РАСХОДОМЕР ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к приборостроению, предназначена для измерения количества и объемного расхода жидкостей, а также связанных с расходом параметров активированных растворов в установках электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов и в установках активации питьевой воды, и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства и в бытовой технике.
Известны шариковые расходомеры, содержащие гидродинамическое устройство с входом и выходом потока жидкости, кольцевой канал, чувствительное (измерительное) тело, движущееся с потоком жидкости по направляющим канала, узел регистрации оборотов тела (Кремлевский П.П. и др. "Расчет и конструирование расходомеров", Л. Машиностроение, 1978, с.94-101; Кремлевский П.П. "Расходомеры и счетчики количества веществ", СП, Политехника, 2002, с.331-339; "Шариковый расходомер", авт. свид. №1789860, опубл. 23.01.93; патент Японии №JP1302115 "Flow rate detector", патент США №US 4782707 "Apparatus for detecting flow amount of fluid in passage").
Все известные вышеперечисленные гидродинамические устройства расходомеров, как правило, работают при больших расходах жидкости и имеют общий недостаток: значительную величину силы трения измерительного тела о стенки канала. Это приводит к торможению измерительного тела вплоть до остановки его вращения при малых расходах, к быстрому износу тела, и вследствие этого, - к невозможности измерения расхода при малых напорах и расходах жидкости и ограниченному сроку службы расходомера.
Известно техническое решение по патенту Германии №DE 19835924 "Расходомер для жидкости", опубл. в сборнике "Изобретения стран мира", вып.82, №3/2002, с.4, в котором в гидродинамическом устройстве измерительное тело имеет тот же удельный вес, что и жидкость". Недостатком данного решения является сложность подбора материала для измерительного тела с удельным весом, равным удельному весу (плотности) жидкости, в связи с необходимостью изготовления расходомеров для разных жидкостей с различной плотностью, например, вода, водно-солевые растворы, активированные растворы, жидкое топливо, жидкие масла, а также вследствие температурной зависимости плотности жидкости и материала тела, ограниченного выбора материалов с различной плотностью.
Наиболее сходным по основным признакам является расходомер по авт.свид. №1789860, опубл. 23.01.93 г. (прототип), в котором в гидродинамическом устройстве измерительное тело (шар) помещено в проточную кольцевую щель, расположенную между аксиальным выходом жидкости и основным кольцевым каналом, связанным с тангенциальным входом, в котором вращается вихревая жидкость. В данной конструкции гидродинамического устройства удается частично уменьшить трение измерительного шара о стенки камеры устройства и увеличить срок службы устройства за счет размещения шара вдали; от непосредственного воздействия тангенциального входа и за счет частичного уравновешивания центробежной и осевой составляющих силового воздействия на шар. Однако, шар вращается в устройстве плотно вдоль направляющих кольцевой щели аналогично поршню, толкаемому жидкостью вдоль направляющих щели.
Недостатки этой конструкции - значительная величина силы трения тела о стенки камеры устройства, неуравновешенность выталкивающей составляющей
силового воздействия на измерительное тело, невозможность работы при очень малых расходах и напорах жидкости и ограниченный срок службы.
Кроме того, ни в устройствах-аналогах, ни в устройстве расходомера по прототипу не решается задача применения расходомера для одновременного измерения расхода и объема нескольких различных растворов в одной установке (например, в установках электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов, патент РФ №2141453, С1 6 С 02 F 1/46 «Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов». Бюл. №32, опубл. 20.11.1999 г. Установки электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов выпускаются промышленностью по ТУ 9451-689-05834388-01).
Ни в устройствах-аналогах, ни в устройстве расходомера по прототипу также не решается задача применения расходомера для определения, постоянного контроля, индикации и регулирования параметров растворов, связанных с расходом жидкости, например, таких, как концентрация активного хлора (Сах), окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), показатель водородных ионов (рН).
Задачей полезной модели расходомера является устранение указанных недостатков.
Сущность полезной модели
Поставленная задача решается тем, что расходомер для жидкостей содержит датчик расхода, состоящий из гидродинамического устройства с тангенциальным входом и аксиальным выходом жидкости, с периферийным проточным кольцевым каналом, с проточной кольцевой щелью, с перемещаемым и вращаемым с потоком жидкости измерительным телом округлой формы с весом, равным весу вытесненной им жидкости или близким к нему, и из оптического датчика регистрации частоты вращения измерительного тела, и электронную схему обработки регистрируемых сигналов и индикации измеряемых параметров на основе микроконтроллера с программным обеспечением.
Гидродинамическое устройство снабжено измерительным кольцевым проточным каналом, помещенным в области щели между периферийным каналом и аксиальным выходом.
Измерительное тело погружено в жидкость в измерительном канале, выполнено полым с тонкой оболочкой и заполнено жидкостью, или из пористого губчатого материала, впитавшего жидкость.
Измерительное тело может быть также выполнено в виде нескольких измерительных полых тел с тонкой оболочкой, заполненных жидкостью, или в виде нескольких тел из пористого губчатого материала, впитавшего жидкость, объединенных между собой тонкими дугами, или кольцом, или тонкими спицами, или диском.
В гидродинамическом устройстве измерительный канал выполнен в виде соосного с аксиальным выходом и расположенного с противоположной его стороны углубления, в которое помещено измерительное тело в виде цилиндра с винтовыми (пропеллерными) лопатками, выступающими в проточную щель, и с двумя взаимно-перпендикулярными сквозными отверстиями.
Высота измерительного канала выбрана в пределах 0,3-1,0, а проточной кольцевой щели - в пределах 0,1-0,6 от высоты периферийного кольцевого канала.
Отношение поперечных размеров измерительного тела и измерительного проточного канала составляет 0,6-0,8.
Толщина оболочки заполненного жидкостью измерительного полого тела, выбрана в пределах 0,01-0,15 от его поперечных размеров.
Расходомер размещен в установке электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов или в установке активации
питьевой воды с одним или несколькими датчиками расхода, включенными гидравлически в соответствующие трубопроводы водно-солевых растворов или воды в этих установках и подключенными электрически к одной электронной схеме обработки сигналов и индикации параметров. Электронная схема обработки сигналов и индикации параметров соединена с входящими в установки датчиками тока и напряжения реакторов, электрически управляемыми блоками питания и узлами гидравлического регулирования, и оснащена дополнительными элементами электронного управления и программой для определения, контроля, индикации и регулирования параметров синтезируемых установками активированных растворов, например, таких как концентрация активного хлора (Сах), окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), показатель водородных ионов (рН), а также для автоматического управления работой и регенерацией установок.
Перечень чертежей, иллюстрирующих полезную модель
На фиг.1 представлен расходомер с датчиком расхода и схемой обработки сигналов и индикации параметров с измерительным телом в виде полого тела с тонкой оболочкой или из пористого губчатого материала (поперечный разрез).
На фиг.2 представлен разрез А-А гидродинамического устройства датчика расхода по фиг.1.
На фиг.3 представлен расходомер с датчиком расхода и схемой обработки сигналов и индикации параметров с измерительным телом в виде нескольких элементов (поперечный разрез).
На фиг.4представлен разрез Б-Б гидродинамического устройства датчика расхода по фиг.3.
На фиг.5 представлен расходомер с датчиком расхода и схемой обработки сигналов и индикации параметров с измерительным телом в виде цилиндра с винтовыми лопатками и двумя взаимно-перпендикулярными отверстиями (поперечный разрез).
На фиг.6 представлен разрез В-В гидродинамического устройства датчика расхода по фиг.5.
На фиг.7 представлен продольный разрез измерительного тела в виде цилиндра с винтовыми лопатками и двумя взаимно-перпендикулярными отверстиями и вид по стрелке Г.
На фиг.8 представлена блок-схема расходомера, размещенного в установке электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов или в установке активации питьевой воды.
На фиг.9 представлена блок-схема расходомера с несколькими датчиками расхода, размещенного в установке электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов.
Возможность осуществления полезной модели
Расходомер для жидкостей 1 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 8, 9) содержит датчик расхода 2 с гидродинамическим устройством 3 с тангенциальным входом 4 и аксиальным выходом 5 жидкости, с периферийным проточным кольцевым каналом 6, связанным с тангенциальным входом 4 и предназначенным для закручивания жидкости, с измерительным проточным кольцевым каналом 7, расположенным в области проточной кольцевой щели 8 между периферийным каналом 6 и аксиальным выходом 5.
В измерительный проточный канал 7 свободно помещено погруженное в жидкость и перемещаемое или вращаемое вместе с потоком этой жидкости измерительное тело 9 (фиг.1,2) округлой формы с весом, равным или близким весу вытесненной им жидкости.
Измерительное тело 9 может быть выполнено в виде полого, с тонкой оболочкой, заполненного жидкостью тела 10, или в виде тела 11 из пористого губчатого материала, впитавшего жидкость.
Датчик расхода 2 содержит оптический датчик регистрации 12 частоты вращения измерительного тела.
Расходомер 1 содержит также электронную схему 13 обработки регистрируемых сигналов и индикации измеряемых параметров (фиг.1, 3, 5, 8, 9).
В расходомере 1 в измерительный проточный канал 7 помещено измерительное тело 14 (фиг.3, 4), состоящее из нескольких (от двух до десяти) измерительных тел 10 или 11, объединенных между собой тонкими спицами или диском 15, которые проходят через проточную щель 8 перпендикулярно аксиальному выходу 5. Измерительное тело 14 вместе с потоком жидкости вращается вокруг своей осевой опоры 16, расположенной на противоположной стороне аксиального выхода 5.
На фиг.4 в качестве примера показан расходомер с измерительным телом 14, состоящим из четырех измерительных тел 10 или 11. При этом регистрируемая оптическим датчиком 12 частота сигнала увеличивается в 4 раза, что приводит к повышению точности измерения расхода жидкости, расширению диапазона измерения в сторону малых расходов жидкости.
Спицы или диск 15 с измерительными телами 10 или 11 (фиг.3, 4) могут быть выполнены в виде единой детали из пластмассы. В случае применения конструкции с диском 15 измерительные тела могут быть выполнены в виде тонких лопаток, которые способствуют вращению диска, и для регистрации оборотов диска 15 в нем сделаны отверстия, через которые проходит оптический измерительный луч (на фиг.3,4, не показаны).
Измерительные тела 10,11 могут быть объединены между собой тонкими дугами или оптически прозрачным кольцом (на фиг. не показаны), расположенными в измерительном проточном кольцевом канале 7.
В гидродинамическом устройстве 17 (фиг.5, 6) измерительный канал 18 выполнен в виде соосного с аксиальным выходом 5 и расположенного с противоположной его стороны углубления 19, в которое помещено измерительное тело в виде цилиндра 20 с винтовыми лопатками 21 (фиг.7), выступающими в проточную кольцевую щель 22 (фиг.5), и с двумя взаимно-перпендикулярньми сквозными отверстиями 23 (фиг.5, 7), через которые проходит измерительный оптический луч. Оптический датчик 24 регистрации частоты вращения измерительного тела 20 подключен к электронной схеме 13 обработки сигналов и индикации параметров. Данная конструкция гидродинамического устройства позволяет повысить регистрируемую оптическим датчиком частоту сигнала, что приводит к повышению точности измерения расхода жидкости и расширению диапазона измерения в сторону малых расходов жидкости.
Отношение поперечных размеров измерительного тела 10 или 11 (фиг.1, 2, 3, 4) и измерительного проточного канала 7 выбрано в пределах 0,6-0,8, так чтобы тело свободно перемещалось с потоком жидкости в измерительном проточном канале 7 и испытывало меньшее трение о стенки канала.
Высота проточной кольцевой щели 8 выбрана в пределах 0,1-0,6, а измерительного проточного кольцевого канала 7 - в пределах 0,3-1,0 от высоты периферийного проточного кольцевого канала 6 в зависимости от конкретного назначения и конструктивного исполнения расходомера.
Толщина оболочки полого измерительного тела 10 выбрана в пределах 0,01-0,15 от его поперечных размеров.
Оболочка полого измерительного тела может быть выполнена сплошной, перфорированной или сетчатой так, чтобы вес заполненного жидкостью измерительного тела был максимально близким к весу вытесненной им жидкости, протекающей через расходомер 1. При этом измерительное тело 10, заполненное
жидкостью, или тело 11 из пористого губчатого легкого материала, впитавшего жидкость, по существу состоит из самой жидкости, не выталкивается из жидкости и не тонет, а перемещается с потоком жидкости, испытывая минимум столкновений и минимальное трение о стенки измерительного проточного канала 7. Иными словами, тело находится в жидкости в состоянии, близком к невесомости.
Перфорированная или сетчатая форма оболочки полого измерительного тела 10 позволяет уменьшить объем и вес оболочки тела. Размеры перфорации или сетки оболочки полого измерительного тела 10 выбираются исходя из того, чтобы тело увлекалось потоком жидкости и вращалось вместе с ним и было непрозрачным или частично прозрачным для измерительного оптического луча для обеспечения регистрации оборотов тела. Размеры пор или отверстий должны быть достаточно малыми, и поверхностное натяжение жидкости должно быть больше поверхностной энергии материала оболочки, то есть смачиваемость жидкостью оболочки тела должна быть минимальной, чтобы жидкость свободно не протекала через поры или отверстия оболочки. Смачиваемость оболочки можно уменьшить подбором материала оболочки; нанесением на оболочку тончайшей пленки материала с плохой смачиваемостью; обработкой поверхности оболочки; добавлением в жидкость, которой предварительно заполняют полое тело, поверхностно-активных веществ, повышающих поверхностное натяжение жидкости.
Конкретный материал для изготовления оболочки тела выбирают также, исходя из минимального коэффициента трения этого материала с материалом стенок канала, по которому движется жидкость с измерительным телом.
При больших поперечных размерах проточного кольцевого канала и, соответственно, больших размерах измерительного тела (например, диаметром 15-30 мм) и для больших расходов жидкости оболочка полого тела может быть выполнена из металлизированной прозрачной диэлектрической пленки с толщиной диэлектрического слоя 20-100 мкм, толщиной металлизации 0,5-10 мкм. Причем слой металлизации может иметь сетчатую или пористую форму с размером полосок и просветов 0,5-10 мкм в зависимости от параметров измерительного луча в устройстве регистрации оборотов тела. Тонкие диэлектрические пленки (полиимидные, лавсановые, полиэфирные и другие) прозрачны для измерительного оптического луча и не позволяют регистрировать обороты тела. Металлизированные диэлектрические пленки с тонким слоем металлизации, с тонкой, полученной методами литографии, сетчатой или пористой структурой, не прозрачны или частично прозрачны для оптического луча, что позволяет регистрировать обороты тела. Измерительные полые тела со сплошной, перфорированной или сетчатой оболочкой могут иметь внутренние легкие каркасы (опоры прочности) радиальной или кольцевой формы (на фиг. не показаны), на которых крепится тонкая оболочка.
Измерительные тела 10,11 могут иметь вытянутую форму с отношением поперечных размеров к длине тела 0,5-0,7.
На пути оптического луча перед его входом в приемник датчика регистрации 12 введен непрозрачный экран 25 (фиг.1,3) с приемным отверстием 26, диаметр которого существенно меньше (в 1,5-4 раза) поперечных размеров измерительного тела (10,11). Это обеспечивает полное перекрытие телом падающего на приемник оптического луча и фильтрацию отраженных от стенок корпуса помех для стабильной регистрации оборотов измерительного тела.
В зависимости от назначения расходомер 1 (фиг.8,9) может быть размещен в установке электрохимического синтеза дезинфицирующих и стерилизующих растворов или в установке активации питьевой воды с одним или несколькими датчиками расхода 2, включенными гидравлически в соответствующие трубопроводы водно-солевых растворов или воды в этих установках и подключенными электрически к одной электронной схеме 13 обработки сигналов и индикации параметров.
Электронная схема 13 соединена с входящими в установки датчиками тока и напряжения 27, 28 реакторов, с электрически управляемыми блоками питания и узлами гидравлического регулирования (фиг.8, 9) и оснащена дополнительными элементами электронного управления и программой для определения, контроля, индикации и регулирования параметров синтезируемых установками активированных растворов, например, таких как концентрация активного хлора(Сах), окислительно-восстановительный потенциал(ОВП), показатель водородных ионов (рН), а также для автоматического управления работой и регенерацией установок.
Электронная схема обработки сигналов и индикации параметров 13 (фиг.8, 9) включает в себя выполненную на основе микроконтроллера электронную схему 13.2 и программное обеспечение 13.1 (программы) для управления работой микроконтроллера. В электронную схему входят также источник питания, жидкокристаллический или светодиодный индикатор и специальные схемные элементы электронного управления (на фиг.8,9 не показаны), которые принимают сигналы от датчиков и передают программные команды микроконтроллера к электрически управляемым блокам питания и узлам гидравлического регулирования установок активации воды или электрохимического синтеза растворов.
Далее приведены примеры (1-4) конструктивного исполнения расходомеров для различных вариантов их использования.
Пример 1.
Расходомер 1 размещен в установке активации питьевой воды и содержит датчик расхода 2 (фиг.8), включенный гидравлически, например, на входе воды в установку после фильтра воды, вместо входящего в установку датчика протока (или давления) воды или дополнительно к нему. Оптический датчик регистрации 12 соединен с электронной схемой 13.2. Электронная схема 13.2 на микроконтроллере принимает и обрабатывает по программе 13.1. сигналы о частоте вращения измерительного тела 9, преобразует их по программе в требуемые параметры расхода воды или объемного количества протекающей через установку воды и передает их на индикатор. В этом случае расходомер служит для определения и индикации расхода и количества воды. Применение расходомера в установках повышает их качество, поскольку исключает трудоемкий и неудобный метод определения и контроля расхода воды с помощью мерного сосуда и секундомера, часто применяемый в установках. В данном расходомере электронная схема 13 дополнительно соединена с входящими в установку датчиками тока и напряжения 27, 28 реакторов и оснащена дополнительными элементами электронного управления и специальной программой для определения, контроля, индикации параметров активированной воды, например, таких как окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), показатель водородных ионов (рН), которые зависят от расхода воды. Требуемые экспериментальные зависимости параметров активированной воды для данного типа установки введены в программу.
Пример 2.
Расходомер 1 размещен в установке синтеза дезинфицирующего раствора анолита и измеряет расход и количество анолита. Электронная схема 13 (фиг.8) расходомера дополнительно соединена с входящими в установку датчиками тока и напряжения реакторов и оснащена дополнительными схемными элементами для приема сигналов с датчиков тока и напряжения и их передачи в микроконтроллер. В программное обеспечение 13.1. добавлена программа, которая определяет и выдает на индикатор параметры анолита, такие как Сах, ОВП, рН, в зависимости от значений расхода, тока и напряжения. Требуемые экспериментальные зависимости
параметров анолита для данного типа установки введены в программу. Расходомер для жидкостей определяет дополнительные параметры Сах, ОВП, рН анолита, очень важные для потребителя установки.
Пример 3
Расходомер 1 размещен в установке синтеза анолита. Электронная схема 13 расходомера дополнительно соединена с входящими в установку датчиками тока и напряжения реакторов, электрически управляемыми блоком питания реакторов и элементами гидравлического регулирования (фиг.8), например, с электрически управляемым клапаном подачи воды в установку и электрически управляемым вентилем или насосом подачи солевого раствора. При этом электронная схема 13 оснащена дополнительными элементами электронного управления и программой, которые обеспечивают наряду с измерением и индикацией параметров анолита (расхода, количества, Сах, ОВП, рН) выполнение расходомером дополнительных функций: контроля и автоматического регулирования параметров анолита (за счет задания и поддержания требуемого тока путем изменения расхода солевого раствора) и управления работой установки (например, автоматическое выключение питания реакторов при недостаточном расходе воды через установку, автоматическое прекращение работы установки при получении заданного количества анолита).
Пример 4
Расходомер 1 размещен в установке электрохимического синтеза анолита с несколькими датчиками расхода 2 (фиг.9): воды, католита, анолита, солевого раствора, раствора соляной кислоты. Все датчики расхода включены гидравлически в соответствующие трубопроводы водно-солевых растворов или воды в этой установке и подключены электрически к одной электронной схеме 13 обработки сигналов и индикации параметров. Схема 13 соединена с входящими в установку датчиками тока и напряжения 27, 28 электрохимических реакторов, электрически управляемыми блоком питания реакторов и узлами гидравлического регулирования (с электрически управляемыми вентилями или насосами подачи воды, солевого раствора и раствора соляной кислоты НСl в установку). Схема 13 оснащена дополнительными элементами электронного управления и программой для измерения и индикации параметров анолита (расхода, количества, Сах, ОВП, рН), более точного автоматического регулирования и задания требуемых параметров анолита (за счет измерения и контроля расхода солевого раствора и расхода католита дополнительно к контролю расхода анолита и тока реакторов) и для управления работой установки, включая ее регенерацию (промывку раствором НСl), за счет измерения и контроля расхода раствора НСl и изменений напряжений на реакторах установки, связанных с катодными отложениями.
Предлагаемый расходомер как готовое изделие электронной техники конструктивно выполняется, как правило, в двух корпусах. В одном корпусе находится датчик расхода 2, в другом - электронная схема 13 обработки и индикации измеряемых параметров. Корпуса соединены между собой кабелем с разъемами. Корпус с электронной схемой 13 с индикатором измеряемых параметров и выполняемых функций крепится на передней панели установки активации воды или синтеза анолита. Данный корпус может иметь несколько клавиш для контроля и управления работой установки.
Работа полезной модели
Датчик расхода 2 расходомера 1 присоединяют гидравлически к системе подачи жидкости: к трубопроводу или к емкости с жидкостью с подключенным к ней насосом (на фиг не показаны), и электрически соединяют с электронной схемой 13 с
индикатором измеряемых параметров. Электронную схему 13 (конструктивно выполненную в отдельном корпусе) подключают к блоку питания (на фиг не показан). Открывают кран или вентиль подачи жидкости, включают электропитание расходомера 1. Предварительно с целью калибровки данного типа расходомера проводят экспериментальные измерения частоты регистрируемого оптическим датчиком 12 сигнала в зависимости от расхода жидкости. Расход измеряют с помощью мерного сосуда и секундомера или с помощью аттестованного расходомера жидкости. Полученные экспериментальные данные в виде таблицы или аналитической формулы вводят в память микроконтроллера в электронной схеме 13.2 и используют в программе 13.1 для определения и выдачи на индикатор измеряемых параметров расхода и объема жидкости. Объем прошедшей через расходомер жидкости определяют, как сумму произведений расхода жидкости на время работы при разных значениях расхода жидкости. Прокалиброванный и аттестованный предварительно расходомер готов к работе. На его индикаторе высвечиваются значения расхода жидкости [л/час] при наличии протока жидкости и значения объемного количества [л] жидкости.
В зависимости от соотношения размеров периферийного 6 и измерительного 7 проточных кольцевых каналов и измерительного тела 9 (фиг.1, 3) можно получить различные типы расходомеров, например, рассчитанные для работы в дипазонах 0,5-5,0 л/час; 2,0-20 л/час; 5,0-100 л/час; 30-500 л/час; 50-1000 л/час. Электронная схема 13.2 (фиг.8, 9) для приведенных типов расходомеров не изменяется. Они отличаются только программным обеспечением 13.1.
3
3
3
При измерении малых расходов жидкости (до 100л/час) можно применять небольшие по габаритам недорогие двух-трех разрядные индикаторы. При наличии протока жидкости на индикаторе высвечиваются значения расхода жидкости [л/час], при отсутствии протока индицируются значения объемного количества жидкости в литрах или тысячах литров. Габаритные размеры корпуса с электронной схемой 13 и трех разрядным индикатором изготовленных образцов расходомеров не превышают 40×50×27 мм и 50×57×20 мм. Габаритные размеры датчика расхода 2 (на диапазон 5-100 л/час) не превышают 40×40×30 мм.
Данный тип расходомера (в наиболее простом исполнении) применен в бытовой установке активации питьевой воды. Установка предназначена для активации бутилированной питьевой воды, а также может быть подключена к водопроводу. Электронная схема 13 расходомера 1 с индикатором расположена на передней панели установки. Датчик расхода 2 расходомера (фиг.8) гидравлически включен на входе питьевой воды в активатор вместо датчика давления или протока, после насоса и фильтра воды. Расходомер 1 отличается от типичных расходомеров тем, что в нем электронная схема 13 электрически соединена с входящими в установку электрически управляемым блоком питания и с датчиками тока и напряжения 27, 28 реакторов активатора. В электронную схему 13.2 введены дополнительные схемные элементы, и в программное обеспечение 13.1 добавлена программа для контроля тока и напряжения активатора и для управления работой установки. В программу 13.1. введены минимальное и максимальное значения расхода воды и значения тока и напряжения реакторов активатора, в пределах которых установка работоспособна и обеспечивает требуемые параметры активированной воды. Для данного типа установки активации воды и типа обрабатываемой питьевой воды предварительно проводятся экспериментальные измерения параметров активированной воды (ОВП, рН) в зависимости от расхода воды, которые вводятся в программное обеспечение 13.1 расходомера. При этом расходомер наряду с измерением и индикацией типичных параметров расхода воды и объемного количества воды выполняет дополнительные новые функции:
- индикация режимов активации воды в зависимости от расхода воды и типа воды,
- автоматическое выключение питания активатора установки при недостаточном расходе воды через установку;
- индикация  ненормального режима работы установки в случаях превышения расхода воды или отклонении тока и напряжения за пределы нормы;
- индикация необходимости проведения регенерации установки при отклонении тока и напряжения за пределы нормы и превышении заданного лимита по объемному количеству прошедшей обработку воды.
Расходомер индицирует режимы активации воды, например:
- режим 1 получения воды для постоянного питья (с ОВП=-50...-250 эВ, рН=7,0...7,4);
- режим 2 получения воды для профилактики (с ОВП=-300...-500 эВ, рН=7,5...8,0).
3
При использовании символьно-цифровых или графических индикаторов функциональные возможности расходомера расширяются, габаритные размеры и стоимость увеличиваются. Например, габаритные размеры корпуса с электронной схемой 13 с символьно-цифровьм жидкокристаллическим индикатором (2 строки по 16 символов) изготовленных образцов расходомеров не превышают 36×22×100 мм. Данный тип расходомера 1 применен в установке активации питьевой воды, с электронной схемой 13.2., соединенной с входящими в установку электрически управляемыми блоком питания активатора и вентилем или насосом подачи воды, а также с датчиками тока и напряжения активатора. В электронную схему 13.2 расходомера добавлены схемные элементы для управления током активатора и насосом или вентилем подачи воды в установку. В программное обеспечение 13.1. расходомера дополнительно к вышеописанным изменениям добавлены зависимости параметров активированной воды от расхода воды при различных значениях тока активатора, а также изменения по автоматизации работы установки с выдачей сообщений на индикатор расходомера о режимах активации и неисправностях установки. Данный расходомер автоматически настраивает установку на требуемый (заданный потребителем) режим активации воды и, наряду с индикацией значений расхода и объемного количества обработанной воды, выдает на экране индикатора сообщения потребителю о соответствующем режиме активации и параметрах активированной воды, и о необходимости регенерации активатора.
Расходомер с жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) применен в установке электрохимического синтеза дезинфицирующего раствора анолита. Причем, в данном примере расходомер 1 состоит из нескольких датчиков расхода 2 (фиг.9): воды, католита, анолита, солевого раствора, раствора соляной кислоты. Все датчики расхода 2 включены гидравлически в соответствующие трубопроводы водно-солевых растворов или воды в этой установке и подключены электрически к одной электронной схеме 13 с ЖКИ экраном. Схема 13 расходомера соединена с входящими в установку датчиками тока и напряжения 27, 28 электрохимических реакторов, электрически управляемыми блоком питания реакторов и вентилями или насосами подачи воды, солевого раствора и раствора соляной кислоты в  установку. В схему 13.2 и программное обеспечение 13.1. расходомера введены дополнительные схемные элементы электронного управления и программа, учитывающая особенности работы установки. Например, для измерения и индикации одного из основных параметров анолита, Сах, в программу введена аналитическая зависимость Сах=к 1[А]/Q[л/час], где I - ток реактора, Q - расход анолита (в л/час), к - коэффициент, определяемый экспериментально для данного типа установки.
Данный расходомер, наряду с измерением и индикацией значений расхода и объемного количества анолита, воды, солевого раствора, католита, раствора соляной кислоты, обеспечивает выполнение следующих функций:
- автоматическая настройка установки на заданный потребителем режим синтеза анолита с требуемыми параметрами Сах, ОВП, рН, с выдачей на экране индикатора сообщений потребителю о соответствующем режиме активации и параметрах анолита, и о необходимости регенерации установки;
- автоматическое выключение питания реакторов и отключение установки при недостаточном расходе воды и отклонении от нормальных режимов работы с выдачей соответствующих сообщений;
- автоматическое проведение регенерации установки.
Далее приведены примеры использования в гидродинамическом устройстве расходомера различных видов измерительных тел для разных жидкостей.
Пример 5.
Исходные данные: жидкость - вода с температурой 4°С, удельный вес воды 1 г/см3, полое измерительное тело имеет форму сферы диаметром 10 мм, толщина оболочки 0,25 мм. Отношение толщины оболочки к диаметру сферы равно 0,025. Оболочка выполнена из пластмассы с удельным весом 1,2 г/см3. При этом вес полого тела, заполненного водой, составляет 102,85% от веса вытесненной им воды. Если оболочка имеет перфорацию, занимающую 50% объема оболочки, то вес полого тела, заполненного водой, составляет 101,42% от веса вытесненной им воды. При температуре 70°С удельный вес воды 0,978 г/см3, вес полого тела, заполненного водой, составляет 101,62% от веса вытесненной им воды. Изменение выталкивающей силы составит 0,2%.
В случае использования сплошного тела, выполненного из такого же материала, вес этого тела на 20% больше веса вытесненной им воды, а изменение выталкивающей силы при указанном изменении температуры воды составит 2,25%, что на 2% больше по сравнению с полым перфорированным телом.
Пример 6.
Исходные данные: жидкость - бензин с температурой 20°С, удельный вес бензина 0,74 г/см3, полое измерительное тело имеет форму сферы диаметром 10 мм, толщина оболочки 0,25 мм. Отношение толщины оболочки к диаметру сферы равно 0,025. Оболочка выполнена из пластмассы с удельным весом 1,2 г/см3 и имеет перфорацию, занимающую 50% объема оболочки. Вес полого тела, заполненного бензином, составляет 104,43% от веса вытесненного им бензина. При температуре окружающего воздуха -10°С удельный вес бензина 0,764 г/см3, вес полого тела, заполненного бензином, составляет 104,69% от веса вытесненного им бензина. Изменение выталкивающей силы составит 0,26%.
В случае использования сплошного тела, выполненного из такого же материала, вес этого тела на 62% больше веса вытесненного им бензина, а изменение выталкивающей силы при указанном изменении температуры бензина составит 10,3%, что на 10% больше по сравнению с полым перфорированным телом.
Пример 7.
Исходные данные: жидкость - вода с температурой 4°С, удельный вес воды 1 г/см3, полое измерительное тело имеет форму цилиндра диаметром d=5 мм, высотой 5 мм, толщина оболочки δ=0,15 мм. Отношение δ:d=0,15:5=0,03. Оболочка выполнена из пластмассы с удельным весом 0,9 г/см3. При этом вес полого тела, заполненного водой, составляет 98,3% от веса вытесненной им воды. При температуре 70°С удельный вес воды 0,978 г/см3, вес полого тела, заполненного водой, составляет 98,65% от веса вытесненной им воды. Изменение выталкивающей силы составит 0,35%.
В случае использования сплошного тела, выполненного из этого же материала, вес этого тела на 11% меньше веса вытесненной им воды, а изменение выталкивающей силы при указанном изменении температуры воды составит 2,25%, что на 1,9% больше по сравнению с полым телом.
Пример 8.
Исходные данные: жидкость - бензин с температурой 20°С, удельный вес бензина 0,74 г/см3, полое измерительное тело имеет форму цилиндра диаметром d=5 мм, высотой 5 мм, толщина оболочки δ=0,15 мм. Отношение δ:d=0,15:5=0,03. Оболочка выполнена из пластмассы с удельным весом 0,9 г/см3. Вес полого тела, заполненного бензином, составляет 103,66% от веса вытесненного им бензина. При температуре окружающего воздуха -10°С удельный вес бензина 0,764 г/см3, вес полого тела, заполненного бензином, составляет 103,02% от веса вытесненного им бензина. Изменение выталкивающей силы составит 0,64%.
В случае использования сплошного тела, выполненного из этого же материала, вес этого тела на 21,6% больше веса вытесненного им бензина, а изменение выталкивающей силы при указанном изменении температуры бензина составит 10,3%, что на 9,5% больше по сравнению с полым телом.
Примеры показывают преимущества использования полого измерительного тела, заполненного жидкостью, по сравнению с измерительным телом из сплошного материала: облегчается проблема подбора материала тела для разных жидкостей и минимизируется воздействие температуры жидкости и ее плотности на выталкивающую силу. Для одного и того же полого тела, заполненного жидкостью, соотношение веса тела к весу вытесненной им жидкости меняется незначительно (101,6% и 104,7%, примеры 5, 6; и 98,7% и 103%, примеры 7, 8 для воды и бензина). Вес полого тела, заполненного жидкостью, остается близким к весу вытесненной им жидкости для разных жидкостей. При температурных изменениях плотности жидкости изменение выталкивающей силы заполненного жидкостью полого тела незначительное (0,2-0,6% в приведенных примерах).
При изготовлении полого тела следует учитывать такие параметры, как толщина оболочки, размеры перфорации, смачиваемость оболочки тела жидкостью. Оптимизация данных параметров позволяет максимально приблизить вес тела к весу вытесненной им жидкости для разных жидкостей, причем при изменении плотности жидкости в зависимости от различных условий вес тела остается близким к весу вытесненной им жидкости.