CS265940B1

CS265940B1 - Rotary encoder to measure fluid flow in the duct

Info

Publication number: CS265940B1
Application number: CS873957A
Authority: CS
Inventors: Josef Doc Ing Csc Jencik; Bohumil Ing Rejha
Original assignee: Josef Doc Ing Csc Jencik; Rejha Bohumil
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS395787A1

Abstract

Řešení umožňuje snímat rychlostní profil protékající tekutiny v celém zvoleném příčném rozměru potrubí nebo v jedné jeho polovině a převádět ho technicky jednoduchým způsobem na četnost impulsů. Podstatou řešení je úzký rotační snímač, jehož osová délka je rovna tomu rozměru potrubí, ve kterém chceme snímat rychlostní profil, nebo je rovna jedné polovině tohoto rozměru. Příčný řez snímače je při jednom směru jeho otáčení větší než při opačném směru. Proudící tekutina snímač roztoči otáčkami, které jsou úměrné velikosti průtoku. Řešení je vhodné zejména k měření průtoku v potrubích velkých rozměrů v systémech s číslicovým řízením.The solution allows to measure the velocity profile of the flowing fluid in the entire selected transverse dimension of the pipe or in one half of it and to convert it in a technically simple way to the pulse frequency. The essence of the solution is a narrow rotary sensor, the axial length of which is equal to the dimension of the pipe in which we want to measure the velocity profile, or is equal to one half of this dimension. The cross-section of the sensor is larger in one direction of its rotation than in the opposite direction. The flowing fluid spins the sensor at a speed that is proportional to the flow rate. The solution is particularly suitable for measuring the flow rate in large-sized pipes in systems with numerical control.

Description

Vynález se týká rotačního snímače k měření průtoku tekutiny v potrubí kruhového i nekruhového průřezu.The invention relates to a rotary sensor for measuring the flow of fluid in pipes of circular and non-circular cross-section.

Dosavadní rotační snímače ve tvaru turbiny nebo anemometru vyhodnocují průtok bu3 v celém průřezu potrubí, nebo jen v malé části tohoto průřezu, prakticky v jednom bodě. 'Conventional rotary sensors in the form of a turbine or anemometer evaluate the flow bu3 in the entire cross-section of the pipe, or only in a small part of this cross-section, practically at one point. '

Měření v celém průřezu má tu nevýhodu, že snímač působí citelnou trvalou tlakovou ztrátu a cena snímače rychle roste s průměrem potrubí.Measurement in the entire cross-section has the disadvantage that the sensor causes a noticeable permanent pressure loss and the price of the sensor increases rapidly with the pipe diameter.

Měření v malé části průřezu (bodové měření) nerespektuje změny tvaru rychlostního profilu při různých rychlostech a je nepřesné.Measurement in a small part of the cross-section (spot measurement) does not respect changes in the shape of the velocity profile at different speeds and is inaccurate.

Rotační objemové měřiče vyhodnocují bu3 celý průtok, nebo průtok v kalibrovaném obtoku. Měření celého průtoku působí značnou trvalou tlakovou ztrátu a cena zařízení rychle roste s průměrem potrubí. Měření v obtoku je nepřesné.Rotary volumetric meters evaluate either the entire flow or the flow in the calibrated bypass. The measurement of the entire flow causes a considerable permanent pressure loss and the price of the device increases rapidly with the diameter of the pipe. Bypass measurement is inaccurate.

Uvedené nevýhody rotačních snímačů odstraňuje přihlašované zařízení. Jeho podstatou je rotor ve tvaru úzkého válce, jehož osa otáčení je kolmá k ose potrubí, přičemž tento rotor je opatřen drážkami otevřenými proti směru otáčení. Vlivem drážek je hydraulický odporový součinitel rotoru pro jeden směr otáčení menší než pro směr opačný. Protékající tekutina rotor roztočí ve směru, při kterém se uplatňuje menší hydraulický odporový součinitel. Otáčky rotoru jsou úměrné střední rychlosti proudění tekutiny v tom rychlostním profilu, který prochází osou rotoru. .The stated disadvantages of rotary encoders are eliminated by the registered device. Its essence is a rotor in the shape of a narrow cylinder, the axis of rotation of which is perpendicular to the axis of the pipe, this rotor being provided with grooves open against the direction of rotation. Due to the grooves, the hydraulic resistance coefficient of the rotor is smaller for one direction of rotation than for the opposite direction. The flowing fluid rotates the rotor in the direction in which a smaller hydraulic resistance coefficient is applied. The rotor speed is proportional to the mean fluid flow velocity in that velocity profile that passes through the rotor axis. .

Přihlašovaný snímač, znázorněný na obr. 1 až 10, se skládá z rotoru 2 a z vysílače impulsů 5, který je upevněn na čepu 2· Osa rotoru 2 je kolmá k ose potrubí 2· Délka rotoru 2 je bud rovna’příčnému rozměru potrubí 3 (obr. 1, 2), nebo je rovna polovině tohoto rozměru (obr. 10). Rotor 2 je opatřen drážkami, které jsou znázorněny na obr. 3 až 9. Impulsy z vysílače 5 snímá čidlo j>.The applied sensor, shown in Figs. 1 to 10, consists of a rotor 2 and a pulse transmitter 5, which is mounted on a pin 2. The axis of the rotor 2 is perpendicular to the axis of the pipe 2. The length of the rotor 2 is either equal to the transverse dimension of the pipe 3. Fig. 1, 2), or is equal to half of this dimension (Fig. 10). The rotor 2 is provided with grooves, which are shown in Figs. 3 to 9. The pulses from the transmitter 5 are sensed by a sensor j>.

Tekutina, proudící potrubím 2 ^ve směru 2: roztočí snímač ve směru, při kterém má rotor 2 menší hydraulický odporový součinitel než při opačném směru otáčení.Fluid flowing through the pipe 2 ^{in the} direction 2: rotates the sensor in the direction in which the rotor 2 has a smaller hydraulic resistance coefficient than in the opposite direction of rotation.

Otáčky snímače jsou úměrné střední rychlosti proudění v rychlostním profilu, který leží v rovině proložené osou rotoru 2 a rovnoběžné se směrem proudění 2· ¹ The speed of the sensor is proportional to the mean flow velocity in the velocity profile, which lies in a plane interposed by the axis of the rotor 2 and parallel to the flow direction 2 · ¹

Proudění je narušeno pouze v pásmu úzkého rotoru a v jeho blízkosti. Proudění v ostatních místech průřezu potrubí zůstane nedotčeno. Z toho vyplývá podstatně menší trvalá tlaková ztráta přihlašovaného snímače ve srovnání se známými rotačními snímači, které vyhodnocují celý průtok.The flow is disturbed only in the vicinity of the narrow rotor and in its vicinity. The flow at other points in the pipe cross-section remains unaffected. This results in a significantly lower permanent pressure drop of the applied sensor compared to known rotary sensors which evaluate the entire flow.

Ve srovnání s bodovými snímači dává přihlašovaný snímač přesnější údaje proto, že vyhodnocuje celý rychlostní profil ve zvoleném příčném rozměru potrubí.Compared to point sensors, the registered sensor gives more accurate data because it evaluates the entire speed profile in the selected transverse dimension of the pipe.

Snímání rychlostního profilu jen ve jedné polovině zvoleného rozměru potrubí se může uplatnit pouze tehdy, když je zaručeno, že rychlostní profil v místě měření zůstane během dlouhodobého provozu trvale souměrný podle osy potrubí.Sensing the velocity profile in only one half of the selected pipe size can only be used if it is guaranteed that the velocity profile at the measuring point remains permanently symmetrical along the pipe axis during long-term operation.

Vynález je vhodný zejména k měření průtoku v potrubí velkých rozměrů v systémech s číslicovým řízením, např. v rozsáhlých soustavách pro rozvod tepla. Dále ve vodním hospodářství a pro vzduchotechniku.The invention is particularly suitable for measuring flow in large pipes in numerically controlled systems, e.g. in large heat distribution systems. Also in water management and for air conditioning.

Claims

Rotary sensor for measuring the flow of fluid in a pipe, designed as a rotor whose direction ^{1 of the} axis of rotation is perpendicular to the axis of the pipe, characterized in that it has the shape of a cylinder provided with grooves open against the direction of rotation of the rotor (2), the axial length of the active measuring part of the rotor 2) yes, ονιιπ either vollkontl transverse dimension of the pipe (i), or its half, while on the pin (4) of the sensor there is a pulse transmitter (5) with a sensing sensor (6).