Способ градуировки и поверки расходомера газа и устройство для его реализации

 

Способ градуировки и поверки расходомера газа основан на заполнении газом емкости и полости тела, расположенного внутри емкости, пропускании газа через расходомер в течение некоторого промежутка времени и определении показаний весов, нагруженных телом. Способ характеризуется тем, что используют емкость и тело с калиброванными объемами, емкость и полость тела сообщают между собой, заполняют рабочим газом и затем разобщают, газ на расходомер подают из калиброванной емкости и измеряют изменение выталкивающей силы, а массовый расход газа через расходомер в момент времени определяют по формуле G = [(V-V₁)/V₁](dN/dt) t = t₁, где V - объем емкости; V₁ - объем тела; t - время. Устройство имеет весы, расположенные внутри емкости и нагружные телом, снабженные системой для уравновешивания массы тела. Изобретение решает задачу проведения градуировки и поверки расходомеров газа без использования эластичной емкости и без газа с молекулярным весом, меньшим молекулярного веса градуировочной среды. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при градуировке и поверке расходомеров газа, применяемых в промышленных и лабораторных установках.

Известен способ градуировки и поверки расходомера газа, основанный на пропускании газа через расходомер, измерении времени пропускания и изменения давления в емкости при постоянной температуре и вычислении расхода газа по определенной формуле (см. а.с. N 368493, кл. G 01 F 25/00, 1973).

Известный способ реализуется с помощью устройства, содержащего калиброванную емкость, клапан и трубопровод, соединяющий расходомер с емкостью.

Недостатком указанного способа является ограниченность диапазона использования, так как при расчете расхода рабочего газа необходимо знать точное значение газовой постоянной R рабочего газа и необходимо выполнять достаточно продолжительную выдержку во времени для выравнивания температуры газа в емкости, что усложняет способ.

Наиболее близким из известных технических решений является способ градуировки и поверки расходомера газа, основанный на заполнении емкости газом с молекулярным весом, меньшим молекулярного веса градуировочного газа, и заполнении рабочим газом эластичной полости тела, расположенного на весах внутри емкости, пропускании газа из эластичной полости через расходомер в течение некоторого промежутка времени и определении расхода газа через расходомер по количеству газа, вышедшему из эластичной полости за этот промежуток времени.

Устройство для реализации этого способа содержит герметичную емкость, заполняемую газом с малым молекулярным весом, эластичное тело с полостью, заполняемой рабочим газом, весы, расположенные внутри емкости и нагруженные телом, трубопровод с клапаном, соединяющие расходомер с полостью тела (см. а.с. N 675317, кл. G 01 F 25/00, 1079).

Недостатком данного способа и устройства является сложность реализации, так как для этого требуются газ с молекулярным весом, меньшим молекулярного веса градуировочной среды, и эластичная емкость.

Задачей данного изобретения является упрощение процедуры градуировки и поверки расходомера газа и устройства для его реализации.

Технический результат при этом достигается следующий: определяют расход газа по измеренной силе выталкивания тела калиброванного объема, расположенного в емкости.

Этот технический результат достигается тем, что в способе градуировки и поверки расходомеров газа, основанном на заполнении газом емкости и полости тела, расположенного внутри емкости, пропускании газа через расходомер в течение некоторого промежутка времени, определении показаний весов, нагруженных телом, используют калиброванные емкость и тело, емкость и полость тела сообщают между собой, заполняют рабочим газом и затем разобщают, газ на расходомер подают из калиброванной емкости и измеряют изменение выталкивающей силы N, а массовый расход газа через расходомер G в момент времени t определяют по формуле где V - объем емкости; V₁ - объем тела; t - время.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве для градуировки и поверки расходомеров газа, включающем емкость, тело, имеющее полость, весы, расположенные внутри емкости и нагруженные телом, клапаны и трубопроводы, емкость и тело имеют калиброванные объемы, емкость соединена трубопроводом и клапаном с расходомером и снабжена трубопроводом с клапаном для сообщения с полостью тела.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве для градуировки и поверки расходомера весы имеют систему для уравновешивания массы тела.

Схема устройства для градуировки и поверки расходомера по предлагаемому способу приведена на фиг. 1, 2.

Устройство содержит калиброванную емкость 1, соединенную трубопроводом 2 через клапан пуска-отсечки 3 с поверяемым расходомером 4. Емкость оборудована клапаном 5 и приборами контроля параметров в емкости 6, а расходомер - приборами контроля 7. Внутри емкости расположено на весах 8 тело 9 калиброванного объема с полостью 10. Полость тела соединена через трубопровод 11 и клапан 12 с емкостью. Весы оборудованы системой уравновешивания 13 массы тела.

Градуировку предлагаемым способом можно осуществлять, либо пропуская газ через расходомер из калиброванной емкости при требуемых параметрах и впуская его в атмосферу (схема установки - фиг. 1), либо подавая газ на вход расходомера от любого источника при требуемых параметрах, выпуская его в емкость (схема установки - фиг. 2). Градуировку расходомеров выполняют следующим образом. Открывают клапан 12 и сообщают полость тела с емкостью. Открывают клапан 5. При этом по схеме фиг. 1 емкость и полость тела заполняют рабочим газом до требуемого давления, а по схеме фиг. 2 в емкости и полости тела устанавливают атмосферное давление. Перекрывают клапаны 5 и 12 и открывают клапан пуска-отсечки 3 на определенный промежуток времени t₁, в течение которого газ проходит через расходомер, после чего клапан 3 перекрывают. В ходе протекания газа через расходомер записывают с помощью весов (тензовесов) картину изменения выталкивающей силы, действующей на тело 9, и соответствующих параметров на расходомере во времени. При вытекании газа из емкости его плотность уменьшается, а при втекании - увеличивается. И то, и другое приводит к изменению выталкивающей силы, действующей на тело, N=V₁, где - плотность газа в емкости, V₁ - объем тела. Расход газа через расходомер в любой момент времени t определяют по формуле где M - масса газа в емкости; V - объем емкости.

Вычисленный расход является расходом газа через расходомер при параметрах, зафиксированных на нем в момент времени t₁.

Очевидно, что реализация предложенного способа не требует наличия газа с молекулярным весом, меньшим молекулярного веса градуируемого газа, и не требует наличия эластичного тела, что приводит к упрощению устройства и процедуры градуировки и поверки расходомера газа.

Формула изобретения

1. Способ градуировки и поверки расходомера газа, основанный на заполнении газом емкости и полости тела, расположенного внутри емкости, пропускании газа через расходомер в течение некоторого промежутка времени t и определении показаний весов, нагруженных телом, отличающийся тем, что используют емкость и тело с калиброванными объемами, перед заполнением указанные емкость и тело сообщают между собой и заполняют рабочим газом, а затем разобщают для подачи газа на расходомер из калиброванной емкости, по показаниям весов определяют изменение выталкивающей силы N, а массовый расход газа через расходомер в момент времени t₁ определяют по формуле
где V - объем емкости;
V₁ - объем тела;
t - время;
G - расход газа через расходомер;
N - величина выталкивающей силы.

2. Устройство для градуировки и поверки расходомера газа, включающее емкость, тело, имеющее полость, весы, расположенные внутри емкости и нагруженные телом, клапаны и трубопроводы, отличающееся тем, что емкость и тело имеют калиброванные объемы, емкость соединена трубопроводом и клапаном с расходомером и снабжена трубопроводом и клапаном для сообщения с полостью тела.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что весы снабжены системой, предназначенной для уравновешивания массы тела.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2