Вихровий вимірювач густини газу

Вихревой плотномер газа, содержащий корпус с турбулизатором и чувствительным элементом регистрации пульсации потока газа, усилитель заряда, полосовой фильтр, плату АЦП и компьютер, 28310 сить точность, исключить пропуски и ошибки в определении расхода газа путем изменения конструкции турбулизатора. Поставленная задача решается тем, что вихревой плотномер газа, содержащий корпус с турбулизатором и чувствительным элементом регистрации пульсации потока газа, усилитель заряда, полосовой фильтр, плату АЦП и компьютер, отличающийся тем, что турбулизатор выполнен в виде кольца (плоской шайбы) с цилиндрическими отверстиями, установленного в корпусе навстречу потоку газа, и соединенного с ним тонкими стержнями. По длине окружности кольца встроены световоды в виде консольно закрепленных пластин различной ширины из стеклопластика, соединенные с источником света связанным с фотоэлементом, коммутатором, усилителем заряда и через полосовой фильтр, плату АЦП с компьютером. Такая конструкция позволяет получить высокую частоту срыва вихрей от 1000 до 5000 Гц. Повышается в несколько раз чувствительность системы и точность замеров, исключаются ошибки и пропуски. Изобретение поясняется чертежом, где: - на фиг. 1 - схема плотномера; - на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1. Плотномер содержит корпус 1 с фланцами 2, со встроенным в него кольцом (турбулизатором) с отверстиями 4. Кольцо 3 соединено с корпусом 1 стержнями 5 в виде тонких струн. Между стержнями 5 установлены подвижные световоды 6 (например из стекловолокна), выполненные в виде консольных пластин различной ширины, соединенные через светопроводящие каналы 7 с источником света 8, а через каналы 9 с фотоэлементом 10. Фотоэлемент 10 через коммутатор 11, усилитель заряда 12, полосовой фильтр 13, плату АЦП 14 связан с компьютером 15, который соединен с блоком результата спектрального анализа 16, логическим устройством управления коммутатором 17. Коммутатор 17 управляет коммутатором 11 и соединен через блок запоминания максимальных амплитуд колебаний 18 с блоком вычисления присоединенной массы и плотности газа 19, а также с блоком определения объемного и массового расхода газа 20. Работает плотномер следующим образом. Поток газа, срываясь со стержней 5, создает дорожку "Кармана-Рубаха" в виде пульсации давления и возбуждает колебание подвижных консольных пластин 6. Колебание потока и пластин 6 регистрируется волоконно-оптическим преобразователем с фотоэлементом 10, путем измерения зату хания света, распространяющегося от источника света 8 через канал 9. Электрический сигнал фотоэлемента 10 поступает на коммутатор 11, где фиксируется порядковый номер консольных пластин 6, а затем на усилитель заряда 12, полосовой фильтр 13, плату АЦП 14 и компьютер 15. В компьютере 15 происходит обработка измеренного сигнала в виде спектрального анализа (преобразование Фурье). Данные поступают в блок формирования амплитудной частоты спектра 16, а затем в блок управления коммутатором 17, где происходит подача команды на переключение коммутатора 11 на порядковый номер консольной пластины 6, частота колебаний которой соответствует максимальной амплитуде газа. Полученный таким образом набор амплитуд, частот и номера пластины 6 поступает в блок 18, а затем в блок вычисления присоединенной массы и плотности газа 19, где вычисляют плотность газа. По известной плотности газа и частоте срыва вихрей, равной собственной частоте колебаний, вычисляют массовый и объемный расход газа. Результат отображается на мониторе компьютера 15. Для проведения лабораторных и промышленных испытаний был изготовлен образец прибора. Пластины в корпусе расположены консольно. Каждая пластина имеет свою собственную частоту колебаний. Набор частот пластин имеет весь возможный диапазон частот. Для возбуждения высоких частот установили тонкие стержни равные по количеству числу пластин. Так как пластины расположены друг против друга по окружности, сигнал от каждой вычитается и усиливается, т. е. они находятся в противофазе. При вычитании полезный сигнал усиливается, а случайный уничтожается. Отверстия в кольце предназначены для свободного истечения газа, чтобы не создавать паразитных пульсаций газа в полости кольца. Лабораторные испытания плотномера газа проводились на стенде кафедры турбин Харьковского Политехнического Университета, а промышленные - на КС "Дашава" ДП "Львовтрансгаз" при измерении плотности природного газа турбоагрегата ГПА-Ц-6.3. Результаты лабораторных испытаний прибора согласуются с данными измерений расхода газа термоанимометром. Результаты промышленных испытаний согласуются с данными прямого измерения расхода по перепаду давления на дроссельной шайбе (прибор ДСС). 2 28310 Фиг. 1 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3