Спосіб вимірювання швидкості руху циклічного потоку рідини у трубі

Реферат: UA 120799 U UA 120799 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та переважно призначена для використання в системах контролю та вимірювання швидкості руху циклічного потоку рідини. Відомо деклараційний патент України №39818. Спосіб вимірювання швидкості потоку молока на молокопроводі. Опубл. 15.11.2001. Бюл. №10. Принцип функціонування способу базується на тому, що в результаті взаємодії молока з магнітним полем, на електродах з'являється різниця потенціалів, яка знаходиться у пропорціональному зв'язку з об'ємом витрат молока. Реалізація цього способу передбачає наявність труби, виготовленої з діелектричного матеріалу, двох електродів та блока перетворення інформації, який забезпечує роботу сенсора та перерахування його вихідного сигналу до величини поперечного перерізу потоку. Недоліком способу є те, що він не дає прийнятного результату у разі наявності циклічного потоку рідини, який має місце, наприклад, при роботі рідинних поршневих насосів, де течія рідини відбувається зі змінною циклічною швидкістю, яка залежить від частоти робочого ходу поршня насосу. Крім цього, недоліком способу є необхідність внесення примусових конструктивних змін до каналу, в якому протікає рідина, в результаті яких спосіб втрачає мобільність, що суттєво обмежує область його використання. Відомо спосіб вимірювання витрат рідини та пристрій для його реалізації (Патент РФ № 2152128, G01F 1/06, G01F 1/075, 2000 г.). Спосіб базується на залежності сигналу, що формується під впливом магнітного полю, частота якого пропорційна швидкості потоку рідини. Спосіб передбачає наявність крильчатки, на якій закріплені постійні магніти та яка (крильчатка) знаходиться у потоці рідини. Також передбачається приймач сигналів та блок для їх обробки. Недоліком способу є те, що він не дає прийнятного результату у разі наявності циклічного потоку рідини, який має місце, наприклад, при роботі рідинних поршневих насосів, де течія рідини відбувається зі змінною циклічною швидкістю, яка залежить від частоти робочого ходу поршня насосу. Крім цього, недоліком способу є необхідність внесення примусових конструктивних змін до каналу, в якому протікає рідина, в результаті яких спосіб втрачає мобільність, що суттєво обмежує область його використання. Найбільш близьким рішенням до заявки, що заявляється, та яке обране за прототип, є авторське свідоцтво СРСР №1247659, кл. G01F/66, опубл. 01.07.86. Бюл. №28. Спосіб полягає у тому, що рідина протікає у клиновидному каналі та на неї спрямовується ультразвуковий імпульс у напряму потоку рідини та проти нього під різними кутами до вісі потоку та визначається різниця часу при проходженні базової відстані. Недоліком способу є те, що він не дає прийнятного результату у разі наявності циклічного потоку рідини, який має місце, наприклад, при роботі рідинних поршневих насосів, де течія рідини відбувається зі змінною циклічною швидкістю, яка залежить від частоти робочого ходу поршня насосу. Крім цього, недоліком способу є необхідність внесення примусових конструктивних змін до каналу, в якому протікає рідина, в результаті яких спосіб втрачає мобільність, що суттєво обмежує область його використання. Також до недоліків необхідно віднести те, що на результат впливає нестабільність довжини вимірювальної бази, яка змінюється під впливом зовнішніх факторів. В основу корисної моделі поставлена задача: нівелювання впливу параметрів циклічного потоку рідини на визначення її швидкості руху; здійснення вимірів швидкості руху циклічного потоку рідини без внесення додаткових конструктивних змін до трубопроводу, по якому переміщається рідина. Поставлена задача вирішується тим, що на зовнішньої поверхні трубопроводу, по якому пересувається циклічний потік рідини, встановлюється два приймача акустичних сигналів. Приймачі акустичних сигналів встановлюються на строго фіксованій базовій відстані один від одного та мають можливість вимірювання часу між максимальними рівнями акустичних сигналів, які генеруються течією при проходженні одиничної хвилі циклічного потоку рідини між першим та другим приймачами акустичних сигналів. Приймачі акустичних сигналів мають електричний зв'язок з мікропроцесорним блоком обробки інформації. Внаслідок цього стає можливим досягти нового технічного результату, а саме, визначити швидкість руху циклічного потоку рідини, без внесення додаткових конструктивних змін до системи трубопроводу. Приймачі акустичних сигналів 1 та 2 дозволяють виміряти різницю часу між проходженням однієї і тієї ж хвилі циклічного потоку рідини між першим та другим приймачами при проходженні 1 UA 120799 U 5 10 15 20 хвилі базової відстані А. Потім за елементарною формулою можливо визначити швидкість пересування одиничної хвилі рідини базової відстані А: V=A/t; (1) t - різниця часу між проходженням акустичного сигналу, який збурює одинична хвиля циклічного потоку рідини; V - швидкість проходження одиничної хвилі циклічного потоку рідини; А - базова відстань, між датчиками 1 та 2. Інтегральна швидкість переміщення циклічного потоку рідини визначається методом осереднення вимірів проходження n-ої кількості хвиль циклічного потоку рідини. Дане технічне рішення пояснюється кресленням (Фіг. 1), де зображена схема вимірювання швидкості пересування хвилі циклічного потоку рідини. На схемі позначено: 1, 2 - приймачі акустичних сигналів; 3 - труба; 4 - блок обробки сигналів; В - напрям руху переміщення рідини; А - базова відстань між приймачами 1 та 2. На Фіг. 2 наведена ілюстрація залежності рівня акустичного сигналу від проходження базової відстані А одиничною хвилею циклічного потоку рідини. Параметр A t показує різницю в часі між піковими значеннями акустичного сигналу при проходженні хвилі циклічного потоку рідини між приймачем 1 (залежність С) та приймачем 2 (залежність D). Маючи величину базової відстані між приймачами 1 і 2 та час проходження цієї відстані одиничної хвилею циклічного потоку рідини легко визначити швидкість пресування цієї хвилі (формула 1). Інтегральна швидкість потоку рідини визначається осередненням отриманих поточних результатів вимірів. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб вимірювання швидкості руху потоку рідини в трубопроводі, який включає два приймача акустичних сигналів, що здійснюють контроль проходження акустичних сигналів на базовій відстані та мають зв'язок з мікропроцесорним блоком обробки інформації, який відрізняється тим, що приймачі акустичних сигналів розміщені на зовнішній поверхні трубопроводу на базовій, фіксованій відстані один від одного та мають можливість вимірювання часу між акустичними сигналами, які генеруються течією одиничної хвилі циклічного потоку рідини при проходженні між першим та другим приймачами акустичних сигналів. 2 UA 120799 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3