Устройство для градуировки расходомеров

Устройство для градуировки расходомеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ1е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиии

Социалис тичесиик

Республик (и920391

К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬС РВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17,07.80 (21) 2957599/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5t)lM. Кл.

6 01 F 25/00 фюоудвротоеииый комитет

СССР ао делам иаоеретеиий и открытий

Опубликовано 1 5 . 04 . 82. Бюллетень № 1 4 (53) УДК 53 089 ° .6(088.8) Дата опубликования описания 18.04,82

Б.В. Бирюков, M.À. Данилов, М.Ф. Железнико и С.С. Кивилис (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ РАСХОДОМЕРОВ

Изобретение относится к измери-тельной технике, а более конкретно к устройствам для градуировки расходомеров жидкости и может быть использовано в приборостроительной, химической, нефтяной, автомобильной промышленностях, в системах водоснабжения и водоочистки. Преимущественно данное изобретение предназначено для градуировки расходомеров жидкости при выпуске их из производства и при входном контроле перед установкой на объекте или в технологической линии.

Известны устройства для градуиров-, ки расходомеров и скоростемеров (термоанемометров), в которых осуществляется плавное вращение резервуара с жидкостью относительно его вертикальной оси. При этом датчик испыты-: ваемого расходомера или скоростемера помещен в жидкость и жестко закреплен на неподвижной опоре, не связанной с резервуаром 1l.

В процессе градуировки жидкость, вращаясь вместе с резервуаром, набегает на неподвижный датчик и протекает через него, вырабатывая выходной сигнал, пропорциональный средней линейности скорости W перемещения резервуара с жидкостью в месте установки датчика. Объемный расход Q определяется как произведение измеренной линейной скорости 14 на площадь сечения датчика S, т.е.

WS, причем линейная скорость измеряется косвенным методом, как Й=юг, где м - угловая скорость вращения резервуара, измеряемая с помощью тахометра, r - расстояние по горизонтам от оси вращения резервуара до центра сечения датчика. В таких устройствах имеет место асимметрия эпюры скоростей (распределения скоростей по сечению датчика W(S)), вызывающая дополнительную погрешность

hQ = (W(S)dS - WS. Асимметрия обуЬ словлена случайными локальными де391

5 о

J — 7 w(s)as.

?о

3 920 формациями потока в месте обтекания датчика и захвата, которые обычно имеют несимметричную плохообтекаемую форму. Другой причиной асимметрии носящей уже систематический характер, является наличие радиальной со- ставляющей скорости, появление которой обусловлено центробежными силами, возникающими при вращении жидкости вместе с резервуаром.

Величина радиальной составляющей скорости жидкости, а следовательно, и асимметрии эпюры скоростей зависит от угловой скорости вращения резервуара, расстояния от оси вращения до датчика, общей массы жидкости в резервуаре. Другим недостатком таких устройств является высокое энергопотребление, обусловленное необходимостью перемещения резервуара с жидкостью.

Указанные недостатки частично устранены в устройствах, где перемещение резервуара с жидкостью заменено перемещением датчика испытываемого расходомера относительно неподвижной жидкости.

Известно устройство для градуировки термоанемометров и расходомеров, содержащее траверсу, выполненную с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости над уровнем жидкости, кронштейны по числу датчиков испытываемых расходомеров (или скоростемеров), закрепленные .на траверсе и снабженные захватами, систему измерения скорости перемещения траверсы и регистратор сигналов испытываемых расходомеров. Датчик при градуировке перемещается через неподвижную жидкость со скоростью W -=

= vr, где ь - угловая скорость вращения траверсы. Расход определяется как Q > = WS и сопоставляется со средней величиной выходного сигнала ( 1 х = — 1 x(t)cIC, о где с - интервал времени осреднения; текущее значение времени;

x(t) - изменение выходного сигнала во времени.

Вследствие перемещения датчика, а не резервуара с жидкостью, радиальная составляющая скорости в таких установках минимизирована. По этой же причине несколько снижается потребляемая мощность привода 21.

?S

ЭО

Э5

4О

50 ф

Недостатком данных установок является низкая точность градуировки, что обусловлено нарушением симметричности эпюры скоростей на входе в датчик испытываемого расходомера.

Причиной этих нарушений является возникновение при обтекании датчика и захвата, помещенных в жидкость и обладающих, чаще всего, плохообтекаемой формой по внешнему контуру, завихрений, обратного и радиального тока жидкости. Эти гидродинамические явления носят нестабильный, случайный характер и вносят. дополнительную погрешность воспроизведения расхода из-за различия измеренной средней скорости W и действительной среднеинтегральной скорости

Другими недостатками этих установок является пониженная надежность и повышенное энергопотребление. Снижение надежности обусловлено необходимостью герметизации кабельных выводов, служащих для передачи выходного сигнала датчика на регистратор.

Повышенное энергопотребление вызвано сопротивлением движению датчика с захватом со стороны жидкости, что требует повышение потребной мощности привода.

Цель изобретения — повышение точности градуировки расходомеров жид-. кости.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем резервуар с жидкостью, испытательные участки трубопровода и средства крепления и перемещения испытательных участков относительно жидкости, испытательные участки трубопрдводов выполнены из трех участков, два из которых горизонтальные, причем один из них выполнен хорошо обтекаемым по внешнему контуру и расположен в жидкости, второй расположен над уровнем жидкости и в нем установлена подпорная диафрагма, а третий участок расположен между ними под острым углом к поверхности жидкости.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, Над уровнем покоющейся жидкости 1 размещена траверса 2, выполненная с возможностью перемещения относительно жидкости в горизонтальной IlflocKocTH.

5 920391 6

На траверсе 2 жестко закреплены крон- вырабатывая выходной сигнал. Мидштейны 3, снабженные захватами 4, В кость 1 выливается через выходное от-.: каждом захвате 4 жестко крепится тру- верстие участка 6. Диафрагма 10 выба 5, в пределах верхнего горизон- полнена сменной и обеспечивает под-. тального участка 6, в которой уста- 5 бор, необходимый для заполнения сеченовлен датчик 7 испытываемого расхо- ния датчика 7. При движении травердомера. Захват 4, горизонтальный учас- са 2 пересекает луч света, идущий от ток 6 и датчик 7 расположены выше первого источника 13 на фотореле 14. уровня жидкости 1. В этот момент включаются измеритель

Нижний горизонтальный участок 8 0 12 и прибор 15, на который непрерывпомещен в жидкость и выполнен хоро- но поступают метки времени с генешо обтекаемым, коническим или капле- ратора 16. По прохождении траверсой 2 образным по внешнему контуру. Гори- второго источника света 13 срабатыэонтальные участки 6 и 8 соединены вает второе фотореле 14, выключая наклонным участком 9, угол наклона- 5 измеритель 12 и прибор 15., В реэулькоторого к поверхности жидкости 1 тате фиксируются: интегральная величивыбирается в соответствии с допуска- на выходного сигнала х и время

Е емой потерей напора. Участки 8, 9 прохождения траверсой 2 расстояния L. и 6 сопряжены между собой плавными . Вычисляются: расход Q = S и средч— радиусами. В горизонтальном участке 6 г0 няя величийа выходного сигнала х = за датчиком 7 установлена подпорная диафрагма !О. Датчик 7 кабельной ли- г нией .11 соединен с измерителем 12 вы- Отбор ж дко т ор жидкости через хорошо обтеходного сигнала. Измеритель !2 уп- каемый насадок 6 симметричной формы равляется двумя фотооптическими cur" с хорошо орган зов н с хорошо организованным входом жидналиэаторами, состоящими из источни- кости обеспечивает еспечивает симметричную, эпюка 13 света и фотореле 14. Сигнали- ру скоростей в трубе 5. Эпюра доползаторы размещены на фиксированном нительно стабил э нительно ста илиэируется относительрасстоянии L друг от друга и Фор- но длинным прямым участкам 6 на вхо1 ируют команды на включение и выклю- 30 де датчика 7. погрешность воспроиздение прибора I5, измеряющего ско- ведения расхода, по сравнению с порость движения траверсы 2 как И = —,грешностью установок, в которых в где Т вЂ” время движения траверсы 2 жидкость 1 погружен датчик 7, уменьна участке б. шается на величину 0,4-0,63 при уровметки времени задаются генерато- з5 не погрешности 1-1,54., Гидравлические ром 16. потери напора в трубе 5, равные

Пара фотооптических сигналиэато- е ров, состоящих из источников 13 све-. " g -= " "+ (+" ), где

ЬХ W та и фотореле 14, измерительный при2

Д, бор 15 и генератор 16 меток времени коэффициент сопротивления входа; Хв совокупности составляют систему коэффициеит сопротивления трения жидизмерения скорости перемещения тра- кости о стенки трубы 5; 3 - длина версы 2. входного участка трубы 5; d - внутУстройство работает следующим об- 45 ренний диаметр трубы 5; H - расстояразом. ние между осями участков 6 и 8 по верНа траверсе 2 крепятся в фиксиро- тикали, составляют около 30-503 от ванном положении кронштейны 3, а в .потерь, вызванных сопротивлением двиjего захвате 4 - труба 5. Нижний учас- жению погруженных в жидкость 1 дат1 ток 8 трубы 5 погружен в жидкость 1. чика 7 и захвата 4. Потребная энер50

В верхнем участке 6 монтируется дат- гия привода на перемещение траверчик 7 и диафрагма 10. Датчик 7 ка- сы 2 со скоростью W 5-10 м/с по бельной линией 11 подключается к из- экспериментальным данным составляет мерителю 12. Включается привод и тра- 60-803 от энергии, затрачиваемой на верса 2 разгоняется до скорости W. . перемещение той же траверсы 2 с по5S

При движении траверсы 2 жидкость I груженными в жидкость 1 датчиком 7 расходом Q < = WS поступает через и захватом 4. Отказы системы измере" участок 8 в трубу 5, воздействует ний из-за попадания жидкости в кабельна чувствительный элемент датчика 7, ные разъемы практически исключены.

920391 8 одни из них выполнен хорошо обтекаемым по внешнему контуру и расположен в жидкости, второй расположен над уровнем жидкости и в нем установлена подпорная диафрагма, а третий участок расположен между ними под острым углом к поверхности жидкости, 7

Формула изобретения

Составитель Т. Звенигородская

Редактор Н. Воловик Техред Л. Пекарь Корректор И. Коста

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 2317/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для градуировки расходомеров, содержащее резервуар с жидкостью, испытательные участки трубопровода и средства крепления и перемещения испытательных участков труба провода, включающие в себя траверсу, расположенную над уровнем жидкости в резервуаре, кронштейны с захватами, укрепленные на траверсе, систему измерения скорости перемещения траверсы и измеритель сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности градуиров- 15 ки, испытательные участки трубопроводов выйолнены из трех участков, два иэ которых горизонтальные, причем

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Dring R.P., Gebhart В, Hotи1re Anemometr Са1ibration for measorements at Негу 1ои Velocity. "Paper.

Amer. Soc. Hech,Eng", 1969, 11 1 НТ-A).

2. Ensmann S., Kongeter ? . Geschwi ndig-Reits-Eichan1age Гйг Thermistersonder "Fortschr - Ber VDIZ", 1975. Keihe 8, N 18, 43-56 (прототип) .