А, имеющего описанную выше конфигурацию, и газомера, в котором применен расходомер 10А.

Газ 20 со входа 11 сначала проходит через каждый из множества узких каналов 14А потока в регулирующем сетчатом фильтре 14 в измерительной зоне 15 для потока малой величины. В это время каждый из датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины выдает сигнал, соответствующий скорости потока газа 20. Газ 20, который прошел измерительную зону 15 потока малой величины, проходит через измерительную зону 16 потока большой величины и выходит через выход 12. В это время каждый из датчиков 16а и 16b скорости потока большой величины выдает сигнал, соответствующий скорости потока газа 20, проходящего через измерительную зону 16 потока большой величины.

Вычисляющий среднее значение скорости потока блок 41 вычисляет среднее значение скоростей потока в узких каналах 14А потока на основе выходных сигналов датчиков 15а и 15b. Вычисляющий среднее значение скорости потока блок 42 вычисляет среднее значение скоростей потока в измерительной зоне 16 большой величины потока на основе выходных сигналов датчиков 16а и 16b скорости потока большой величины. Блок 43 переключения сигналов подключает выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41 к вычисляющему величину потока блоку 44, если величина потока, вычисленная вычисляющим величину потока блоком 44, находится в заданном для малой величины потока диапазоне. Блок 43 переключения сигналов подключает выход вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42 к вычисляющему величину потока блоку 44, если величина потока, вычисленная вычисляющим величину потока блоком 44, находится в заданном для большой величины потока диапазоне. Вычисляющий величину потока блок 44 вычисляет величину потока и интегрированную величину потока на основе среднего значения скоростей потока на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41, если величина потока находится в заданном для малой величины потока диапазоне. Вычисляющий величину потока блок 44 вычисляет величину потока и интегрированную величину потока на основе среднего значения скоростей потока на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42, если величина потока находится в заданном для большой величины потока диапазоне. Интегрированная величина потока, вычисленная вычисляющим величину потока блоком 44, отображается на дисплее блока 45. Возможно также частичное перекрытие диапазона для малой величины потока и диапазона для большой величины потока, при этом получают среднее значение величины потока, вычисленное на основе среднего значения скоростей потока на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 41, и величину потока, вычисленную на основе среднего значения скоростей потока на выходе вычисляющего среднее значение скорости потока блока 42, и используют полученные средние значения в качестве измеренной величины потока.

Ниже приводится описание отличительной части принципа действия изобретения.

На фиг.4 и 5 иллюстрируется различие в распределении скорости потока при использовании регулирующего сетчатого фильтра 14 и при отсутствии регулирующего сетчатого фильтра 14. На фиг.4 показано распределение 30 скорости потока при расположении регулирующего сетчатого фильтра 14 согласно данному варианту выполнения. На фиг.5 показано для сравнения распределение 31 скорости потока в канале 13 потока при отсутствии регулирующего сетчатого фильтра 14.

Обычно скорости потока распределяются так, что наибольшая скорость потока находится в центре канала потока и она становится меньше в направлении поверхности стенки, что называется дрейфом скорости потока. В частности, степень дрейфа высока в диапазоне потока малой величины. Если даже поток измеряется в центральной части канала потока, то может наступить случай, когда невозможно измерять поток вблизи поверхности стенки канала потока. В частности, распределение скорости потока в канале 13 при отсутствии регулирующего сетчатого фильтра 14 в измерительной зоне 15 для малой величины потока показано в качестве примера на фиг.5. На диаграмме длина стрелки 31 соответствует величине скорости потока. Как показано на диаграмме, при креплении датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины на поверхности стенки датчики 15а и 15b малой величины потока измеряют наименьшую скорость потока в распределении 31 скорости потока. В зависимости от величины потока может наступить случай, когда такая скорость потока не может быть измерена. Таким образом, сужается диапазон измеряемых величин потока, в особенности в зоне нижнего предела.

И наоборот, если предусмотрен регулирующий сетчатый фильтр 14, как показано на фиг.4, то каждый узкий канал 14А потока, образуемый регулирующим сетчатым фильтром 14, имеет распределение 30 скорости потока, в котором скорость потока велика в центре и мала в периферийной части. При этом практически нет различия между средней скоростью потока в узком канале 14А потока в центре канала 13 потока и средней скоростью потока в узком канале 14А потока в периферийной части. Это означает, что средняя скорость потока в узком канале 14А потока, расположенном наиболее близко к поверхности стенки трубы 10 в случае установки регулирующего сетчатого фильтра 14 значительно больше, чем средняя скорость потока вблизи поверхности стенки трубы 10 в случае отсутствия регулирующего сетчатого фильтра 14 (фиг.5). Чувствительность измерения датчиков 15а и 15b скорости потока для малой величины потока на фиг.4 выше чувствительности измерения датчиков 15а и скорости потока для малой величины потока на фиг.5. Таким образом, расширяется диапазон измеряемых величин потока в зоне нижнего предела.

В частности, как указывалось выше, если чувствительная часть на вершине каждого из датчиков 15а и 15b скорости потока малой величины расположена так, что она находится около центра узкого канала 14А потока, который наиболее близок поверхности стенки трубы 10, то измеряется пиковое значение распределения 30 скорости потока в узком канале потока. Следовательно, дополнительно улучшается чувствительность измерения и дополнительно увеличивается диапазон измерения величины потока в зоне нижнего предела.

Даже если датчик 1 скорости потока (фиг.29) не расположен в центральной части канала потока, что является обычным для известного уровня техники, а датчики 15а и 15b скорости потока малой величины расположены на стенке трубы 10 или вблизи нее, то может быть обеспечена достаточная чувствительность измерения и обеспечивается достаточный диапазон измерения величины потока.

Поскольку датчики 16а и 16b большой величины потока, расположенные в измерительной зоне 16 большой величины потока, используются для измерения скорости потока газа в диапазоне большой величины потока, то обеспечивается их чувствительность измерения. Сетка 19b для регулирования потока расположена непосредственно на верхней по потоку стороне измерительной зоны 16 большой величины потока, так что подавляются возмущения потока. Для этого не требуется специального регулирующего сетчатого фильтра в измерительной зоне 16 для потока большой величины. При необходимости регулирующий сетчатый фильтр может быть также расположен в измерительной зоне 16 потока большой величины.

Как указывалось выше, в расходомере согласно данному варианту выпол