RU2679472C1 - Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options) - Google Patents

Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2679472C1
RU2679472C1 RU2017139589A RU2017139589A RU2679472C1 RU 2679472 C1 RU2679472 C1 RU 2679472C1 RU 2017139589 A RU2017139589 A RU 2017139589A RU 2017139589 A RU2017139589 A RU 2017139589A RU 2679472 C1 RU2679472 C1 RU 2679472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
differential pressure
pressure
supply
return
pipelines
Prior art date
Application number
RU2017139589A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Лупей
Василий Владимирович Храменков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Точный Тепло Учет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Точный Тепло Учет" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Точный Тепло Учет"
Priority to RU2017139589A priority Critical patent/RU2679472C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2679472C1 publication Critical patent/RU2679472C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G01F1/88—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of measuring and accounting for mass differences (volumes) of liquid and gaseous media that have passed through two pipelines for a certain (accounting) period of time, containing two points for measuring the mass flow (volume) of media. Feature of the claimed solution is that when measuring the pressure drop on the constricting devices installed on the supply and return pipelines, one pressure differential transducer is used, a matched pair of temperature transducers and a pair of pressure transducers simultaneously measure the temperature and pressure of the coolant in the supply and return pipelines of the heating main, and the pressure drop across the constricting devices installed in the supply and return pipelines is measured alternately with a differential pressure transducer, the frequency of which is changed from the supply pipe to the return one in the calculator, and the permutation of the differential pressure transducer is produced automatically by means of control valves.
EFFECT: improving the accuracy of metering of thermal energy and make-up water by compensating for the errors of the differential pressure transmitter.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области измерения и учета разности масс (объемов) жидких и газообразных сред, прошедших по двум трубопроводам за определенный (учетный) период времени, содержащих две точки измерения расхода массы (объема) сред.The invention relates to the field of measuring and accounting for the difference in mass (volume) of liquid and gaseous media that have passed through two pipelines for a specific (reference) time period, containing two points of measurement of the mass (volume) flow rate of the medium.

Известно техническое решение «Способ высокоточного дифференциально-интегрирующего измерения разности масс (объемов) жидких и газообразных сред на основе сужающих устройств» патент РФ №2411457, МПК G01F 1/88, G01F 15/06, опубл. 10.02.2011 г. Изобретение позволяет существенно уменьшить относительную погрешность измерения разности масс (объемов) сред, прошедших по двум трубопроводам за определенный период времени, за счет того, что контроллер управляет клапанами на импульсных трубках преобразователей перепада давления, на двух сужающих устройствах в подающем трубопроводе и обратном трубопроводе, при этом на протяжении минимального учетного периода времени Туmin (минимальный временной период, за который определяется разность масс (объемов) сред, прошедших по двум трубопроводам), N/2 измерений перепада давления на каждом сужающем устройстве производится одним преобразователем перепада давления и точно такое же количество измерений N/2 производится другим преобразователем перепада давления, N/2 измерений давления в каждом трубопроводе производится одним преобразователем давления и точно такое же количество измерений N/2 производится другим преобразователем давления, в результате чего при интегрировании расчетной разности масс (объемов) за время Ти (интервал времени между двумя последовательными измерениями перепадов давлений, давлений и температур) на периоде Туmin происходит взаимная компенсация систематических погрешностей измерения разности масс (объемов), обусловленных погрешностями двух преобразователей давления и двух преобразователей перепада давления.Known technical solution "Method of high-precision differential-integrating measurement of the difference of masses (volumes) of liquid and gaseous media based on narrowing devices" RF patent №2411457, IPC G01F 1/88, G01F 15/06, publ. 02/10/2011, the invention allows to significantly reduce the relative error in measuring the difference in mass (volume) of media passed through two pipelines for a certain period of time, due to the fact that the controller controls the valves on the pulse tubes of the differential pressure transducers, on two narrowing devices in the supply pipe and the return pipeline, while during the minimum accounting period of time Тmin (the minimum time period for which the difference in the masses (volumes) of media passed through two pipes is determined pipelines), N / 2 differential pressure measurements on each narrowing device are made by one differential pressure transmitter and exactly the same number of measurements is N / 2 made by another differential pressure transmitter, N / 2 pressure measurements in each pipe is made by one pressure converter and exactly the same amount N / 2 measurements are performed by another pressure transducer, as a result of which, when integrating the calculated difference in mass (volume) during the time Ti (time interval between two consecutive measurements eniyami pressure drops, pressure and temperature) on the period Tumin occur mutual compensation of systematic errors in measurement of the mass difference (volumes) due to errors of two pressure transmitters and two differential pressure transducers.

Недостатком данного способа, является неполная компенсация погрешностей расхода на подающем и обратном трубопроводах, вследствие чего остается часть неcкомпенсированной погрешности разности масс (массы подпиточной воды) на тепломагистрали или тепловом вводе.The disadvantage of this method is the incomplete compensation of flow errors at the supply and return pipelines, as a result of which there remains a part of the uncompensated error of the mass difference (mass of make-up water) on the heating main or heat input.

Известно техническое решение «Устройство высокоточного дифференциально-интегрирующего измерения разности масс (объемов) жидких и газообразных сред на основе сужающих устройств (варианты)», патент РФ №2411458, МПК G01F 1/88, G01F 15/06, опубл. 10.02.2011 г.  Устройство содержит преобразователи давления и преобразователи перепада давления, соединенные импульсными трубками соответственно с отверстиями отбора давления первого и второго трубопроводов и сужающих устройств в трубопроводах, а также преобразователи температуры среды в трубопроводах, при чем на импульсных трубках расположены клапаны, управляемые контроллером.Known technical solution "Device of high-precision differential-integrating measurement of the difference of masses (volumes) of liquid and gaseous media based on narrowing devices (options)", RF patent No. 2411458, IPC G01F 1/88, G01F 15/06, publ. 02/10/2011. The device contains pressure transducers and differential pressure transducers connected by impulse tubes, respectively, to the pressure take-off holes of the first and second pipelines and restriction devices in the pipelines, as well as medium temperature transducers in the pipelines, and valves controlled by the controller are located on the impulse tubes .

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, т.е. избыточность средств измерений и устройств (второй преобразователь перепада давления, два дополнительных клапана), и как следствие снижение, надежности устройства и точности измерения. The disadvantage of this device is the design complexity, i.e. redundancy of measuring instruments and devices (second differential pressure transducer, two additional valves), and as a result, a decrease in the reliability of the device and the accuracy of the measurement.

Технической задачей изобретения является создание способа и устройства высокоточного измерения разности расходов жидких и газообразных сред и устройства для его реализации.An object of the invention is to provide a method and device for high-precision measurement of the difference in flow rates of liquid and gaseous media and a device for its implementation.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности учета тепловой энергии и подпиточной воды за счет компенсации погрешностей преобразователя перепада давления. The technical result of the proposed method is to increase the accuracy of accounting for thermal energy and make-up water by compensating for errors in the differential pressure transducer.

Технический результат достигается тем, что при измерении перепада давления на сужающих устройствах, установленных на подающем и обратном трубопроводах используют один преобразователь перепада давления, при этом согласованная пара преобразователей температуры и пара преобразователей давления одновременно измеряют температуру и давление теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепломагистрали, а перепад давлений на сужающих устройствах, установленных в подающем и обратном трубопроводах, измеряют поочередно преобразователем перепада давления, частоту перестановки которого с подающего трубопровода на обратный устанавливают в вычислителе, а перестановку преобразователя перепада давления производят автоматически при помощи управляющих клапанов.The technical result is achieved by the fact that when measuring the differential pressure on the constriction devices installed on the supply and return pipelines, one differential pressure transducer is used, while a matched pair of temperature transducers and a pair of pressure transducers simultaneously measure the temperature and pressure of the coolant in the supply and return pipelines of the heating main, and the pressure drop across the narrowing devices installed in the supply and return pipelines is measured in turn Differential pressure eat permutation frequency with which the return flow line is set in the calculator, and a differential pressure transducer permutation produce automatically using control valves.

Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения разности масс при выполнении измерений одним преобразователем перепада давления, а также повышение надежности, за счет снижения количества средств измерений и устройств.The technical result of the claimed device is to increase the accuracy of measuring the mass difference when performing measurements with a single differential pressure transducer, as well as to increase reliability by reducing the number of measuring instruments and devices.

Технический результат достигается тем, что устройство, согласно первому варианту, содержит сужающие устройства, расположенные соответственно на подающем и обратном трубопроводах, преобразователь перепада давления, соединенные импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих сужающих устройств, преобразователей давления, соединенные импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих подающего и обратного трубопроводов, преобразователей температуры среды в подающем и обратном трубопроводах, и дополнительно введен вычислитель, предназначенный для вычисления расхода теплоносителя и подпиточной воды, учета тепловой энергии и управления перестановкой преобразователем перепада давления через управляющие клапаны, установленные на подающем и обратном трубопроводах.The technical result is achieved by the fact that the device, according to the first embodiment, contains constricting devices located respectively on the supply and return pipelines, a differential pressure transducer connected by impulse pipes to the pressure extraction holes of the corresponding constriction devices, pressure transducers connected by impulse pipes to the corresponding pressure extraction holes supply and return pipelines, medium temperature converters in the supply and return pipelines, and up to olnitelno introduced calculator for calculating a coolant flow rate and the make-up water accounting and control thermal energy converter interchanging the differential pressure across the control valves mounted on the forward and return pipes.

Технический результат достигается тем, что устройство, согласно второму варианту, содержит сужающие устройства, расположенные соответственно на подающем и обратном трубопроводах, преобразователь перепада давления, соединенный импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих сужающих устройств, преобразователей давления, соединенные импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих подающего и обратного трубопроводов, преобразователей температуры среды в подающем и обратном трубопроводах, вычислитель, предназначенный для вычисления расхода теплоносителя и подпиточной воды, учета тепловой энергии и управления перестановкой преобразователя перепада давления через управляющие клапаны, установленные на подающем и обратном трубопроводах, контроллер, входы которого соединены с управляемыми клапанами и преобразователем перепада давления, а выходы контроллера подключены к вычислителю, к которому также подключены преобразователи измерения температур и преобразователи измерения давления.The technical result is achieved by the fact that the device, according to the second embodiment, contains constriction devices located respectively on the supply and return pipelines, a differential pressure transducer connected by impulse pipes to the pressure selection holes of the respective constriction devices, pressure transducers connected by pulse pipes to the pressure selection holes of the respective supply and return pipelines, medium temperature converters in the supply and return pipelines, subtracting a splitter designed for calculating the flow of coolant and make-up water, accounting for heat energy and controlling the permutation of the differential pressure transducer through control valves installed on the supply and return pipelines, a controller whose inputs are connected to controlled valves and a differential pressure transducer, and the controller outputs are connected to the calculator to which temperature measuring transducers and pressure measuring transducers are also connected.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема устройства измерения разности масс (объемов) жидких и газообразных сред, на фиг.2 и фиг.3 приведены структурные схемы устройства измерения разности масс (объемов) в открытых и закрытых системах теплоснабжения, вариант 1, на фиг. 4 - структурная схема устройства измерения разности масс (объемов) в открытых и закрытых системах теплоснабжения, вариант 2. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of a device for measuring the difference in mass (volumes) of liquid and gaseous media, Fig. 2 and Fig. 3 shows structural diagrams of a device for measuring the difference in mass (volumes) in open and closed heat supply systems, option 1, in FIG. 4 is a block diagram of a device for measuring the difference in mass (volume) in open and closed heat supply systems, option 2.

Устройство, согласно варианту 1, содержит сужающее устройство 1, расположенное на подающем трубопроводе 2, преобразователь перепада давления 4, сужающее устройство 9 расположенное на обратном трубопроводе 10, преобразователи температуры 5 и 6, являющиеся согласованной парой, преобразователи давления 3 и 8, вычислитель 11, управляющие клапаны 7 и 12 установленные на обратном 10 и подающем 2 трубопроводах соответственно.The device, according to option 1, contains a constriction device 1 located on the supply pipe 2, a differential pressure transducer 4, a restriction device 9 located on the return pipe 10, the temperature transducers 5 and 6, which are a matched pair, pressure transducers 3 and 8, a calculator 11, control valves 7 and 12 mounted on the return 10 and supply 2 pipelines, respectively.

Кроме того, после проведения необходимой доработки программного и аппаратного обеспечения с учетом требований заявляемого изобретения можно использовать в качестве вычислителя практически все промышленно выпускаемые вычислители утвержденного типа и соответствующие требованиям ГОСТ 8.586.1…5-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств», в частности ВКТ-5.In addition, after carrying out the necessary refinement of software and hardware, taking into account the requirements of the claimed invention, it is possible to use as a calculator practically all industrially produced calculators of the approved type and meeting the requirements of GOST 8.586.1 ... 5-2005 “Measurement of flow and quantity of liquids and gases using standard narrowing devices ”, in particular VKT-5.

Устройство, согласно варианту 2, содержит сужающее устройство 1, расположенное на подающем трубопроводе 2, преобразователь перепада давления 4, сужающее устройство 9 расположенное на обратном трубопроводе 10, преобразователи температуры 5 и 6, являющиеся согласованной парой, преобразователи давления 3 и 8, вычислитель 11, управляющие клапаны 7 и 12 установленные на обратном 10 и подающем 2 трубопроводах соответственно контроллер 13, выходы которого подключены к вычислителю 11, к которому также подключены преобразователи измерения температур 5 и 6 и преобразователи измерения давления 3и 8.The device, according to option 2, contains a constriction device 1 located on the supply pipe 2, a differential pressure transducer 4, a restriction device 9 located on the return pipe 10, the temperature transducers 5 and 6, which are a matched pair, pressure transducers 3 and 8, a calculator 11, control valves 7 and 12 mounted on the return 10 and supply 2 pipelines, respectively, the controller 13, the outputs of which are connected to the calculator 11, to which the temperature measuring transducers 5 and 6 are also connected pressure measuring transducers 3 and 8.

Устройство, по первому варианту, работает следующим образом. Преобразователи температуры 5 и 6, являющиеся согласованной парой и преобразователи давления 3 и 8 одновременно измеряют температуру и давление теплоносителя в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах тепломагистрали. При этом перепад давлений на сужающих устройствах 1 и 9, установленных в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах, измеряется поочередно одним преобразователем перепада давления 4. На импульсных трубках расположены клапаны 7 и 12, управляемые вычислителем 11 для циклического изменения схемы гидравлической (пневматической) связи преобразователей давления с трубопроводами и схемы гидравлической (пневматической) связи преобразователя перепада давления с сужающими устройствами так, чтобы в пределах учетного периода времени количество измерений, выполненных преобразователем перепада давлений на первом трубопроводе, было равно количеству измерений, выполненных этим же преобразователем перепада давлений на втором трубопроводе. Частота перестановки преобразователя перепада давления 4 с подающего трубопровода 2 на обратный 10 устанавливается пользователем в вычислителе 11 при этом перестановка преобразователя перепада давления 4 происходит автоматически при помощи управляющих клапанов 7 и 12. По измеренным перепадам давления на сужающих устройствах, температурам и давлениям теплоносителя в трубопроводах и предопределенным параметрам теплоносителя (плотность, вязкость и т.п.) вычислителем 11 рассчитывают массы (объемы) и разность масс (разность объемов), отпуск и потребление тепловой энергии и теплоносителя - известными методами, приведенными в ГОСТ 8.586.5-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика проведения измерений». The device, according to the first embodiment, operates as follows. Temperature transmitters 5 and 6, which are a matched pair and pressure transmitters 3 and 8, simultaneously measure the temperature and pressure of the coolant in the supply 2 and return 10 pipelines of the heating main. In this case, the pressure difference on the constriction devices 1 and 9 installed in the supply 2 and return 10 pipelines is measured in turn by one differential pressure transducer 4. On the impulse tubes there are valves 7 and 12, controlled by the calculator 11 for cyclically changing the hydraulic (pneumatic) connection of the converters pressure with pipelines and hydraulic (pneumatic) connection diagrams of the differential pressure transducer with narrowing devices so that within the reference time period the number of measurements performed by the differential pressure transducer on the first pipeline was equal to the number of measurements performed by the same differential pressure transducer on the second pipeline. The frequency of switching the differential pressure transducer 4 from the supply pipe 2 to the return 10 is set by the user in the calculator 11, while the switching of the differential pressure transducer 4 is automatic using the control valves 7 and 12. According to the measured pressure drops on the constriction devices, temperatures and pressures of the coolant in the pipelines and predefined parameters of the coolant (density, viscosity, etc.) calculator 11 calculate the mass (volume) and the mass difference (the difference in volume), vacation and consumption of thermal energy and coolant - by known methods described in CCITT 8.586.5-2005 "Flow Measurement and liquids gas pressure differential method. Measurement Methodology. ”

Устройство, по второму варианту, работает следующим образом. Функции управления клапанами 7 и 12 и считывания сигналов перепадов давления с преобразователя перепада давления 4 выполняются контроллером 13 с последующей передачей сигналов перепадов давления на сужающих устройствах 1 и 9 и сигнала о нештатной ситуации 14 (отказ одного из клапанов и т.п.) от контроллера 13 к вычислителю 11. Преобразователи измерения температур 5 и 6 и преобразователи измерения давления 3 и 8 в подключены непосредственно к вычислителю 11.The device, according to the second embodiment, operates as follows. The functions of controlling the valves 7 and 12 and reading the differential pressure signals from the differential pressure transmitter 4 are performed by the controller 13 with the subsequent transmission of the differential pressure signals on the constricting devices 1 and 9 and the emergency signal 14 (failure of one of the valves, etc.) from the controller 13 to the calculator 11. The temperature measuring transducers 5 and 6 and the pressure measuring transducers 3 and 8 in are connected directly to the calculator 11.

Таким образом, при использовании любого из вариантов заявляемого устройства в каждый момент времени имеем классический расходомер переменного перепада давления, но, благодаря применению одного преобразователя перепада давления вместо двух, повышается точность измерений разности масс (массы подпиточной воды) на тепломагистрали или тепловом вводе потребителя в десятки и сотни раз, в зависимости от соотношения расходов в трубопроводах.Thus, when using any of the variants of the claimed device at each moment of time, we have a classic flowmeter of variable differential pressure, but thanks to the use of one differential pressure transducer instead of two, the accuracy of measuring the mass difference (mass of make-up water) on the heating main or thermal input of the consumer is increased in tens and hundreds of times, depending on the ratio of costs in pipelines.

Изобретения направлено на существенное уменьшение погрешности измерения разности масс (объемов) жидких и газообразных сред, прошедших по двум трубопроводам за определенный период времени в узлах коммерческого и технологического учета тепловой энергии, жидкого и газообразного топлива, природного газа, водяного пара, воды и других аналогичных сред, содержащих две точки измерения расхода массы (объема) сред (подающий и обратный трубопроводы, трубопроводы с отбором среды, трубопроводы подачи топлива к энергетическим установкам и т.п.) и построенных на основе сужающих устройств и преобразователя перепада давления. Погрешность измерения разности масс (объемов) в аналогах, а признаком данного аналога по отношению к заявляемому изобретению является проведение измерений перепадов давлений на сужающих устройствах двух трубопроводов двумя преобразователями перепада давления, каждый из которых поочередно подключен к одному из двух сужающих устройств, и измерений давлений в двух трубопроводах двумя независимыми преобразователями давления, каждый из которых постоянно подключен к своему трубопроводу. При расчете разности масс (объемов) теплоносителя данное устройство имеет не скомпенсированную относительную погрешность, которая обусловлена наличием систематических, нестабильных во времени, погрешностей преобразователей перепада давления на сужающих устройствах и преобразователей давления в трубопроводах. Влияние систематических погрешностей преобразователей измерения температур теплоносителя в трубопроводах на погрешность разностей масс (объемов) значительно меньше в силу того, что температуры в трубопроводах измеряют согласованной парой преобразователей, градуировочные характеристики которых совпадают с очень высокой точностью (не хуже чем 0,01%), в основном обусловлена наличием не скомпенсированной погрешности измерений двух преобразователей перепада давления на сужающих устройствах. The invention is aimed at significantly reducing the error in measuring the difference in mass (volume) of liquid and gaseous media passed through two pipelines for a certain period of time in the nodes of commercial and technological metering of thermal energy, liquid and gaseous fuels, natural gas, water vapor, water and other similar media containing two points for measuring the mass (volume) flow rate of the media (supply and return pipelines, pipelines with the selection of the medium, pipelines for supplying fuel to power plants, etc.) and Triple based narrowing devices and differential pressure transducer. The error in measuring the difference in mass (volume) in the analogues, and the sign of this analog in relation to the claimed invention is the measurement of pressure drops on the narrowing devices of two pipelines with two pressure differential transducers, each of which is alternately connected to one of the two narrowing devices, and pressure measurements in two pipelines with two independent pressure transducers, each of which is constantly connected to its own pipeline. When calculating the difference in mass (volume) of the coolant, this device has an uncompensated relative error, which is due to the presence of systematic, time-unstable, errors of differential pressure transducers on narrowing devices and pressure transducers in pipelines. The influence of the systematic errors of the transducers for measuring the temperature of the coolant in the pipelines on the error of the mass (volume) differences is much less due to the fact that the temperatures in the pipelines are measured by a matched pair of transducers whose calibration characteristics coincide with very high accuracy (no worse than 0.01%), in mainly due to the presence of an uncompensated measurement error of the two differential pressure transmitters on the narrowing devices.

Предлагаемое устройство существенно уменьшает относительную погрешность измерения разности масс (объемов) путем полной взаимной компенсации систематических погрешностей преобразователя перепада давления и преобразователей давления, обеспечиваемой проведением измерений перепада давления одним преобразователем перепада давления, а давления двумя преобразователями давления на каждом сужающем устройстве и трубопроводе соответственно, с разделением во времени, за счет наличия в процессе проведения измерений циклического изменения схемы гидравлической (пневматической) связи преобразователя перепада давления с сужающими устройствами и преобразователей давления с трубопроводами с помощью управляемых клапанов, расположенных на импульсных трубках, с последующим интегрированием результатов измерений разности масс (объемов) на протяжении всего учетного периода. Схема измерения температур по отношению к аналогу не изменяется.The proposed device significantly reduces the relative error of measuring the difference in mass (volumes) by fully compensating for the systematic errors of the differential pressure transducer and pressure transducers provided by the measurement of the differential pressure by one differential pressure transducer and the pressure by two pressure transducers on each narrowing device and pipeline, respectively, with separation in time, due to the presence of a cyclic change in the measurement process hydraulic (pneumatic) connection diagrams of the differential pressure transducer with narrowing devices and pressure transducers with pipelines using controlled valves located on impulse tubes, followed by the integration of the results of measurements of the difference in mass (volumes) throughout the accounting period. The temperature measurement scheme in relation to the analogue does not change.

Существенным признаком заявляемого изобретения является наличие в процессе измерений циклического изменения под управлением вычислителя с помощью управляемых клапанов, расположенных на импульсных трубках, схемы гидравлической (пневматической) связи преобразователя перепада давления с сужающими устройствами и преобразователей давления с трубопроводами с последующим интегрированием результатов измерений разности масс (объемов) на протяжении всего учетного периода таким образом, что на протяжении минимального учетного периода времени Туmin (минимальный временной период, за который определяется разность масс (объемов) сред, прошедших по двум трубопроводам), N/2 измерений перепада давления на каждом сужающем устройстве производится одним преобразователем перепада давления в результате чего, при интегрировании расчетной разности масс (объемов) за время Ти (интервал времени между двумя последовательными измерениями перепадов давлений, давлений и температур) на периоде Тymin происходит практически полная взаимная компенсация систематических погрешностей измерения двух преобразователей давления и преобразователя перепада давления. Технический результат заявляемого изобретения выражается в уменьшении относительной погрешности измерения разности масс (объемов).An essential feature of the claimed invention is the presence in the measurement process of a cyclic change under the control of the calculator using controlled valves located on the impulse tubes, a hydraulic (pneumatic) connection circuit of the differential pressure transducer with constricting devices and pressure transducers with pipelines, followed by the integration of the results of measurements of the mass difference (volumes ) throughout the entire accounting period in such a way that during the minimum accounting period Change Tymin (the minimum time period for which the mass (volume) difference of the media passed through two pipelines is determined), N / 2 pressure differential measurements on each narrowing device are made by one differential pressure transducer, as a result of which, when integrating the calculated mass (volume) difference during the time Ti (the time interval between two consecutive measurements of pressure drops, pressures and temperatures) on the period Tymin, almost complete mutual compensation of the systematic errors in the measurement of x pressure transmitters and differential pressure transmitters. The technical result of the claimed invention is expressed in a decrease in the relative error in measuring the difference in mass (volume).

Структурная схема устройства измерения разности масс (объемов) в двух возможных состояниях приведена на фиг. 2 и 3. Последовательность действий устройства измерения разности масс (объемов) на некотором цикле измерения следующая (см. фиг. 2). The block diagram of the device for measuring the difference of masses (volumes) in two possible states is shown in FIG. 2 and 3. The sequence of actions of the device for measuring the difference in masses (volumes) on a measurement cycle is as follows (see Fig. 2).

Камеру высокого давления преобразователя перепада давления 4 подключают к точке отбора высокого давления сужающего устройства 1 на подающем трубопроводе 2 через открытый управляемый клапан 12. Камеру низкого давления преобразователя перепада давления 4 подключают к точке отбора низкого давления сужающего устройства 1 на подающем трубопроводе 2 через открытый управляемый клапан 7. Таким образом, преобразователем перепада давления 4 измеряют перепад давления на сужающем устройстве 1, а на основе предыдущих циклов измерений преобразователем перепада давления 4 на обратном трубопроводе 10 вычислитель 11 учитывает среднее значение перепада давления на сужающем устройстве 9 обратного трубопровода 10.The high-pressure chamber of the differential pressure transducer 4 is connected to the high-pressure take-off point of the constriction device 1 on the supply pipe 2 through an open controllable valve 12. The low-pressure chamber of the differential pressure transducer 4 is connected to the low-pressure take-off point of the constriction device 1 on the supply pipe 2 through an open controllable valve 7. Thus, the differential pressure transducer 4 measures the differential pressure on the constriction device 1, and on the basis of the previous measurement cycles of the transducer m differential pressure 4 on the return pipe 10, the transmitter 11 takes into account the average value of the differential pressure on the constricting device 9 of the return pipe 10.

Вычислителем 11 производят считывание сигналов перепадов давления на сужающих устройствах 1 и 9, поступающих с преобразователя перепада давления 4 температур сред в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах, поступающих с преобразователей температуры 5 и 6 соответственно и давлений сред в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах, поступающих с преобразователей давления 3 и 8 соответственно. По измеренным перепадам давлений, давлениям, и температурам, и предопределенным параметрам сред (плотность, вязкость, и т.п.) вычислителем 11 производят расчет масс и разности масс (объемов) сред, прошедших через трубопроводы за время Ти (Ти - интервал опроса, то есть интервал времени с момента предыдущего считывания параметров и расчета разности масс (объемов)), который суммируют с разностью масс (объемов), накопленной на предыдущем шаге. Считывание измерений и расчет разности масс (объемов) повторяют I раз с периодом Ти. Параметр I может принимать значения любого целого положительного числа.The calculator 11 reads the differential pressure signals on the constriction devices 1 and 9, coming from the differential pressure transmitter 4, the temperature of the media in the supply 2 and return 10 pipelines coming from the temperature transducers 5 and 6, respectively, and the pressure of the media in the supply 2 and return 10 pipelines coming in with pressure transmitters 3 and 8, respectively. Using the measured pressure drops, pressures, and temperatures, and predetermined parameters of the media (density, viscosity, etc.), the calculator 11 calculates the masses and the mass difference of the media (volumes) of the media that passed through the pipelines during the time Ti (Ti is the polling interval, that is, the time interval from the moment of the previous reading of the parameters and the calculation of the mass difference (volume)), which is summed up with the mass difference (volume) accumulated in the previous step. Reading measurements and calculating the difference in mass (volume) is repeated I times with a period Ti. Parameter I can take the values of any positive integer.

Далее вычислителем 11 формируют команду при помощи управляемых клапанов 7 и 12 на отключение преобразователя перепада давлений 4 от подающего трубопровода 2 и подключение преобразователя перепада давлений 4 к обратному трубопроводу 10 (см. Фиг. 3). Next, the calculator 11 form a command using controlled valves 7 and 12 to disconnect the differential pressure transducer 4 from the supply pipe 2 and connect the differential pressure transducer 4 to the return pipe 10 (see Fig. 3).

В этом состоянии камеру высокого давления преобразователя перепада давления 4 подключают к точке отбора высокого давления сужающего устройства 9 на обратном трубопроводе 10 через открытый управляемый клапан 12. Камеру низкого давления преобразователя перепада давления 4 подключают к точке отбора низкого давления сужающего устройства 9 на обратном трубопроводе 10 через открытый управляемый клапан 7. In this state, the high-pressure chamber of the differential pressure transducer 4 is connected to the high-pressure take-off point of the restriction device 9 on the return pipe 10 through an open controlled valve 12. The low-pressure chamber of the differential pressure transducer 4 is connected to the low-pressure take-off point of the restriction device 9 on the return pipe 10 through open controlled valve 7.

Таким образом, преобразователем перепада давления 4 измеряют перепад давления на сужающем устройстве 9, а на основе предыдущих циклов измерений преобразователем перепада давления 4 на подающем трубопроводе 2 вычислитель 11 учитывает среднее значение перепада давления на сужающем устройстве 1 подающего трубопровода 10.Thus, the differential pressure transducer 4 measures the differential pressure on the constriction device 9, and based on the previous measurement cycles, the differential pressure transducer 4 on the supply pipe 2 calculator 11 takes into account the average value of the differential pressure on the constriction device 1 of the supply pipe 10.

Вычислителем 11 производят считывание сигналов перепадов давления на сужающих устройствах 1 и 9, поступающих с преобразователя перепада давления 4 соответственно температур сред в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах, поступающих с преобразователей температуры 5 и 6 соответственно, и давлений сред в подающем 2 и обратном 10 трубопроводах, поступающих с преобразователей давления 8 и 3 соответственно. По измеренным перепадам давлений, давлениям, и температурам, вычислителем 11 производят расчет масс и разности масс (объемов) сред, прошедших через трубопроводы за время Ти, который суммируют с разностью масс (объемов), накопленной на предыдущем шаге. Считывание измерений и расчет разности масс (объемов) повторяют I раз с периодом Ти. Далее вычислителем 11 формируют команды на открытие управляемого клапана 12 и закрытие управляемого клапана 7 и всю описанную процедуру измерения и расчета повторяют с самого начала J/2 раз за минимальный учетный период времени Туmin, где J - целое положительное четное число. Calculator 11 reads the differential pressure signals on the constriction devices 1 and 9, coming from the differential pressure transmitter 4, respectively, the temperatures of the media in the supply 2 and 10 return pipelines, coming from the temperature transducers 5 and 6, respectively, and the pressure of the media in the supply 2 and 10 return pipelines coming from pressure transmitters 8 and 3, respectively. Using the measured pressure drops, pressures, and temperatures, the calculator 11 calculates the masses and the mass difference (mass) of the media passing through the pipelines during the time Ti, which is summed up with the mass (volume) difference accumulated in the previous step. Reading measurements and calculating the difference in mass (volume) is repeated I times with a period Ti. Next, the calculator 11 generates commands for opening the controlled valve 12 and closing the controlled valve 7 and the entire described measurement and calculation procedure is repeated from the very beginning J / 2 times for the minimum accounting period of time Тmin, where J is a positive integer even number.

Параметры I и Ти выбирают с учетом минимального учетного периода времени Туmin таким образом, чтобы строго выполнялось соотношение Туmin=ТиЧIЧJ, гарантирующее, что в пределах минимального учетного периода времени Туmin количества измерений, выполненных преобразователем перепада давления 4 на сужающем устройстве 1 и 9, преобразователем давления 3 в трубопроводе 2, преобразователем давления 8 в трубопроводе 10, строго равны между собой для обеспечения полной взаимной компенсации систематических погрешностей преобразователей давления 3 и 8 и преобразователя перепада давления 4.The parameters I and Ti are selected taking into account the minimum accounting period of time Тmin so that the relation Тmin = ТИЧИЧJ is strictly met, ensuring that within the minimum accounting period of time Тmin the number of measurements performed by the differential pressure transducer 4 on the constriction device 1 and 9, by the pressure transducer 3 in pipeline 2, pressure transducer 8 in pipeline 10, are strictly equal to each other to ensure complete mutual compensation of the systematic errors of pressure transducers 3 and 8 and differential pressure generator 4.

Вычислитель 11 выполняет управление клапанами 7 и 12 считывание сигналов перепадов давления, давления и температур, а также выполняет расчет разности масс (объемов), расходов и количеств сред и тепловой энергии согласно ГОСТ 8.586.5-2005 («Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика проведения измерений»).The calculator 11 controls the valves 7 and 12, reads the signals of pressure drops, pressures and temperatures, and also calculates the difference in masses (volumes), flows and quantities of media and thermal energy in accordance with GOST 8.586.5-2005 ("Measurement of flow and amount of liquids and gases by the method of variable differential pressure. Measurement technique ").

Claims (3)

1. Способ измерения разности расходов жидких и газообразных сред, характеризующийся тем, что при измерении перепада давления на сужающих устройствах, установленных на подающем и обратном трубопроводах, используют один преобразователь перепада давления, при этом согласованная пара преобразователей температуры и пара преобразователей давления одновременно измеряют температуру и давление теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепломагистрали, а перепад давлений на сужающих устройствах, установленных в подающем и обратном трубопроводах, измеряют поочередно одним преобразователем перепада давления, частоту перестановки которого с подающего трубопровода на обратный устанавливают в вычислителе, а перестановку преобразователя перепада давления производят автоматически при помощи управляющих клапанов.1. The method of measuring the difference in flow rates of liquid and gaseous media, characterized in that when measuring the differential pressure on the constriction devices installed on the supply and return piping, use one differential pressure transducer, while a matched pair of temperature transducers and a pair of pressure transducers simultaneously measure the temperature and coolant pressure in the supply and return pipelines of the heating main, and the pressure drop on the narrowing devices installed in the supply and return pipelines, are measured in turn by one differential pressure transducer, the frequency of which is shifted from the supply pipe to the reverse is set in the calculator, and the differential pressure transducer is rearranged automatically by means of control valves. 2. Устройство для реализации способа измерения разности расходов жидких и газообразных сред, характеризующееся тем, что содержит сужающие устройства, расположенные соответственно на подающем и обратном трубопроводах, преобразователь перепада давления, соединенный импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих сужающих устройств, преобразователи давления, соединенные импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих подающего и обратного трубопроводов, преобразователи температуры среды в подающем и обратном трубопроводах, вычислитель, предназначенный для измерения и вычисления давления, температуры, расхода теплоносителя, подпиточной воды, учета тепловой энергии в подающем и обратном трубопроводах и управления гидравлическим переключением преобразователя перепада давления, посредством управляющих клапанов, установленных на импульсных трубках отбора перепада давления на сужающих устройствах подающего и обратного трубопроводов. 2. A device for implementing a method for measuring the difference in flow rates of liquid and gaseous media, characterized in that it contains constricting devices located respectively on the supply and return pipelines, a differential pressure transducer connected by impulse tubes to the pressure selection holes of the corresponding constrictive devices, pressure transducers connected by pulsed tubes with pressure selection holes for the corresponding supply and return pipelines, converters of the temperature of the medium in the hearth the return and return pipelines, a calculator designed to measure and calculate pressure, temperature, flow rate of the coolant, make-up water, metering heat energy in the supply and return pipelines and control the hydraulic switching of the differential pressure transducer, by means of control valves installed on the pulse differential pressure sampling tubes to narrowing devices of the giving and return pipelines. 3. Устройство для реализации способа измерения разности расходов жидких и газообразных сред, характеризующееся тем, что содержит сужающие устройства, расположенные соответственно на подающем и обратном трубопроводах, преобразователь перепада давления, соединенный импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих сужающих устройств, преобразователи давления, соединенные импульсными трубками с отверстиями отбора давления соответствующих подающего и обратного трубопроводов, преобразователи температуры среды в подающем и обратном трубопроводах, контроллер, к которому подключены преобразователь перепада давления и цепи управления клапанами переключения импульсных трубок, идущих от сужающих устройств к преобразователю перепада давления, вычислитель, предназначенный для измерения температуры и давления, приема сигналов от контроллера, а также вычисления расхода теплоносителя, подпиточной воды и учета тепловой энергии.3. A device for implementing a method for measuring the difference in flow rates of liquid and gaseous media, characterized in that it contains constriction devices located respectively on the supply and return pipelines, a differential pressure transducer connected by impulse tubes to the pressure extraction holes of the corresponding constrictive devices, pressure transducers connected by pulse tubes with pressure selection holes for the corresponding supply and return pipelines, converters of the temperature of the medium in the hearth the return and return pipelines, the controller to which the differential pressure transducer and the control circuit of the switching valves of the impulse tubes connected from the narrowing devices to the differential pressure transducer are connected, a calculator designed to measure temperature and pressure, receive signals from the controller, and also calculate the flow rate of the coolant, make-up water and heat metering.
RU2017139589A 2017-11-15 2017-11-15 Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options) RU2679472C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139589A RU2679472C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139589A RU2679472C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679472C1 true RU2679472C1 (en) 2019-02-11

Family

ID=65442414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139589A RU2679472C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2679472C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221322U1 (en) * 2023-07-04 2023-10-31 Евгений Евгеньевич Ступин Portable liquid flow meter indicator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1609563A (en) * 2004-11-25 2005-04-27 卢玖庆 Gas and liquid two-phase flowmeter
RU2411458C2 (en) * 2009-03-18 2011-02-10 Александр Григорьевич Лупей Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices (versions)
RU2411457C2 (en) * 2009-03-05 2011-02-10 Вячеслав Иванович Шутиков Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices
CN103629414A (en) * 2013-12-20 2014-03-12 北京金房暖通节能技术股份有限公司 Intelligent flow regulating controller for heat supply pipe network system and regulating and controlling method thereof
RU2632999C2 (en) * 2015-12-15 2017-10-11 Ильшат Робертович Салимов Device for measuring parameters of liquid media in pipeline

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1609563A (en) * 2004-11-25 2005-04-27 卢玖庆 Gas and liquid two-phase flowmeter
RU2411457C2 (en) * 2009-03-05 2011-02-10 Вячеслав Иванович Шутиков Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices
RU2411458C2 (en) * 2009-03-18 2011-02-10 Александр Григорьевич Лупей Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices (versions)
CN103629414A (en) * 2013-12-20 2014-03-12 北京金房暖通节能技术股份有限公司 Intelligent flow regulating controller for heat supply pipe network system and regulating and controlling method thereof
RU2632999C2 (en) * 2015-12-15 2017-10-11 Ильшат Робертович Салимов Device for measuring parameters of liquid media in pipeline

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221322U1 (en) * 2023-07-04 2023-10-31 Евгений Евгеньевич Ступин Portable liquid flow meter indicator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4642115B2 (en) Flow rate ratio controller
US5072416A (en) Method and apparatus for calibrating a flowmeter using a master meter and a prover
CN101839737B (en) Mass flow meter, mass flow controller, and mass flow meter system and mass flow controller system including the same
US7930930B2 (en) Method for measuring the instantaneous flow of an injector for gaseous fuels
JP5097132B2 (en) Multiphase overreading correction in process variable transmitters
CN102840898B (en) Volume correcting instrument indication error calibration standard device and using method
KR20130031260A (en) Calibration method and flow-rate measurement method for flow-rate controller of gas supplying apparatus
JPWO2003034169A1 (en) Pulse shot type flow control device and pulse shot type flow control method
CN102768049A (en) Intelligent differential pressure type flow rate sensing device and design method of intelligent differential pressure type flow rate sensing device
US11592430B2 (en) Method for estimating a combustion characteristic of a gas that may contain dihydrogen
Li et al. Two-phase flow experiments with Coriolis Mass Flow Metering using complex signal processing
CN201983839U (en) Combined-type standard weighing container used for liquid flow standard calibrating device
RU2679472C1 (en) Method of measuring difference liquid and gaseous media flow rate and device for implementation thereof (options)
CN108871511B (en) Linkage type industrial flow accurate metering method
RU2411458C2 (en) Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices (versions)
RU2411457C2 (en) Method of high-precision differention-integration measurement of difference in fluid and gas weights (volumes) based on using contraction devices
CN202836690U (en) Volume correction instrument indication error calibration standard device
RU2434203C1 (en) Procedure and device of high-accuracy measurement of flow rate and amount of fluid and gaseous mediums on base of restrictions with implementation of automatic calibration of zero in pressure fall transducer
CN110160609B (en) Parallel structure of double-standard gas flow device and detection method
RU2654934C1 (en) Method of calibration of nozzle and device for calibration of nozzle
RU2709439C1 (en) Gas flow measurement system
GB2493368A (en) Validating flow measurement equipment by comparing two separately calculated descriptive statistics
CN112964322B (en) Novel measuring device of hot type mass flow
CN111852993B (en) Hydraulic high-frequency flow signal generating device
JPS6319805B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191116

HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20210319

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210324