РАСХОДОМЕР

Полезная модель относится к устройствам для регистрации, измерения и учета расхода, скорости и других параметров подвижной среды и может быть применено в нефтепроводах, газопроводах, в том числе, расположенных на дне моря.
Известен турбинный расходомер (см. патент РФ №2014566 «Турбинный расходомер», МПК G01F 1/06, опубл. 15.06.1992 г.), содержащий корпус, турбину, по оси которой закреплен цилиндрический поясок с отражательными метками на внешней поверхности, излучатель, фотоприемник.
Недостатками известного расходомера являются низкая надежность и недостаточная точность измерения.
Наиболее близким является расходомер (см. патент РФ №2083158 «Расходомер», МПК А61В 5/08, опубл. 10.07.1997 г.), содержащий проточный корпус, крыльчатку и оптическую систему. Крыльчатка вращается вместе с осью, опирающейся на подшипники, размещенные на перегородках. С одной стороны от крыльчатки расположен излучатель, а с другой стороны два приемника. Проходящая очередная лопасть крыльчатки перекрывает лучи то на один приемник, то на другой поочередно.
Недостатками известного расходомера являются низкая надежность конструкции, низкая точность измерения при эксплуатации устройства на больших глубинах, а именно, на дне моря и ограниченные функциональные возможности.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности, точности измерений и расширение функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что в расходомере, содержащем излучатель, приемник и проточный корпус, в котором расположена крыльчатка и подшипник, на внешней поверхности корпуса установлен коллиматор, над сквозным осевым каналом которого расположен приемник в виде датчика γ-излучения, крыльчатка с помощью подшипника расположена в корпусе соосно, при этом на конце одной из лопастей крыльчатки установлен излучатель в виде источника γ-излучения.
На чертеже изображен расходомер в продольно-осевом разрезе.
Расходомер расположен в трубопроводе 1 и содержит датчик 2 γ-излучения, коллиматор 3, помещенный в стакан 4, корпус 5, источник 6 γ-излучения, крыльчатку 7, подшипник 8.
Устройство работает следующим образом. Крыльчатка 7 устанавливается в корпусе 5 соосно. При прокачке подвижной среды (газ, нефть, жидкость) набегающий поток воздействует на лопасти крыльчатки 7, и она вращается. На конце одной из лопастей закреплен источник 6 γ-излучения, например, капсула с γ-активным радиоизотопом. При вращении крыльчатки 7 облучение датчика 2 γ-излучения прерывается с частотой, пропорциональной расходу подвижной среды, при этом фиксируются импульсы определенной частоты и амплитуды. Для нормализации потока γ-лучей, уменьшения фона излучения перед датчиком 2 установлен коллиматор 3, который имеет сквозное отверстие и может быть изготовлен из свинца. В случае если температура трубопровода больше температуры плавления свинца, коллиматор 3 изготавливается из обедненного урана.
Датчик 2 может содержать газонаполненные части или электровакуумные изделия и должен располагаться в относительно прозрачном для γ-лучей титановом корпусе. Обработка информации с датчика 2 производится с помощью компьютера.
Данный расходомер позволяет повысить надежность за счет того, что при его изготовлении не требуется операция сверления корпуса для установки излучателей или электродов, не требуется также какой-либо футеровки фланцев и внутренней поверхности корпуса.
При измерении расхода газа в устройствах с использованием нормализованных диаграмм при резком изменении тепловой нагрузки требуется замена диаграмм в самый неподходящий момент, например, при резком похолодании. В данном расходомере конструктивных изменений на протяжении всего периода эксплуатации трубопровода производить не требуется, что также повышает надежность.
Установка коллиматора позволяет повысить точность измерения за счет получения пучков ионизирующего излучения.
При использовании расходомера на трубопроводах, прокладываемых по дну морей, осевой канал коллиматора 3 заполняется компаундом, а датчик 2 размещается в титановом корпусе, рассчитанным на глубину в месте установки датчика 2.
Данный расходомер одновременно фиксирует изменения частоты импульсов, что свидетельствует об изменении расхода подвижной среды, так и их амплитуды, что свидетельствует об изменении плотности или химического состава, что расширяет функциональные возможности устройства.