|
(21), (22) Заявка: 2003100598/28, 08.01.2003
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
08.01.2003
(43) Дата публикации заявки: 20.07.2004
(46) Опубликовано: 10.01.2007
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
КИЯСБЕЙЛИ А.Ш. и др. Вихревые измерительные приборы. М., “Машиностроение”, 1978, с.с.75-79. US 3729995 А, 01.05.1973. US 3802261 А, 09.04.1974. SU 922859 А, 23.04.1982.
Адрес для переписки:
433512, Ульяновская обл., г. Димитровград, ул. Терешковой, 5, кв.27, Л.А.Адамовскому
|
(72) Автор(ы):
Адамовский Леонид Антонович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Адамовский Леонид Антонович (RU)
|
(54) ВИХРЕВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОГО КОЛИЧЕСТВА ПРОТЕКШЕГО ВЕЩЕСТВА
(57) Реферат:
В измерительном канале вихревого счетчика создают периодическое движение вихревых структур, регистрируют их в виде выходного периодического сигнала, преобразуют его в импульсный сигнал, измеряют число импульсов N, поступивших за контролируемый промежуток времени. Дополнительно измеряют отношение r=f/ , где f – текущее значение частоты поступающих импульсов, – текущее значение коэффициента кинематической вязкости. Объем протекшего вещества V определяют с использованием формулы V=K(r)· N, где К(r), – текущее значение весового коэффициента, реперные значения которого Кi К(ri), i=1, 2,…N определяют путем предварительной градуировки счетчика в заданном диапазоне значений r, соответствующем условиям эксплуатации. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения преимущественно в нелинейной области работы вихревых счетчиков – в нижней части диапазона чувствительности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил, 2 табл.
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно к вихревым способам контроля потоков вещества, а именно жидкости, пара, газа, и может быть использовано для измерения объемного количества протекшего вещества в водо-, тепло-, газоснабжении, энергетике, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Характеристика прототипов
Известен вихревой способ измерения объемного количества протекшего вещества, в котором путем установки на входе в измерительный канал счетчика винтового закручивающего устройства создают в канале периодическое движение вихревых структур, регистрируют их чувствительным элементом в виде выходного периодического сигнала, преобразуют его в импульсный сигнал и объем протекшего вещества определяют по числу импульсов N, зарегистрированных за контролируемый промежуток времени, и весовому коэффициенту К, м3/имп, – объем вещества, приходящийся на один импульс (А.Ш.Киясбейли, М.Е.Перельштейн, Вихревые счетчики-расходомеры, М., Машиностроение, 1974, с.12-13, 37-43, 108-109).
Известен вихревой способ измерения объемного количества вещества, в котором, путем установки на входе в измерительный канал вихреобразующего стержня с продольной осью, перпендикулярной оси канала, создают в нем периодическое движение вихревых структур – дорожку вихрей Кармана, регистрируют их чувствительным элементом в виде выходного периодического сигнала, преобразуют его в импульсный сигнал и объем протекшего вещества определяют по числу импульсов N, зарегистрированных за контролируемый промежуток времени, и весовому коэффициенту К, м3/имп, – объем вещества, приходящийся на один импульс (А.Ш.Киясбейли, М.Е.Перельштейн, Вихревые измерительные приборы, М., Машиностроение, 1978, с.73-79). При этом в способах – прототипах весовой коэффициент К, м3/имп, полагают постоянной величиной K=const и определяют его путем предварительной градуировки счетчика (см. например А.Ш.Киясбейли, М.Е.Перельштейн, Вихревые измерительные приборы, М., Машиностроение, 1978, с.75-76 рис.73, примечание: на рис.73 приведены значения, обратные весовому коэффициенту – 1/К, имп/л).
Недостатком способов-прототипов является ограниченный снизу диапазон измерений – наименьшие числа Рейнольдса, при которых сохраняется линейность характеристики (K=const) составляют для первого Reгр=(2÷3)·103 (см. П.П.Кремлевский, Расходомеры и счетчики количества. Л., Машиностроение, Ленинградское отделение, 1989, с.370) и для второго Reгр=(1÷2)·104 (см. П.П.Кремлевский,… с.367) способов. При числах Рейнольдса, меньших выше указанных (Reгр), линейность характеристики нарушается и погрешность измерений объемного количества в этой области становится неприемлемо высокой.
Ниже приведем следующее пояснение. Весовой коэффициент К, м3/имп, – объем жидкости, приходящийся на один импульс (на один период колебаний Т, с), определяется геометрическими характеристиками измерительного канала счетчика и числом Струхаля Sh (см., например, А.Ш.Киясбейли, М.Е.Перельштейн, Вихревые измерительные приборы, М., Машиностроение, 1978, с.75):

где Q – объемный расход вещества;
Т – период колебаний, соответствующий частоте f, T=1/f;
d – характерный размер измерительного канала счетчика;
С – геометрическая константа измерительного канала, С= d3/4.
Типовая зависимость Sh(Re) приведена, например, в книге П.П.Кремлевский… (с.370 на рис.210б). Таким образом, число Sh является постоянным Sh=const при числах Re>Reгр, и счетчик в этой области имеет линейную характеристику: K=const и не зависит от физических свойств вещества и значения объемного расхода.
При работе счетчика в области малых чисел Рейнольдса Reгр линейность характеристики нарушается (Sh const), и погрешность измерений по способам-прототипам становится тем больше, чем меньше число Re, при котором проводится измерение.
Цель изобретения
Целью данного изобретения является повышение точности измерений, преимущественно в нелинейной области работы вихревых счетчиков вещества, – в нижней части диапазона чувствительности вихревых способов измерения.
Сущность изобретения
Поставленная цель достигается тем, что в известном вихревом способе измерения объемного количества вещества, а именно жидкости, пара, газа, в котором в измерительном канале счетчика количества вещества создают периодическое движение вихревых структур, регистрируют их чувствительным элементом в виде выходного периодического сигнала, преобразуют его в импульсный сигнал и объем протекшего вещества определяют по числу импульсов N, зарегистрированных за контролируемый промежуток времени, и весовому коэффициенту К, м3/имп, – объем вещества, приходящийся на один импульс, дополнительно измеряют отношение r=f/ , где f, Гц, – текущее значение частоты поступающих импульсов, , м2/c, – текущее значение коэффициента кинематической вязкости вещества, измеряемое косвенным образом: для жидкости – по ее температуре, для пара и газа – по температуре и давлению, и объем протекшего вещества V, м3, определяют с использованием формулы V= N·K(r), где К(r), м3/имп, – текущее значение весового коэффициента, реперные значения которого определяют путем предварительной градуировки счетчика в заданном диапазоне значений r; реперные значения весового коэффициента аппроксимируют в виде зависимости К(r)=а+в/r, где а, в – аппроксимационные коэффициенты, которые затем используют в измерениях при определении текущего значения К(r); реперные значения весового коэффициента аппроксимируют в виде зависимости K(r)=c+d/rn, где с, d, n – аппроксимационные коэффициенты и показатель степени, которые затем используют в измерениях при определении текущего значения К(r); при измерении отношения r коэффициент кинематической вязкости полагают постоянным =const.
Известно, что порог чувствительности вихревых способов измерения количества находится существенно ниже граничных значений Reгр, определяющих область линейной работы вихревых счетчиков (К=const при Re>Reгр). Однако использование вихревых способов при Reгр требует учета нелинейной зависимости весового коэффициента К от числа Re. В результате исследований установлено, что для достижения приемлемой точности измерения при Reгр следует учитывать реальный характер нелинейности, для чего в качестве обобщенного параметра, определяющего текущее состояние потока вещества (температура, давление, объемный расход) предлагается использовать отношение частоты поступающих импульсов к коэффициенту кинематической вязкости r=f/ , и в зависимости от значения r выбирать текущее значение К(r). Реперные значения весового коэффициента К(r), либо параметры соответствующих аппроксимационных формул, следует получать на стадии предварительной градуировки вихревого счетчика вещества в заданном диапазоне значений r, соответствующем условиям эксплуатации счетчика.
Предложенный способ, хотя и требует введения дополнительных операций (измерение частоты поступающих импульсов; измерение температуры и давления вещества для определения коэффициента кинематической вязкости), однако вполне реализуем на основе применения микропроцессорной техники в блоке обработки выходных сигналов, например, в теплосчетчике, где измерение температуры и давления теплоносителя (наряду с обработкой импульсного сигнала счетчика количества) предусмотрено алгоритмом счета тепла.
При измерении потока вещества, температура и давление которого технологически поддерживаются в узком диапазоне значений, коэффициент кинематической вязкости в указанном диапазоне может быть принят постоянным =const. При этом отпадает необходимость измерения текущих значений температуры и давления.
Перечень фигур графических изображений
Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой приведен пример схемы, реализующей предлагаемый способ применительно к измерениям количества пара и газа.
Пример конкретного выполнения способа
В данном примере реализации способа на входе в измерительный канал 1 устанавливают призматический стержень 2 с продольной осью, перпендикулярной оси канала, и таким образом создают в измерительном канале 1 периодическое движение вихревых структур – дорожку вихрей Кармана. Прохождение вихрей регистрируют чувствительным элементом 3 в виде выходного периодического сигнала. Выходной сигнал с чувствительного элемента 3 подают на вход усилителя-формирователя импульсов 4. Импульсный сигнал далее подают на частотомер 5 и параллельно на счетчик количества импульсов 6, который обеспечивает циклический режим работы с набором за один цикл N импульсов. По окончании набора N импульсов происходит выдача контрольного импульса в схему, обнуление счетчика, начало набора в следующем цикле и т.д.
В контролируемом потоке вещества размещают также первичные преобразователи температуры 7 и давления 8, подключают их к собственным вторичным преобразователям 9 и 10 со стандартными выходными сигналами. Выходные сигналы частотомера 5, вторичных преобразователей температуры 9 и давления 10 с использованием блоков 11, 12 и 13 преобразуют в цифровые коды текущих значений частоты fТ, Гц, температуры ТТ, °С и давления РТ, МПа, соответственно и подают их в процессор 14. Программой процессора обеспечивают выполнение следующих операций.
По текущим значениям температуры ТТ и давления РТ определяют текущее значение коэффициента кинематической вязкости Т, м2/с, например, путем интерполяции по табличным значениям, хранящимся в блоке памяти 15. Для пара, например, двухмерная таблица (P,T) может быть получена с использованием данных справочника Н.Б.Варгафтик, Теплофизические свойства веществ, М.-Л., Госэнергоиздат, 1956, табл.3-3, 3-7 по формуле = / , где – коэффициент динамической вязкости, – плотность пара. Там же и в других источниках (например, B.C.Чиркин, Теплофизические свойства материалов ядерной техники, М., Атомиздат, 1968) содержатся данные по вязкости многих других жидкостей и газов.
По текущим значениям частоты поступающих импульсов fТ и коэффициента кинематической вязкости Т определяют текущее значение отношения r=fТ/ Т, характеризующее состояние потока вещества на данный момент времени, и по значению r определяют текущее значение весового коэффициента К(r), например, путем интерполяции по таблице реперных значений весового коэффициента, хранящейся в блоке памяти 15.
По контрольному импульсу окончания набора в счетчике 6, используя текущее значение весового коэффициента К(г), м3/имп, и число набранных в счетчике 6 импульсов N, определяют объем протекшего вещества V, м3, по формуле V= N·K(r). Полученное значение V подают в сумматор 16, где оно добавляется к ранее накопленному значению объема V. Значение V выводят на индикаторное табло 17 счетчика количества протекшего вещества.
Таблицу реперных значений весового коэффициента Кi К(ri), i=1, 2 … N, получают путем предварительной градуировки счетчика (см., например, А.Ш.Киясбейли, М.Е.Перельштейн, Вихревые измерительные приборы, М., Машиностроение, 1978, с.75) в заданном диапазоне значений r. В каждой точке, наряду с измеренным образцовым средством объемом протекшего вещества Vi и количеством зарегистрированных импульсов Ni (весовой коэффициент определяется как Ki=Vi/Ni), измеряют также ri=fi/ i, где fi – средняя частота поступающих импульсов, i = коэффициент кинематической вязкости вещества, определяемый косвенным способом: для жидкости – по ее температуре, для газа – по температуре и давлению. Диапазон значений ri, при которых проводится градуировка, должен соответствовать диапазону r, в котором планируется эксплуатация счетчика. Вихревые счетчики, предназначенные для работы со специфическими веществами (агрессивные жидкости, газы, пар и т.п.) могут быть отградуированы на веществе-заменителе, обычно это вода и воздух. Для определения коэффициента кинематической вязкости вещества, применяемого при градуировке счетчика, используют справочные данные (см., например, справочники: Теплофизические свойства веществ, под редакцией Н.Б.Варгафтика. Государственное энергетическое издательство, М., Л., 1956; B.C.Чиркин, Теплофизические свойства материалов ядерной техники, М., Атомиздат, 1968).
При измерении потока несжимаемой жидкости, например воды, можно пренебречь влиянием давления на коэффициент кинематической вязкости. В этом случае отпадает необходимость учета давления (измерительного канала 8-10-13), и для определения значения , м2/с, используют измерительный канал температуры 7-9-12 и, например, аппроксимационную формулу (Н.Н.Кремецкий и др. Гидравлика, М., Энергия, 1980, с.12):

где Т – температура воды, °С. Алгоритм формулы реализуют в программе процессора 14.
Вместо таблицы реперных значений весового коэффициента K(ri), i=1, 2 … N, для определения текущего значения К(r) рекомендуется использовать формулу К(r)=а+в/r, где а, в – аппроксимационные коэффициенты, определяемые, например, в результате обработки реперных точек K(ri) методом наименьших квадратов, либо формулу K(r)=c+d/rn где с, d, n – аппроксимационные коэффициенты и показатель степени, дающие минимальную погрешность описания реперных значений K(ri). Алгоритм используемой аппроксимационной формулы реализуют в программе процессора 14; соответствующие коэффициенты а и в (либо с, d и показатель степени n) заводят в блок памяти 15. С использованием выбранной формулы ведут расчет текущего значения весового коэффициента в процессоре 14.
При работе с потоком вещества, температура и давление которого технологически поддерживаются в узком диапазоне значений, отпадает необходимость измерения их текущих значений (измерительных каналов 7-9-12 и 8-10-13). Тогда при измерении отношения r=f/ коэффициент кинематической вязкости полагают постоянным =const, равным его среднему значению для данного диапазона температуры и давления вещества.
Экспериментальная проверка заявляемого способа проведена на поверочной установке объемного типа, вместимость Vобр образцовых мерников установки – 300 и 10 л, погрешность ±0,1%, рабочая жидкость – питьевая вода. Измерения проводились с вихревым электромагнитным счетчиком ВЭПС, диаметр измерительного канала D=21 мм. Температура воды в контуре измерялась датчиком температуры КВАРЦ-DT.007.
В качестве блока питания ВЭПС и КВАРЦ-DT.007 и обработки их выходных сигналов использовался теплосчетчик ТСЧВМ1, обеспечивающий, в том числе, измерение и индикацию количества протекшей воды.
Вихревой электромагнитный счетчик ВЭПС предварительно исследовался в диапазоне чисел Рейнольдса Re=(3400-150000). При температуре воды Т=20°С это соответствует диапазону объемного расхода Q=(0.2-8.0) м3/ч. В результате установлено, что счетчик имеет плато при Re>10000, (Reгр 10000), где весовой коэффициент – постоянный, K=const с погрешностью не более ±0.5%. При R<10000 весовой коэффициент уменьшается и к порогу чувствительности счетчика (Re 3400) снижается на 7% по сравнению со значением К на плато. ВЭПС был проградуирован в четырех реперных точках, в том числе при значении расхода Q=0,2 м3/ч, близком к порогу чувствительности счетчика. Результаты градуировки приведены в табл.1, при этом средняя за время заполнения tзап, с частота поступления импульсов f, Гц определялась по формуле f=N/tзап.
Анализ данных градуировки показывает, что первые три реперных точки (расход Q=0.7-8.0 м3/ч) находятся на плато характеристики.
Среднее значение весового коэффициента здесь составляет Кср=8.072·10-6 м3/имп. Полученные значения К лежат в пределах ±0,5% от среднего.
Таблица 1. |
Номер изм, i |
Т воды °С |
Vобр, л |
tзап, с |
Q, м3/ч |
Re |
N, имп |
F, Гц |
*, 10-6 м2/с |
r, 106 м2 |
К, 10-6 м3/имп |
1 |
21.5 |
300 |
134.2 |
8.05 |
141400 |
37114 |
276.6 |
0.96 |
288.10 |
8.083 |
2 |
22.0 |
300 |
418.8 |
2.58 |
45780 |
37311 |
89.09 |
0.95 |
93.78 |
8.041 |
3 |
22.0 |
10 |
52.71 |
0.683 |
12120 |
1234 |
23.41 |
0.95 |
24.64 |
8.104 |
4 |
22.5 |
10 |
180.1 |
0.200 |
3590 |
1313 |
7.29 |
0.94 |
7.76 |
7.616 |
*) По справочнику Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М., Атомиздат, 1968, с.305, табл.9.2.
Четвертая реперная точка измерена вблизи порога чувствительности счетчика. Значение К=7.616·10-6 м3/имп в этой точке на 6% ниже среднего значения на плато, т.е. находится в существенно нелинейной области характеристики.
Следует отметить, что в нелинейной области характеристики проводить градуировку счетчика в координатах Q, м3/ч,-К, м3/имп, бессмысленно, поскольку одному значению расхода Q в зависимости от температуры воды Т будут соответствовать различные значения К – характеристика расслаивается (см. Адамовский Л.А. и др. Специфика измерений малых расходов воды вихревыми электромагнитными расходомерами. III Международная научно-практическая конференция “ВЭПС. Диагностика. 2001”). Нелинейная область градуировочной характеристики Q-K, полученная при одной температуре воды, не может использоваться при других температурах, так как будет приводить к существенным ошибкам при измерениях. То же самое получается при градуировке счетчика в координатах f, Гц, К, м3/имп.
В результате исследований установлено, что при использовании в качестве аргумента отношения r=f/ функция К(r) становится универсальной, не зависящей от температуры воды, т.е. при любой температуре конкретному r будет соответствовать единственное значение весового коэффициента К. Эта однозначность выполняется не только в нелинейной области характеристики, но и при Re>Reгр, то есть может быть использована для учета слабых (или существенных) нелинейных особенностей и на плато характеристики, если они (особенности) имеют место. Отметим так же, что одно и то же значение r может быть получено при различных комбинациях значений частоты f и коэффициента кинематической вязкости , что следует учитывать, например, при подборе вещества – заменителя и режимов градуировки счетчика, если воспроизведение натурных условий эксплуатации невозможно.
Возвращаясь к табл.1, выделим в характеристике два поддиапазона измерений по значению r: первый – r 24.64·106, м-2, соответствует плато характеристики, где K=const=8.072·10-6 м3/имп; второй – r 24.64·106, м-2, соответствует нелинейной области характеристики, где весовой коэффициент зависит от значения r. Воспользуемся аппроксимационным выражением по п.2 формулы К(r)=а+в/r и определим аппроксимационные коэффициенты а, в для каждого из поддиапазонов. В первом из них (плато характеристики), очевидно, следует положить а=8.072·10-6 м3/имп (среднее значение К на плато) и в=0 (нет зависимости от r). Для второго поддиапазона, подставив координаты реперных точек i=3, 4 в формулу:

и решив систему двух уравнений с двумя неизвестными, получаем а=8.328·10-6, в=-5.527 – значения аппроксимационных коэффициентов. Таким образом, поведение весового коэффициента в нелинейной области будем описывать зависимостью K(r)=8.328·10-6-5.527/r. Это нарастающая, выгнутая вверх гипербола, проходящая через начальную (i=4) и конечную (i=3) точки поддиапазона, и затем выходящая на асимптотическое значение (а) при r (эта часть кривой не используется).
Отметим, что более точное приближение дает рекомендуемая в п.3. формулы изобретения аппроксимационная зависимость K(r)=c+d/rn. Однако она сложнее, как в определении коэффициентов с, d и показателя степени n, так и в дальнейшем использовании. Как будет показано дальше, для данного случая (табл.1) выбранное по п.2. формулы изобретения простое аппроксимационное выражение вполне удовлетворяет требованиям по допустимой погрешности измерения счетчиком ВЭПС (±1.5%).
Полученная в результате предварительной градуировки двухдиапазонная характеристика, определяющая зависимость К(r), и приведенная выше формула для коэффициента кинематической вязкости воды (T), были включены в алгоритм вычисления объемного количества протекшей воды, измеряемого теплосчетчиком ТСЧВМ1. Контрольные испытания заявляемого способа проводились в июле 2002 г.(примерно через 4 месяца после градуировки счетчика) при более высокой температуре воды в контуре Т=(30-35)°С. Вязкость воды при этом составляла =(0.72-0.81)·10-6 м2/c.
В связи с тем, что объем протекшей воды, измерялся с погрешностью ±1 л – цена низшего разряда на индикаторном табло теплосчетчика, все проливки проводились на образцовый мерник Vобр=300 л. Таким образом погрешность отсчета по табло теплосчетчика составляла ±0.34%. Результаты испытаний приведены в табл.2.
Таблица 2. |
Номер изм. j |
Т °С |
, 10-6 м-2/с |
tзап с |
Q, м3/ч |
Re |
Vнач, л |
Vкон, л |
Vкон, Vнач, л |
V/Vобр % |
1 |
30 |
0.80 |
140.2 |
7.70 |
162200 |
00087 |
00389 |
302 |
+0.67 |
2 |
31 |
0.78 |
275.2 |
3.92 |
84720 |
01522 |
01823 |
301 |
+0.34 |
3 |
32 |
0.77 |
759.3 |
1.42 |
31090 |
01982 |
02281 |
299 |
-0.34 |
4 |
33 |
0.75 |
3998.6 |
0.270 |
4550 |
03206 |
03505 |
299 |
-0.34 |
5 |
33 |
0.75 |
192.4 |
5.61 |
126100 |
03732 |
04032 |
300 |
0 |
6 |
34 |
0.73 |
157.4 |
6.86 |
158400 |
04946 |
05247 |
301 |
+0.34 |
7 |
34 |
0.73 |
134.9 |
8.01 |
185000 |
05850 |
06152 |
302 |
+0.67 |
8 |
35 |
0.72 |
383.8 |
2.81 |
65790 |
06662 |
06961 |
299 |
-0.34 |
9 |
32 |
0.77 |
6477.3 |
0.167 |
3660 |
07668 |
07969 |
301 |
+0.34 |
10 |
34 |
0.73 |
1916.4 |
0.564 |
13020 |
07989 |
08289 |
300 |
0 |
Результаты испытаний показывают, что во всем диапазоне, в том числе в нелинейной области (измерения N4 и 9) погрешность объема воды, измеренного по заявляемому способу, не выходит за пределы ±1%. Отметим, что вблизи порога чувствительности ВЭПС (измерение N9) и во второй точке, лежащей в нелинейной области (измерение N4) погрешность по способу-прототипу составила бы +6% и +4%, соответственно, и многократно превысила бы допустимое для ВЭПС значение (1.5%). Таким образом, в результате реализации предлагаемого способа динамический диапазон измерений счетчика увеличен до (1:50) или (0.16-8.0) м3/ч по сравнению с (1:20) или (0.4-8.0) м3/ч для способа – прототипа. При этом предельная погрешность измерений от 1.5% снижена до 1%.
Отметим также, что аппроксимационная формула для нелинейной области характеристики К(r) получена по данным градуировки всего лишь в двух реперных точках (табл.1, i=4.3), соответствующих началу (r=7.76·106 м-2, Re=3590) и концу (r=24.64·106 м-2, Re=12120) поддиапазона. Испытание способа в промежуточной области (табл.2, измерение N4, Re=4550) подтверждает эффективность аппроксимационной формулы – погрешность измерения не вышла за пределы ±0.5%. Однако, если данные предварительной градуировки заводить в теплосчетчик в виде таблицы значений (ri-Ki), i=1, 2 … N, для более подробного описания нелинейного диапазона, очевидно необходимо провести в нем большее количество проливок (получить большее число реперных точек), что повышает точность интерполяции по табличным значениям.
Если отградуированный счетчик ВЭПС предполагается эксплуатировать в узком диапазоне температуры воды, например, при Т=(80±5)°С, положим 80=const=0.365·10-6 м2/c (п.4 формулы изобретения) и аппроксимациционное выражение К=8.328·10-6-5.527/r, с учетом того, что r=f/ =f/0.365·10-6, преобразуем к виду K(f)=8.328·10-6-2.017·10-6/f. В этом случае нет необходимости измерять коэффициент кинематической вязкости по температуре воды, а поведение характеристики в нелинейном поддиапазоне при (f/0.365·10-6) 24.64·106, т.е. при f 9 Гц, будет описываться полученным выражением для K(f), зависящим только от частоты поступающих импульсов. Соответственно, операции способа измерения в этом случае существенно упрощаются.
Формула изобретения
1. Вихревой способ измерения объемного количества протекшего вещества, а именно жидкости, пара, газа, при котором в измерительном канале счетчика количества вещества создают периодическое движение вихревых структур, регистрируют их чувствительным элементом в виде выходного периодического сигнала, преобразуют его в импульсный сигнал и объем протекшего вещества определяют по числу импульсов N, зарегистрированных за контролируемый промежуток времени, и весовому коэффициенту К, м3/имп – объем вещества, приходящийся на один импульс, отличающийся тем, что дополнительно измеряют отношение r=f/ , где f, Гц – текущее значение частоты поступающих импульсов; , м2/с – текущее значение коэффициента кинематической вязкости вещества, измеряемое косвенным способом: для жидкости – по ее температуре, для пара и газа – по температуре и давлению, и объем протекшего вещества V, м3, измеряют с использованием формулы V= N-K(r), где К(r), м3/имп – текущее значение весового коэффициента, реперные значения которого определяют путем предварительной градуировки счетчика в заданном диапазоне значений r.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реперные значения весового коэффициента аппроксимируют в виде зависимости К(r)=а+в/r, где а, в – аппроксимационные коэффициенты, которые затем используют в измерениях при определении текущего значения К(r).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реперные значения весового коэффициента аппроксимируют в виде зависимости K(r)=c+d/rn, где с, d, n – аппроксимационные коэффициенты и показатель степени, которые затем используют в измерениях при определении текущего значения К(r).
4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что при измерении отношения r коэффициент кинематической вязкости полагают постоянным v=const.
РИСУНКИ
|
|