Устройство для измерения сплошности потока жидкости

Устройство для измерения сплошности потока жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 924560 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 300680 (21) 2951019/18-09 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3004.82. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 300482

Р )М g> з

G 01 N 22/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (S3) УДК 621. 317. .533.275(088.8) 4

1 (72) Авторы изобретения

Г.А. Никитин и М.A Лебедев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СПЛОШНОСТИ

ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для измерения параметров потока двух-. фазных сред, транспортируемых по трубопроводам, в частности для опреде-. ления сплошности потоков неполярных и слабополярных жидкостей.

Известно -устройство для измерения сплошности потока жидкости, содержащее цилиндрический корпус с размещенным внутри его мерного участка чувствительным элементом, точки перегибов которого расположены на лучах двух радиальных симметричных координатных решеток, установленных в противоположных, перпендикулярных оси корпуса плоскостях мерного участка, выходную шину, входную шину, расположенную на одной из координатных решеток соосно цилиндрическому корпусу, причем диаметр . входной шины составляет 0,2 — 0,3 диаметра цилиндрического корпуса, а чувствительный элемент выполнен в виде соединенных электрически параллельно отрезков, начала которых подключены к входной шине, а концы к выходной шине (1).

Однакб известное устройство для измерения сплошности потока жидкости имеет невысокую точность измерения, обусловленную неравномерностью электромагнитного поля внутри мерного участка устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Для достижения цели в устройство для измерения сплошности потока жидкости, содержащее цилиндрический корпус с размещенным внутри его мерного участка чувствительным элемен-. том, точки перегибов которого расположены на лучах двух радиальных симметричных координатных решеток, установленных в противоположных, перпендикулярных оси корпуса плоскостях мерного участка, выходную шину, входную шину, расположенную на одной из координатных решеток соосно цилиндрическому корпусу, причем диаметр входной шины составляет

0,2 — 0,3 диаметра цилиндрического корпуса, а чувствительный элемент выполнен в виде соединенных электрически. параллельно отрезков, начала которых подключены к входной шине, а концы к выходной шине, введены два кольца, охватывающие координатные решетки и расположенные на концах мерного участка, эаподлицо с

924560

30 ь внутренним диаметром цилиндрического корпуса, при этом на кольцах выполнены радиальные выступы, расположенные в середине соответствующих секторов, между лучами координатных решеток, а на радиальных выступах закреплены точки перегибов дополнительных отрезков чувствительного элемента, причем одно из колец является выходной шиной.

На чертеже представлена конструк- 10 тивная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения сплошности потока жидкости содержит цилиндрический корпус 1, чувствительный элемент 2, выполненный в виде соеди ненных электрически параллельно отрезков (на чертеже показано размещение только одного отрезка чувствительного элемента 2), входную шину

3, выходную шину 4, мерный участок ограничен с торцов цилиндрического корпуса секторами 5 и 6, образованными соседними лучами 7 и 8 координатной решетки 9 и соседними .лучами

10 и 11 координатной решетки 12, 25 кольца 4 и 13 (кольцо 4 является одновременно выходной шиной), радиальные выступы 14 и 15, участок 16 каждого отрезка чувствительного элемента 2, ограниченный точками перегибов 17 и 18, расположен от стенки цилиндрического корпуса 1 на расстоянии 0,5 — 0,8 а, где а— расстояние от стенки цилиндрического корпуса 1 до ближайшей к ней точки перегиба 17 и 18,. фторопластовую 35 прокладку 19, гермовыводы 20 и 21. устройство соединяется с магистральным трубопроводом с. помощью сварки или фланцевого соединения.

Чувствительный элемент 2 выпол- 40 няется, например, из медных проводов

ПЭТВ или проволоки из стали 12Х18Е10Т диаметром 0,11 — 0,51 мм. Координатные решетки 9 и 12 изготавливаются из диэлектрического материала, 45 например .керамических пластин марки

22ХС. Кольца 4 и 13 с радиальными выступами 14 и 15 изготавливаются из стали марки 12Х18Н10Т. Ширина кольца (вдоль образующей) находится в диапазоне 5 — 15 мм (в зависимости от типоразмера устройства).

Устройство работает следующим образом.

Электромагнитная система чувствительного элемента 2 возбуждается внешним источником (не показан), включающим генератор высокочастотных колебаний. Мерный участок заполняют жидкостью сплошность которой необ1

60 ходимо измерить. При возбуждении резонанса в указанной системе резонансная частота зависит от количества диэлектрической жидкости, заполняющейй мерный учас ток . Резонансная частота такой системы монотонно и 65 практически линейно изменяется при изменении количества жидкой фазы, заполняющей цилиндрический корпус 1 или, что то же, сплошности потока.

Резонансная частота, измеренная внешней системой регистрации, и является мерой сплошности среды.

Использование предлагаемого устройства для измерения сплошности потока жидкости позволяет устранить имеющуюся у прототипа зону минимальной чувствительности, которая обуславливает неизбежность ошибки при измерении сплошности для целого ряда режимов течения, т.е. повысить точность измерения в сравнении с устройствами того же назначения. Верхний предел 0,8 д. выбранного расстояния, равного 0,5 — 0,8о, от стенки цилиндрического корпуса 1 участка 16 отрезка чувствительного элемента 2, определяется тем, что возбуждаемая в чувствительном элементе 2 электромагнитная волна создает минимум напряженности электрического поля вблизи выходной шины 4, поэтому, как показали исследования, чтобы добиться большой равномерности напряженности электрического поля в рассматриваемой области мерного участка, следует расположить участки 16 отрезков чувствительного элемента 2 не далее 0,8а от стенки корпуса устройства. Также эмпирически установлено, что нижний предел упомянутого выше расстояния, равный 0,5а.. достаточен для того, чтобы исключить возможность замыкания чувствительного элемента 2 на корпус датчика в процессе работы. Расположение заподлицо с внутренним диаметром кольца 4, являющегося выходной шиной, позволяет снизить гидравлическое сопротивление устройства, что также повышает точность измерения, поскольку исключает воздействие выходной шины 4 на измеряемый параметр.

Формула изобретения

Устройство для измерения сплошности потока жидкости, содержащее цилиндрический корпус с размещенным внутри его мерного участка чувствительным элементом, точки перегибов которого расположены на лучах двух радиальных симметричных координатных решеток, установленных .в противоположных, перпендикулярных к оси корпуса плоскостях мерного участка, выходную шину, входную шину, расположенную на одной из координатных решеток соосно цилиндрическому корпусу, причем диаметр входной шины составляет 0,2 — 0,3 диаметра цилиндрического корпуса, а чувствительный элемент выполнен в виде сое924560!

3 Щ

2Р

Составитель Н. Тарасова

Редактор С. Юско Техред A.Ач Корректор С. Шекмар

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2805/59

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 диненных электрически параллельно отрезков, начала которых подключены к входной шине, а концы — к выходной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два кольца, охватывающие координатные решетки и расположенные на концах мерного участка заподлицо с внутренним диа-, метром цилиндрического корпуса, при этом на кольцах выполнены радиальные выступы, расположенные в середине соответствующих секторов, между лучами координатных решеток, а на радиальных выступах закреплены точки перегибов дополнительных отрезков чувствительного элемента, причем одно из колец является выходной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2466307/18-25, 10 кл. G 01 N 21/12, G 01 N 27/02 1977 (прототип) °