СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ
METHOD OF FLUID FLOW RATE MEASUREMENT

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкости и может быть использовано при испытаниях двигателей.
Известно устройство для дозирования жидкостей, содержащее измерительный пневматический мост, дифманометрический преобразователь, дроссельный делитель давления, пневматический дискретный элемент с пневмотумблером, пневматический усилитель и клапан подачи дозируемого вещества, установленный на трубопроводе подачи дозируемого вещества в мерную емкость (см. авт. свид. СССР №439703 от 23.06.69). Расход жидкости с помощью данного устройства определяется как масса дозируемой в мерную емкость жидкости в единицу времени дозирования.
Для измерения расхода жидкости в масштабе времени при длительном цикле испытаний двигателя это устройство не может быть использовано вследствие ограниченного объема дозы жидкости.
Известен также дозатор-расходомер, который состоит из измерительного преобразователя, включающего мерную емкость, разделенную мембраной на продуктовую и буферную полости, сильфон с фланцем, расположенным между узлом контроля заполнения соответственно верхнего и нижнего положений фланца сильфона. Сильфон помещен в герметизированном корпусе, в котором поддерживается давление вытеснения, сжимающее сильфон. Внутренняя полость сильфона и буферная полость мерной емкости заполнены буферной жидкостью и сообщены между собой каналом, в котором помещен обратный клапан с осевой проточкой капилляра. Управление притоком и стоком продукта осуществляется клапанами с исполнительными механизмами. Кроме того, в состав дозатора-расходомера входят блок формирования импульсов, нормирующий преобразователь длительности импульсов, переключатель, ячейка памяти, пневматический элемент сравнения, выходной каскад и блок задания (см. авт. свид. СССР №765785 от 01.09.78). Этот дозатор-расходомер осуществляет способ измерения расхода жидкости, взятый за прототип изобретения, основанный на определении массы (объема) жидкости, вытесняемой из мерной емкости за общее время цикла, включающее время загрузки мерной емкости, время выстоя под загрузкой и собственно время разгрузки (вытеснения).
Недостаток этого способа измерения расхода жидкости состоит в цикличности его осуществления, что не позволяет использовать его при длительных ресурсных испытаниях двигателя с измерением расхода рабочих жидкостей в реальном масштабе времени испытания.
Изобретение направлено на устранение этого недостатка прототипа.
Для этого наряду с мерной емкостью используют дополнительную сравнительную емкость, которую заправляют рабочей жидкостью до достижения верхнего уровня рабочей жидкости в мерной емкости, создают и поддерживают в течение всего времени вытеснения одинаковое давление газа вытеснения в обеих емкостях, а в течение времени вытеснения рабочей жидкости из мерной емкости измеряют разность давлений жидкости у основания емкостей, преобразуют эту разность в выходной сигнал, который регистрируют, обрабатывают и отображают измеренный расход жидкости в реальном масштабе времени.
В качестве примера на чертеже представлена схема устройства для осуществления способа измерения расхода жидкости по изобретению.
Устройство содержит две емкости, расположенные одна в другой. Наружная емкость 1 и внутренняя емкость 2 через коллектор 3 соединены с полостями датчика разности давлений 4. В зависимости от величины максимальной массы жидкости, расход которой измеряется, в качестве мерной емкости, из которой осуществляется вытеснение рабочей жидкости, используется одна из них, при этом другая емкость используется как дополнительная сравнительная емкость. Расходная полость датчика разности давлений 4 соединена с мерной емкостью, другая полость датчика 4 соединена с дополнительной сравнительной емкостью. Коллектор 3 установлен на стойке 5. Заправка емкостей 1 и 2 производится через полости датчика разности давлений 4 до достижения одинаковых уровней в обеих емкостях, соответствующих положению «верхний уровень» штуцера перелива 6. Обе емкости после заправки наддуваются давлением газа, подаваемого через штуцер 7. Расход рабочей жидкости из внутренней емкости производится через штуцер 8, а из наружной - через штуцер 9, в зависимости от того, какая емкость является мерной. В качестве запорной арматуры установлены электроклапаны 10, управление которыми осуществляется дистанционно с пульта управления (на чертеже показан). При вытеснении рабочей жидкости датчик разности давлений обеспечивает непрерывное измерение разности давлений у основания емкостей и преобразование этой разницы в токовый выходной сигнал.
Этот сигнал подается на преобразователь 11, осуществляющий преобразование токового сигнала в цифровой код и передачу его на ПЭВМ 12, которая производит регистрацию, обработку и отображение измерительной информации в реальном масштабе времени.
Способ измерения расхода жидкости по изобретению основан на определении массы жидкости, вытесняемой из мерной емкости 2 за время вытеснения. В отличие от известных при осуществлении заявляемого способа используют дополнительную сравнительную емкость 1, которую заправляют рабочей жидкостью до достижения верхнего уровня той же жидкости в мерной емкости 2, затем создают и поддерживают в течение всего времени измерения одинаковое давление газа вытеснения в обеих емкостях через штуцер 7, а в течение времени вытеснения жидкости из мерной емкости 2 через штуцер 8 измеряют разность давлений жидкости на одном уровне у основания обеих емкостей 1 и 2 с помощью датчика разности давлений 4, преобразуют с помощью этого же датчика 4 измеряемый параметр (разность давлений у основания емкостей 1 и 2, пропорциональная количеству вытесняемой жидкости из мерной емкости 2) в унифицированный токовый аналоговый выходной сигнал и далее в цифровой код с помощью преобразователя 11, который регистрируют, обрабатывают и отображают измеренный расход жидкости в реальном масштабе времени посредством ПЭВМ 12.
Использование изобретения позволит проводить длительные ресурсные испытания двигателей с измерением расхода жидкости в реальном масштабе времени.