Гидроэлектрический датчик расхода

Гидроэлектрический датчик расхода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ii) 523286

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеа Советских

Социалистических

Республик

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено )0.09.74 (21) 2059222/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,07.76, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.07.76 (51) М. K,.,. С 0)Г 1/66

F 15С 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621-525(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Герасименко, А. А. Денисов, О. И. Иванов и В. С. Нагорный (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина ь

1 (54) ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК РАСХОДА

Изобретение предназначено для цепей обратной связи электрогидравлических систем автоматического управления для непосредственного преобразования расходов жидкости в электрический сигнал.

Известен преобразователь расхода, в котором в начале базы измерения создают электрический заряд, а в конце базы помещают два электрода. По увеличению проводимости между ними судят о прохождении ионизированного объема среды.

Такое устройство имеет в зоне переноса электроды, изменяющие проходное сечение и вносящие погрешность в измерение расхода.

Наиболее близким аналогом изобретения является преобразователь расхода, содержащий трубопровод, в котором последовательно размещены электроды формирования электрической метки, подключенные к источнику напряжения, электрод фиксированной зоны переноса метки и приемные электроды, подсоединенные к выходному каналу датчика.

Точность преобразования сигналов расходов в таких устройствах невелика вследствие того, что метка формируется не по всему сечению потока, Наличие местных сужений канала и электрической дуги оказывают сильное влияние на профиль скоростей потока рабочей жидкости (газа).

Предложен гидроэлектрический датчик расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности датчика, электрод фиксированной зоны переноса метки выполнен в виде металлической трубки прямоугольного сечения с выступом, являющимся одним из электродов формирования электрической метки, а стенки трубопровода изготовлены из диэлектрического материала, 10 Схема датчика представлена на чертеже, Поток диэлектрической жидкости проходит по трубопроводу 1 с постоянным проходным сечением прямоугольной формы, так что полностью исключаются местные гидравлические

15 сопротивления и, как следствие, уменьшается гидравлическое сопротивление потоку жидкости и не вносится гидродинамических возмущений в профиль скоростей потока, Канал трубопровода образован поверхностями элект20 родов 2 и 3 формирования электрической метки и диэлектрическими стенками 4 трубопровода. Электроды 2 и 3 подсоединены к импульсному источнику 5 высокого напряжения. который формирует высоковольтный импульс

25 специальной формы, где т порядка нескольких микросекунд, а t> выбирается в соответствии с заданным диапазоном изменения расходов жидкости. Концы электрода 2 закруглены, а незакругленный с острой кромкой 6 конец

30 электрода 3 несколько смещен по направле5

40

55 нию потока жидкости относительно входного конца электрода 2.

При подаче на электроды пмпульса высокого напряжения длительностью (+ti) между острой кромкой 6 электрода 3 и электродом

2 возникает холодный упиполярный коронный разряд и по всему сечению потока жидкости образуется униполярная электрическая метка знака потенциала электрода 3, длительность которой равна т (амплитуда импульса напряжения от источника 5 подобрана таким образом, что коронный разряд длится только время т). Одновременно с подачей импульса на электроды 2 и 3 поступает сигнал на счетчик 7 времени и начинается отсчет времени.

Электрическая метка сносится потоком жидкости. Для того, чтобы максимально уменьшить адсорбцию электрического заряда метки на диэлектрических стенках трубопровода

1 и тем самым увеличить уровень электрического сигнала на приемном электроде, электрод

3 заканчивается металлической трубкой 8 прямоугольного сечения (электрод фиксированной зоны переноса), так что образуется участок канала фиксированной зоны переноса.

Фиксированная зона переноса ограничена кромкой 6 и приемными электродами 9. Поскольку длительность tl импульса, поступающего от источника 5, подобрана таким образом, что 1 несколько больше времени прохождения меткой фиксированной зоны переноса при максимальном расходе жидкости, то на электроде 3 (трубка 8) сохраняется за все время прохождения меткой фиксированного расстояния электрический потенциал, знак которого равен знаку электрического заряда в метке. Последнее обстоятельство препятствует утечке заряда на стенки канала, что приводит к увеличению амплитуды импульса на приемном электроде и, как следствие, к упрощению схемы счетчика 7 времени. На участок фиксированной зоны переноса можно подать напряжение и от дополнительного источника постоянного напряжения.

Конструкция приемного преобразователя разработана с позиций увеличения точности преобразования сигналов. Исследования показали, что случайные возмущения, воздействующие на электрическую метку, распределенную по всему сечению в потоке жидкости, сказываются в основном только на ширине импульса, наводимого на приемном электроде, но экстремум импульса при этом стабилен во времени. Поэтому в разработанном преобразователе приемные электроды 9 размещены так, что конструктивно реализуется дифференцирующая цепочка и благодаря это му иа выходной канал датчика, включающий счетчик времени, с приемных электродов поступает импульс, соответствующий экстремуму импульса, наводимого меткой на приемном электроде. Счетчик 7 прекращает отсчет вре. ме IH, и на нем фиксируется расход жидкости пропорциональный времени прохождения меткой фиксированной зоны переноса от кромк"

6 до приемного электрода 9.

Конструктивно дифференцирующая цепочка реализуется тем, что приемные электроды. представляющие собой металлическую шайбу прямоугольного сечения, размещены внутри диэлектрических стенок 4 трубопровода и отделены ими от непосредственного соприкосновения с потоком диэлектрической жидкости, а электрический сигнал снимается с сопротивления 10. Таким образом в качестве емкости дифференцирующей цепочки при таком конструктивном исполнении служит: жидкость с электрической меткой — часть диэлектрической стенки 4 толщиной о — приемный электрод э.

За фиксированную зону переноса можно взять зону между двумя приемными электродами, размещенными в диэлектрическом трубопроводе так же, как и электроды 9, для чего необходимо ввести в конструкцию преобразователя еще один приемный электрод.

Применение такого датчика позволяет существенно повысить точность преобразователя сигналов расходов, уменьшить гидравлическое сопротивление датчика на 25%, повысить чувствительность на выходе датчика в 5 — 8 раз, упростить конструкцию датчика и уменьшить сго габариты и вес.

Формула изобр етепия

Гидроэлектрический датчик расхода, содержащий ðóáîïðîâîä, в котором последовательно размещены электроды формирования электрической метки, подключенные к источнику напряжения, электрод фиксированной зоны переноса метки и приемные электроды, подключенные к выходному каналу датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности датчика, электрод фиксированной зоны переноса метки выполнен в виде металлической трубки прямоугольного сечения с выступом, являющимся одним из электродов формирования электрической метки, стенки трубопровода выполнены из диэлектрического материала, 523286

Составитель О. Гудкова

Техред T. Курилко

Корректоры: В. Йод и В. Яковлева

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1589/8 Изд. М 1496 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5