SU512375A1 - Heat flow meter - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано, в частности , дл  измерени  расхода жидкостей в открытых каналах гидропостов с произвольной формой профил  фиксированного русла.The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, to measure the flow rate of liquids in open channels of hydro posts with an arbitrary shape of a fixed channel profile.

Известные тепловые расходомеры аналогичного (Назначени  не позвол ют производить измерение расхода с автоматическим учетом изменени  сечени  канала в зависимости от уровн , например в каналах трапециевидного профил , а наличие в них потенциометра со скольз щим контактом снижает надежность измерени .Known heat flow meters of the same type (Assignments do not allow flow measurement with automatic consideration of the channel cross section versus level, for example, in trapezoid profile channels, and the presence of a sliding-contact potentiometer in them reduces the reliability of the measurement.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to eliminate these drawbacks.

Эта цель достигаетс  тем, что в расходомере датчик уровн  выполнен в виде кольцевой .камеры, наполовину заполненной неиспар ющейс  жидкостью, с помещенными внутри нее профилированным с учетом профил  канала термосопротивлением и компенсационным термосопротивлением, включенными в плечи первого измерительного моста, выход которого соединен с концами реохорда, а термосопротивлени , расположенные в поплавке, включены в плечи второго измерительного моста , выход которого соединен с одним из концов реохорда и через вход усилител  с движком реохорда, а выход усилител  подключепThis goal is achieved by the fact that, in a flow meter, a level sensor is made in the form of an annular chamber half filled with non-evaporating liquid, with a thermal resistor placed inside it that is shaped with respect to the channel profile and compensated thermal resistors included in the shoulders of the first measuring bridge, whose output is connected to the ends of the cable and the thermistors located in the float are included in the shoulders of the second measuring bridge, the output of which is connected to one of the ends of the reichord and through the input of the amplifier with th slide wire, and the output of the amplifier podklyuchep

к реверсивному двигателю, соединенному с движком реохорда.to the reversive motor connected to the reichord engine.

На фиг. 1 показан общий вид предлол:енного теплового расходомера; на фиг. 2 - измерительна  схема расходомера.FIG. 1 shows a general view of a predol: a heat meter; in fig. 2 is a flow meter measurement circuit.

Расходомер содержит поплавок 1, помещенный в профилированный канал 2, рычаг 3, один конец которого через ось 4 св зан с поплавком 1, а второй соединен с кольцевой камерой 5 датчика уровн , наполовипу заполне} ной неиспар ющейс  жидкостью, полупроводниковые термосопротивлени  6 и 7, включенные в плечи второго измерительного моста (см. фиг. 2), и нагреватель 8. При этом термосопротивлени  б и 7 и нагреватель 8 размещены в поплавке 1 (см. фиг. 1).The flow meter contains a float 1, placed in a profiled channel 2, a lever 3, one end of which is connected to the float 1 through axis 4, and the second is connected to the annular chamber 5 of the level sensor, half filled with a non-evaporating liquid, semiconductor thermistors 6 and 7, included in the shoulders of the second measuring bridge (see Fig. 2), and the heater 8. In this case, the thermal resistances b and 7 and the heater 8 are placed in the float 1 (see Fig. 1).

В кольцевой камере 5 размещены профилированное с учетом профил  ка}1ала термосоиротивление 9 и компенсационное термосопротивление 10, включенные в плечи первого измерительного моста, выход которого соединен с концами реохорда 11, посто нные сопротивлени  12, 13, 14 и 15, электронный усилитель 16, выход которого подключен к реверсивномуIn the annular chamber 5 there is placed thermally induced 9, shaped with a profile} 1a and compensatory thermal resistance 10, included in the shoulders of the first measuring bridge, the output of which is connected to the ends of a reichord 11, constant resistances 12, 13, 14 and 15, electronic amplifier 16, output which is connected to reversible

двигателю 17.engine 17.

Расходомер работает следующим образом.The flow meter works as follows.

При изменении расхода потока жидкоегнWhen changing the flow rate of the liquid

измен етс  уровсш. л идкости в канале 2 и положение поплавка I, перемещснне которогоlevel changes l liquid in channel 2 and the position of the float I, whose displacement

преобразуетс  в угол поворота кольцевой камеры 5 датчика уровн .is converted into a rotation angle of the annular chamber 5 of the level sensor.

Скорость потока жидкости измер етс  с помощью термосопротивлепи  7 с нагревателем 8 и термосопротивлением 6, которые установлены внутри корпуса поплавка и не контактируют с измер емой средой. При известной разности температур, измер емой этими термосопротивлени мн, и мощности, выдел емой в нагревателе 8, определ етс  коэффициент теплоотдачи, который главным образом зависит от скорости потока.The flow rate of the fluid is measured using a thermal-resistance 7 with a heater 8 and a thermal resistance 6, which are installed inside the body of the float and are not in contact with the measured medium. With a known temperature difference measured by these thermistors mn and the power released in the heater 8, the heat transfer coefficient is determined, which mainly depends on the flow rate.

Изменение положени  поплавка 1 при изменении уровн  потока преобразуетс  в угол поворота кольцеобразной камеры 5 датчика уровн . Термометр сопротивлени  9 при протекании по нему электрического тока нагреваетс . При увеличении уровн  потока камера 5 и термометр сопротивлени  9 поворачпваютс , при этом дол  погружени  в жидкость п теплоотдача этого термометра увелнчиваютс , привод  к уменьшен1по сопротивлени  в соответствии с законом изменени  профил  термометра , т. е. пропорционально ноперечпому сечеиию потока.Changing the position of the float 1 with a change in the level of the flow is converted into an angle of rotation of the annular chamber 5 of the level sensor. A resistance thermometer 9 is heated when an electric current flows through it. When the flow level increases, the chamber 5 and the resistance thermometer 9 turn around, while the proportion of immersion in the liquid and heat transfer of this thermometer increases, leading to a decrease in resistance in accordance with the law of change of the thermometer profile, i.e. proportional to the flow cross section.

Термометр сопротивлени  10 посто нно находитс  в жидкости и вводит коррекцию при изменепии температуры окружающей среды.Resistance thermometer 10 is constantly in the liquid and introduces a correction when the ambient temperature changes.

Пзменепие величины профильного сопротивлени  9, включенного в плечо первого измерительного моста, приводит к изменению выходного напр жени  этого моста. Камера 5 расположена таким образом, что прп максимальном уровие жидкость находитс  па оси О-О, мост паходитс  в равиовесии и выходпое паир женне мпнимально, прп мниимальпо возможпом уровне воды в апале жндкость к ка.мере 5 занимает положение О-О и Biiiходное напр жение моста макс ма:;15по, т. с. выходное папр женне этого моста i обратно пропорпионалы-ю уровнюThe value of the profile resistance 9 included in the shoulder of the first measuring bridge leads to a change in the output voltage of this bridge. Chamber 5 is positioned in such a way that the maximum level of the liquid is located on the O – O axis, the bridge is collapsed, and the output pair is minimum, the maximum possible water level in Apal is set to O – B and Bii voltage Bridge Max Ma:; 15po, t. p. output of this bridge i is inversely proportional to level

I  I

1 -,(1)eleven)

/I/ I

где К - коэффициент.where K is a coefficient.

Выходное напр жение EZ второго моста, и п.печи Которого включены термосонротнв;1еп1;  б ц 7, благодар  отрицательному темнсратурному коэффициенту термосонротив.леиип пр мо нропорцно11а;1ьно скорости потока, т. е.The output voltage EZ of the second bridge, and of the furnace of which are thermally activated; 1ep1; b c 7, due to the negative darkness coefficient of the thermoscoupler, and they are directly proportional to 11a; 1b is the flow velocity, i.e.

,(2), (2)

где KZ - коэффициент.where KZ is a coefficient.

Часть выходного панр жени  второго моста сравниваетс  с выходным напр жениемA portion of the output bridge of the second bridge is compared with the output voltage.

первого моста па реохорде И, в котором изменение сопротивлени  пропорционально отношению выходных напр жений первого и второго мостов, т. е.The first bridge is a parallelero And, in which the change in resistance is proportional to the ratio of the output voltages of the first and second bridges, i.e.

г .g.

(3)(3)

где R - сопротивление реохорда 11, г - текущее сопротивление реохорда И. 10 С учетом выражений (1) и (2) выражение (3) примет вид:where R is the resistance of a reichord 11, g is the current resistance of a reochord I. 10 Taking into account expressions (1) and (2), expression (3) takes the form:

,, ,,

(4) К,(4) K,

15 Т. е. текущее сонротивление реохорда 11 пропорционально скорости и уровню потока и, следовательно, расходу жидкости в открытом канале.15 That is, the current resistance of the reichord 11 is proportional to the speed and level of the flow and, consequently, to the flow rate of the fluid in the open channel.

20 При изменении расхода измен етс  отношение выходных напр жепий первого п второго мостов, сигнал разбаланса подаетс  на электронный усилитель 16 и реверсивный двигатель 17, который перемещает движок рео25 хорда II до равновеси .20 When the flow rate changes, the ratio of the output voltages of the first and second bridges changes, the imbalance signal is fed to the electronic amplifier 16 and the reversing motor 17, which moves the chord II peo-slider to equilibrium.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Тенловой расходомер, содержащий тепловой преобразователь скорости, выполненный в виде термочувствительных элементов, один из которых снабжен подогревателем, расположенных в поплавке, шарнирно св занном рычагом с датчиком фовн , и измерительную мостовую схему, в плечи которой включены термочувствительиые элементы, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности учета действительиого профил  канала и повышепи  иадежности измереии , датчик уровн  вынолнен в виде кольцевой камеры, наполовину заполненной неиспар ющейс  жидкостью , с помсщеиными внутри нее профилированным с учетом профил  канала термосопротивлением и компепсациопным термосопротивлением , включенными в плечи первого измерительного моста, выход которого соединен с ко-цами реохорда, а термосопротивлени , расположенные в поплавке, включены в плечиA tenl flowmeter containing a thermal velocity transducer made in the form of thermosensitive elements, one of which is equipped with a preheater, located in a float pivotally connected by a lever with a fauv sensor, and a measuring bridge circuit, the shoulders of which include temperature-sensitive elements, characterized in that In order to be able to take into account the actual profile of the channel and increase the reliability of the measurement, the level sensor is made in the form of an annular chamber half filled with non-evaporating liquid Yew, with a thermal resistance profiled within it, taking into account the channel profile and thermal resistance, included in the shoulders of the first measuring bridge, the output of which is connected to the ends of the reichord, and the thermal resistances located in the float are included in the shoulders второго измерительпого моста, выход которого соединен с одни.м из концов реохорда и че| )ез вход усилител  с движком реохорда, а вы-ход УСИЛ1ГГСЛЯ подключен к реверсивному двигатс.чю, соед П1снному с движком реохорда, $ : : JSS:kP :S: Фиг. 1of the second gauge bridge, the output of which is connected to one m from the ends of a reichord and four | ) without input of an amplifier with a reohord engine, and the output of USL1GGLYa is connected to a reversible motor, connected to the reichord engine, $:: JSS: kP: S: FIG. one