Расходомер газа

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в системах измерения газообразных сред.
Известно устройство измерения расхода среды (RU 2157967 С2, 21.05.1998). Часть потока среды после магистрального расходомера возвращают через вспомогательный расходомер и ограничительный дроссель в магистраль перед насосом и расход на рабочую нагрузку определяют как разность расходов через магистральный и вспомогательный расходомеры. Этот прием позволяет сместить зону измерения магистрального расходомера в необходимый пониженный диапазон. Однако диапазон измерения смещается при наличии линии обратного потока, которая понижает порог чувствительности и вместе с ним снижает верхнюю границу измерения.
Известен расходомер, работающий на принципе Кориолиса, например Эмис-масс 260 (http://emis-kip.ru), принятый за прототип. Недостатком устройства является небольшой динамический диапазон (до 20) при классе расходомера 0,5 и высокая по уровню нижняя граница измерения расхода 2500 кг/ч. Ниже указанной нижней границы расходомер Эмис-масс 260 по паспорту будет показывать нулевой расход и накопления массы и объема происходить не будет.
Техническим результатом является расширение диапазона измерения расходомера кориолиса добавлением поддиапазона малых расходов (первой части диапазона) за счет подключения дополнительного потока циркуляции.
Технический результат достигается тем, что предложенный расходомер газа по модели, характеризующийся тем, что, используя свойства и техническую реализацию расходомера кориолиса, снабжен проточным трубопроводом, соединяющим его выход с входом расходомера кориолиса, выход которого соединен с входом управляемого блоком управления возбудителя обратного потока, расположенного в проточном трубопроводе.
На чертеже представлена конструкция модели.
Расходомер газа содержит 1- расходомер кориолиса с U- образными трубками 2 с концами 3 и 4, снабжен проточным трубопроводом 5, в котором расположен управляемый возбудитель 6 обратного потока, с выходом 7, соединенным с входом 8 расходомера кориолиса, и своим входом 9 с общим выходом 10 расходомера, и содержит электронный блок управления 11, в который входит блок управления возбудителем 6 обратного потока. В качестве возбудителя 6 обратного потока использован пьезонасос, который позволяет проходить потоку только в одну необходимую обратную сторону.
Измерение расхода газа происходит в двух частях диапазона следующим образом.
При наличии измеряемого потока Q газ проходит через вход 8 по U- образной трубке с концами 3 и 4 и далее на общий выход 10 всего расходомера газа.
Измерение в первой части диапазона выполняется с участием обратного потока, измерение во второй части диапазона выполняется без его участия.
1
2
В первой части диапазона при появлении на входе 8 расхода Q, уровень которого еще не достиг нижней границы измерения - порога чувствительности U- образной трубки расходомера Кориолиса, измерение выполняется за счет принудительного увеличения измеряемого потока расхода Q, превращенного в поток с расходом Q перед U- образной трубкой, путем добавления к нему дополнительного потока Q от побудителя потока 6 (управляемого пьезонасоса с пьезоприводом) по проточному трубопроводу 5.
2
Принудительный обратный поток величиной Q циркулирует от выхода 10 через проточный трубопровод 5, к входу 8 и далее через U- образную трубку с концами 3 и 4, и вновь через проточный трубопровод 5 с побудителем обратного потока 6, образуя кольцевую связь.
2
1
2
На фиг. обозначены потоки при измерении расхода в первой части диапазона: Q - измеряемый расход, Q- дополнительный обратный поток и суммарный поток Q=Q+Q.
2
1
2
2
2
В первой (нижней) части диапазона блок управления 11 воздействует на частоту питания побудителя 6 обратного потока и поддерживает неизменной сумму расходов обратного потока Q и измеряемого потока Q, т.е. Q=Q+Q. В результате этого при изменении расхода измеряемого потока Q на столько же изменяется в другую сторону и расход обратного потока Q, выполняющего роль отрицательной обратной связи компенсационной системы стабилизации. По величине изменения расхода обратного потока Q частотная система отображает значение измеряемого расхода Q в пределах первой части диапазона. Таким образом, в первой части диапазона отсчитывание измеряемого расхода Q ведется по величине управляемой частоты питания побудителя обратного потока.
2
При увеличении измеряемого потока Q до величины нижней границы измерения - порога чувствительности U- образной трубки расходомера Кориолиса по сигналу блока управления 11 отключается частотное питание управляемого пьезонасоса с пьезоприводом побудителя обратного потока 6. При этом величина расхода обратного потока приходит к нулю Q≈0.
С этого момента расходомером измерение ведется во второй (основной) части диапазона и расходомер работает во второй части по частоте расходомера Кориолиса со своим чувствительным датчиком U- образными трубками, показания которого начинаются от порога чувствительности, при перекрытом канале 5 обратного потока.
Такая схема измерения позволяет оценивать величину расхода измеряемого потока, преодолевая более высокий порог срабатывания самого расходомера кориолиса.
Если для первой части диапазона устанавливается нижний предел измерения 1250 кг/ч и устанавливается верхний предел, например, 2500 кг/ч, равный нижнему пределу для класса точности 0,5, при котором отключается подающий обратный поток возбудителя потока 6, то начинается работа в своей второй традиционной части диапазона измерения, т.е. расход измеряется только расходомером кориолиса. При такой установке нижнего и верхнего пределов измерения получим для первой и второй частей общий увеличенный динамический диапазон 2×200=400 и для класса точности 0,5, новый диапазон будет 40 вместо прежних 20.
Предложенная модель обеспечивает расширенный диапазон измерения расхода газа (до 400 и более), обладая способностью измерять расход, ниже указанного в паспорте прототипа.