СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
METHOD OF MEASUREMENT OF FLOW OF A FLUID ENVIRONMENT

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля расхода различных газов и жидкостей.
Известен способ измерения расхода жидкости с компенсацией перепада давления на измеряющем средстве, используемого в устройстве расходомера (RU 2000548 С. 07.09.1993).
Поток жидкости пропускают через измерительную камеру с шестернями, задают задатчиком перепад давления на шестеренчатом расходомере и связанного с ним электродвигателем, обороты которого контролируются стабилизатором частоты вращения, фиксируют по оборотам расход счетным устройством через передаточный механизм, соединенный с одной из шестерен расходомера.
Недостатком известного способа является недостаточная стабилизация течения потока в момент измерения перепада давления, несмотря на использование стабилизатора частоты вращения электродвигателя. Известно, что по принципу действия шестеренного механизма, через который пропускается поток, его расход имеет пульсирующий характер, что приводит к неустойчивым показаниям датчика перепада давления и далее к работе электродвигателя. Кроме этого в этом устройстве по известному способу не выполняется полная компенсация перепада давления на расходомере до ΔP=0.
Известен способ измерения расхода с нулевым перепадом давления, принятый за прототип (Касимов A.M., Беляев М.М. Расходомер с нулевым перепадом давления // ж. ДиС, 2001, №7, с. 41-43). По этому способу измеряемый поток пропускают по каналу через вращаемый электродвигателем расходомер со скоростью, соответствующей нулевому перепаду давления на расходомере, и о величине расхода судят по этой скорости вращения.
Недостатком известного способа является необходимость затраты внешней энергии (электрической) для работы расходомера, неравномерность скорости потока, которая искажает показания при измерении нулевого перепада.
Техническим результатом является обеспечение автономности работы путем использования для вращения привода расходомера внутренней энергии напора измеряемого потока, снижения погрешности измерения путем обеспечения равномерного вращения измерителя объемного расхода и плавного изменения расхода, без пульсаций, при его измерении.
Технический результат достигается тем, что поток пропускают последовательно через вращающийся его напором привод с дроссельным регулированием в байпасе и через связанный с приводом объемный расходомер, скорость вращения привода устанавливают расходом байпаса по нулевому перепаду давления на расходомере, по скорости вращения которого определяют величину расхода.
На чертеже представлена поясняющая предложенный способ схема, где 1 и 2 - каналы, 3 - привод вращения, 4 - расходомер, например винтовой, 5 - байпас (обводной канал), 6 - дроссельный регулятор скорости вращения привода 3, 7 - датчик перепада давления, 8 - блок управления.
Каналы 1 и 2 соединены последовательно, в которых расположены соответственно привод 3 и расходомер 4. Канал 1 снабжен байпасом (обводным каналом) 5 с дроссельным регулятором скорости 6 вращения привода 3, который одновременно является регулятором расхода в байпасе 5. Вход и выход канала 2 соединены с датчиком перепада давления 7, выход которого связан через блок управления 8 с регулятором скорости 6 привода 3. Взаимодействие элементов схемы происходит следующим образом.
Измеряемый поток с расходом Q протекает через канал 1 и его обводной канал 5 к каналу 2. Под действием напора измеряемого потока связанные между собой привод 3 и расходомер 4 вращаются со скоростью, зависящей от соотношения долей потоков в канале 1 и его обводном канале 5. Соотношение этих долей изменяется регулятором скорости 6, изменяющего проходное сечение обводного канала 5. Чем больше проходное сечение и расход по обводному каналу 5, тем меньше скорость вращения привода 3. Регулятор скорости 6 управляется блоком управления 8 по сигналу датчика перепада давления 7, если перепад давления ΔP на расходомере 4 отличается от нуля. При отклонении ΔP от нуля датчик перепада давления 7 вырабатывает положительный или отрицательный сигнал и регулятор скорости 6 в интегральном исполнении переводит скорость вращения привода 3 на новый уровень (притормаживает или ускоряет его), поддерживая тем самым перепад давления на расходомере 4, равным нулю. Винтовой расходомер, например, в отличие от шестеренчатого, обеспечивает плавное, без пульсаций, течение по каналу 2, позволяющее получать стабильные, без рывков, значения перепада давления, и снизить погрешность измерения перепада давления. При ΔP=0 скорость вращения расходомера 4 характеризует величину измеряемого расхода Q и является выходной величиной.