Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления

Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системе жилищно-коммунального хозяйства.

Известен способ измерения расхода жидкости (Авторское свидетельство СССР №1247659, G01F 1/66, 1986 г.), заключающийся в том, что жидкость, протекающую в клиновидном равномерно сужающемся канале, облучают ультразвуковыми импульсами по потоку и против потока под разными углами к оси потока, причем несимметрично относительно оси потока. Определяют значения разности времен прохождения этими импульсами базового расстояния и вычисляют расход жидкости по полученной совокупности времен прохождения импульсов по потоку и против потока в обоих измерительных каналах с учетом геометрических характеристик клиновидного канала, а также углов наклона и длины измерительных каналов.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает необходимой точности измерения вследствие влияния на результат измерения временной задержки сигналов в передающих и приемных трактах, а также из-за зависимости or внешних воздействий длины измерительной базы.

Известен также способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления (Патент РФ №2152128, G01F 1/06, G01F 1/075, 2000 г.), принятый за прототип, который включает вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости. Устройство для измерения расхода жидкости содержит крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации. Действие устройства основано на замыкании контакта геркона под действием вращающегося магнитного поля с частотой, пропорциональной линейной скорости потока жидкости.

Недостатком данного способа является низкая надежность, обусловленная использованием механического контакта (геркона) с ограниченным эксплуатационным ресурсом. Кроме того, геркон может работать только на низких частотах, не превышающих, как правило, единиц герц, что сужает диапазон измерения расхода жидкости.

Технический результат предлагаемого способа и устройства заключается в повышении точности и надежности измерения расхода жидкости.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения расхода жидкости, включающем вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости, производят тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, генерируют во вращающемся магнитном поле сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика, преобразуют сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, аккумулируют энергию сигнала постоянного напряжения и используют для питания электронных блоков счетчика, измеряют параметр, пропорциональный моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, и по тарировочным характеристикам счетчика корректируют текущий расход жидкости, а результаты интегрирования по времени текущего расхода жидкости передают по интерфейсу.

В качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, измеряют генерируемый переменный ток.

В устройство для измерения расхода жидкости, включающее крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации, введены генерирующий блок, зарядный блок, блок коррекции, аккумулирующий блок и интерфейсный блок, при этом выход генерирующего блока подсоединен к первому входу измерительного блока и к первому входу зарядного блока, первым выходом связанного через блок коррекции со вторым входом измерительного блока. Второй выход зарядного блока через аккумулирующий блок соединен со вторым входом блока коррекции, с первым входом интерфейсного блока, со вторым входом блока индикации и с третьим входом измерительного блока, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для измерения расхода жидкости.

Устройство для измерения расхода жидкости включает крыльчатку счетчика 1 с закрепленными на ней постоянными магнитами 2 и измерительный блок 3, подключенный выходом к входу блока индикации 4, а также генерирующий блок 5, выход которого подсоединен к первому входу измерительного блока 3 и к первому входу зарядного блока 6, первым выходом связанного через блок коррекции 7 со вторым входом измерительного блока 3. Второй выход зарядного блока 6 через аккумулирующий блок 8 соединен со вторым входом блока коррекции 7, с первым входом интерфейсного блока 9, со вторым входом блока индикации 4 и с третьим входом измерительного блока 3, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока 9.

Реализующее способ устройство работает следующим образом.

Предварительно производится тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика 1. В качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика 1, может, например, использоваться генерируемый генерирующим блоком 5 переменный ток.

Тарировочные характеристики вводятся в блок коррекции 7.

При вращении под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика 1 с закрепленными на ней постоянными магнитами 2 создается вращающееся магнитное поле, в результате чего на выходе генерирующего блока 5 формируется сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика 1, а измерительный блок 3 осуществляет вычисление расхода жидкости, а также интегрирование по времени текущего расхода жидкости.

Результаты расчета выводятся на блок индикации 4 и через интерфейсный блок 9 передаются, например, в контролирующую организацию.

Зарядный блок 6 контролирует величину генерируемого генерирующим блоком 5 переменного тока и преобразует сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, энергия которого аккумулируется аккумулирующим блоком 8, осуществляющим питание измерительного блока 3, блока индикации 4, блока коррекции 7 и интерфейсного блока 9.

Поскольку генерирующий блок 5 создает на валу крыльчатки счетчика 1 момент сопротивления, что вносит погрешность в измерение расхода жидкости, блок коррекции 7 по величине генерируемого генерирующим блоком 5 переменного тока на основе тарировочных характеристик осуществляет коррекцию результатов расчета, выполняемого измерительным блоком 3, и компенсацию вносимой погрешности, а отсутствие в измерительной схеме механических узлов положительно сказывается на надежности устройства.

Таким образом, реализация предложенных способа и устройства позволяет повысить точность и надежность измерения расхода жидкости.

1. Способ измерения расхода жидкости, включающий вращение под воздействием потока жидкости крыльчатки счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами, формирование под воздействием вращающегося магнитного поля сигнала, частота которого пропорциональна линейной скорости потока жидкости, вычисление расхода жидкости, интегрирование по времени текущего расхода жидкости и визуальное отображение результатов интегрирования по времени текущего расхода жидкости, отличающийся тем, что производят тарирование счетчика в функции линейной скорости потока жидкости и в функции параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, генерируют во вращающемся магнитном поле сигнал переменного напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения крыльчатки счетчика, преобразуют сигнал переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, аккумулируют энергию сигнала постоянного напряжения и используют для питания электронных блоков счетчика, измеряют параметр, пропорциональный моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, и по тарировочным характеристикам счетчика корректируют текущий расход жидкости, а результаты интегрирования по времени текущего расхода жидкости передают по интерфейсу.

2. Способ измерения расхода жидкости по п.1, отличающийся тем, что в качестве параметра, пропорционального моменту сопротивления на валу крыльчатки счетчика, измеряют генерируемый переменный ток.

3. Устройство для измерения расхода жидкости, включающее крыльчатку счетчика с закрепленными на ней постоянными магнитами и измерительный блок, подключенный выходом к входу блока индикации, отличающееся тем, что дополнительно содержит генерирующий блок, зарядный блок, блок коррекции, аккумулирующий блок и интерфейсный блок, при этом выход генерирующего блока подсоединен к первому входу измерительного блока и к первому входу зарядного блока, первым выходом связанного через блок коррекции со вторым входом измерительного блока, а второй выход зарядного блока через аккумулирующий блок соединен со вторым входом блока коррекции, с первым входом интерфейсного блока, со вторым входом блока индикации и с третьим входом измерительного блока, подключенного выходом ко второму входу интерфейсного блока.