Анализатор плотности газов в трубопроводе

АНАЛИЗ ОР ПЛОТНОСТИ ГАЗОВ В ТРУБОПРОВОДЕ
Область техники, к которой относится
Изобретение относится к области контроля физико-химических свойств газов на технологических потоках, а именно, к средствам измерений плотности газа в трубопроводах.
Предшествующий уровень техники
Известен вибрационный анализатор плотности газов в рабочих условиях, принцип действия которых основан на зависимости параметров упругих колебаний, сообщаемых телу, размещенному во внутренней полости газопровода (Фарзане Н.Г. и др. Технологические измерения и приборы - М,: Высшая школа, 1989. - с. 281-283).
Недостатками этих анажзаторов являются нелинейность статической характеристики и зависимость сигнала o-f статического давления в газопроводе..  MX
Известны также центробежные анализаторы плотности газов в рабочих условиях, содержащие измерительную камеру, вращающуюся в ее внутренней полости, горизонтальную трубку и датчик разности давлений (Кивилис С.С. Плотномеры. - М,: Энергия, 1980. с. 218-219).
Недостатком этих анализаторов является необходимость передачи механического вращательного дышения от двигателя к трубке, расположенной во внутренней полости трубопровода при услоши обеспечения герметичности. полезная модель
гидродинамический анализатор плотности газа в рабочих условиях (Нарзане Н,Г. и др. Технологические измерения и приборы. - М.: Высшая школа, 1989. - с. 279-280), содержащий синхронный двигатель с магнитной муфтой, вентилятор, турбулентный дроссель с входным и выходным каналами и датчик перепада давлений на турбулентном дросселе.
Недостатком такого анализатора является его сложность, а именно, необходимость использования синхронного двигателя магнитной муфты, обеспечивающей герметичную передачу вращательного движения к вентилятору.
Сущность изобретения
Задачей данного изобретения является упрощение конструкции газодинамического анализатора плотности газа.
Технический результат изобретения - увеличение надежности газодинамического анализатора плотности газа за счет исключения из его состава подвижных механических узлов.
Поставленная задача решается тем, что выходной канал турбулентного дросселя подключается к входному каналу ламинарного дросселя. При этом оба дросселя со своими каналами размещаются во внутренней полости трубопровода так, что входной канал турбулентного дросселя располагается в области с большим давлением, а выходной канал ламинарного дросселя - в области с меньшим давлением. Причем плюсовый и минусовый входы дополнительного датчика перепада давлений подключены соответственно к входному и выходному каналам ламинарного дросселя, а выходы обоих датчиков перепада давлений и датчика температуры таза в трубопроводе подключены к вычислительному устройству.
«/ - В измерение плотности в рабочих услошях без использования какихлибо механических вращающихся элементов.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении,
Краткое описание чертежей
На фиг, I изображена схема анализатора плотности газов в трубопроводе.
Лучший вариант реализации изобретения
Анализатор плотности газов размещается в трубопроводе I и содержит турбулентный дроссель 2 с жодным 3 и выходным 4 каналами, ламинарный дроссель 5 с входным б и выходным 7 каналами. Дроссели соединены последовательно и укреплены на перегородке 8. Датчики перепада давлений 9 и 10 подключены соответственно к жодным и выходным каналам турбулентного 2 и ламинарного 5 дросселей. Выходы этих датчиков 9 и 10 и датчика температуры II подключены к вычислительному устройству 12.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При протекании газа по трубопроводу I в направлении, указанном стрелкой, на перегородке 8 возникает перепад давлений, причем давление Pj будет больще, чем давление Рд. Поэтому через последовательное соединение турбулентного 2 и ламинарного 5 дросселей будет протекать некоторый расход газа и на этих дросселях 2 и 5 возникнут перепады давлений  и  У которых равна разности давлений j-PgУказанные перепады давлений и температура газа в потоке, измеряются перепадомерами 9 и 10 и датчиком температуры 11, преобразуются в электрические сигналы и посылаются в вычислительное устройство 12.
-  Последнее выполняет над ними вычислительные операции и определяет плотность газа в рабочих условиях.
Алгоритм работы устройства определяется из следующих выражений. Объемные расходы газов через турбулентн1Ш и ламинарный дроссели описываются выражениями. (Ибрагимов И.А, и др. Элементы и системы пневмоавтоматики. - М.: Высшая школа, 1983).
, , .CD
и -  // /у )СП)
-  ,Iгде Ui, QI объемные расходы газа через турбулентный и ламинарный дроссели; ХГ/  постоянный коэффициент;
/ V
- плотность газа в рабочих условиях и динамическая вязкость газа; С/ и  - диаметр и длина ламинарного дросселя (капилляра).
Так как при последовательном соединении дросселей объемные расходы  и  одинаковы, то из ( I ), ( П ) можно получить:
, .
где К,г Z I  У,  постоянный коэффициент, в случае
когда изменениями вязкости в трубопроводе можно пренебречь.
Выражение ( Ш ) является алгоритмом работы вычислительного устройства.
Для учета изменения вязкости от температуры вычислительное устройство использует информацию от датчика II.
Преимущества предлагаемого технического решения:
-простота конструкции;
.
-л /2Sid
-/1
.9 0 /ffJl/
Промышленная применимость
Анализатор плотности газа в рабочих услошях целесообразно использовать в системах автоматического контроля расхода газовых потоков с изменяющимися параметрами. С такой задачей приходится сталкиваться при учете материальных потоков на магистральных газопроводах, нефтеперерабатывающих, нефтехимических заводах и других объектах различных отраслей промышленности.