Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем
METHOD FOR VOLUMETRIC FLOW RATE MEASUREMENT BY JET CONVERTER

Изобретение относится к области определения объемного расхода газа или жидкости и может быть использовано в теплоэнергетической, газовой и других отраслях промышленности.
Известен способ измерения объемного расхода воздуха струйным автогенераторным расходомером (счетчик), заключающийся в том, что основная часть потока через сужающее устройство проходит на выход расходомера. На сужающем устройстве возникает перепад давления, благодаря которому часть потока через кольцевую щель и канал подвода поступает в сопло питания струйного автогенератора. В результате в последнем возникает автоколебания струи с частотой, пропорциональной расходу через сужающее устройство. Колебания струи преобразуются в электрический сигнал термоанемометром на базе синтетического полупроводникового алмаза (см. патент 2244265 С1, Российская Федерация, МПК G01F1/20. Струйный автогенераторный расходомер-счетчик / Аристов П.А. №2003114990/28 заявл. 21.05.2003; опубл. 10.01.2005.).
Недостатком известного способа является низкая точность и небольшой диапазон измерения расхода.
Наиболее близким является способ измерения объемного расхода струйным преобразователем (СПР), (см. Расходомеры и счетчики количества, П.П. Кремлевский, Ленинград, "Машиностроение", Ленинградское отделение, 1989, с. 374-375), заключающийся в том, что расход среды, газа или жидкости, проходящий по трубопроводу, определяют пропусканием ее через струйный генератор СПР, фиксируют выходной сигнал СПР, частота которого пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через СПР, и  определяют объемный расход по формуле:
СПР
СПР
Q = А ⋅ f
СПР
где Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;
f - частота колебаний струйного генератора СПР;
СПР
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного преобразователя.
СПР
А = k ⋅ F ⋅ l
где k - поправочный коэффициент;
F - площадь сопла питания;
l - длина диффузора.
Недостатком данного способа является малый диапазон измерения  расхода.
Техническим результатом, на достижение которого направлен способ, является увеличение диапазона измеряемого расхода СПР.
СПР
СПР
Для достижения указанного результата в способе измерения объемного расхода струйным преобразователем, заключающимся в том, что расход газа или жидкости, проходящий по трубопроводу определяют пропусканием ее через струйный генератор СПР, фиксируют выходной сигнал СПР, частота которого пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через СПР, и определяют объемный расход по формуле Q = А ⋅ f,подключают параллельно СПР ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, пропускают среду дополнительно через установленное ламинарное сопротивление, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q среды, проходящей по
трубопроводу, по формуле:
СПР
ЛС
СПР
ЛС
2
Q = Q+ Q= A ⋅ f + A ⋅ f/υ,
СПР
где Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;
ЛС
Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;
f - частота колебаний струйного генератора СПР;
СПР
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;
ЛС
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;
υ - кинематическая вязкость среды.
Измерение объемного расхода струйным преобразователем позволяет увеличить диапазон измеряемого расхода СПР путем подключения параллельно СПР ламинарного сопротивления с известными геометрическими параметрами, пропуская среду через СПР и через установленное параллельно ему ламинарное сопротивление, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q среды, проходящей по трубопроводу, по формуле:
СПР
ЛС
СПР
ЛС
2
Q = Q+ Q= A ⋅ f + A ⋅ f/υ,
СПР
где Q - объемный расход среды проходящей по трубопроводу, через СПР;
ЛС
Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;
f - частота колебаний струйного генератора СПР;
СПР
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;
ЛС
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;
υ - кинематическая вязкость среды.
Способ измерения объемного расхода струйным преобразователем реализуется следующим образом.
Газ или жидкость пропускают через параллельно установленные СПР и ламинарное сопротивление с известными геометрическими параметрами, фиксируют частоту колебаний струйного генератора СПР и определяют объемный расход Q, проходящий по трубопроводу по формуле:
СПР
ЛС
СПР
ЛС
2
Q = Q+ Q= A ⋅ f + A ⋅ f/υ,
СПР
где Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через СПР;
ЛС
Q - объемный расход среды, проходящей по трубопроводу через ламинарное сопротивление;
f - частота колебаний струйного генератора СПР;
СПР
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров струйного датчика преобразователя;
ЛС
А - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров ламинарного сопротивления;
υ - кинематическая вязкость среды.
ЛС
ЛС
2
Таким образом, заявленный способ позволяет при заданном допускаемом перепаде давлений на СПР (т.е. при неизменном диапазоне частот СПР) производить измерение расходов в более широком диапазоне (в 1,5 и более раз) за счет добавления в линейную формулу измерения расхода добавочного нелинейного члена Q= A ⋅ f/υ, что улучшает потребительские качества данного способа. Также предложенный способ учитывает влияние свойств среды кинематической вязкости на работу расходомера, что повышает точность измерений расхода.