Пьезоэлектрический расходомер

Пьезоэлектрический расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

t»>847045 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 291079 (21) 2835366/18-10 с присоединением заявки ¹

{5 М Ка 3

G 01 F 1/66

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150781 Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания 150781 (5З) УДХ 681 ° 121 (088. 8) А, И. Трофимов, О. С. Шмитов и Б.М. Кербель,. (72) Авторы изобретения!

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М, Кирова (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к приборостроению и может, быть использовано при разработке расходомеров для измерения расхода жидких и газовых

5 сред.

Известны расходомеры, содержащие корпус, крыльчатку, иомещаемую в контролируемый поток, датчик для съема информации и измерительный блок, в которых скорость вращения крыльчатки пропорциональна расходу контролируемой среды (1).

Однако эти расходомеры имеют сложную конструкцию и. узкий диапазон измерения расхода, ограниченный конеч15 ным значением статического момента в опорах крыльчатки и недостатОчной глубиной модуляции выходного сигнала при малых скоростях вращения крыль20 чатки ° .

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является пьезоэлектрический расходомер, содержащий коРпус, крыльчатку, установленную в опорах втулки корпуса, пьезоэлектрический преобразователь и измерительный блок (2).

Однако этот .Расходомер из-за слож-. ности исполнения в сочетании с использованием индуктивных преобраэо- 30

1 вателей и усилительных устройств с большим входным сопротивлением обладает невысокой точностью и ограниченным диапазоном измерений, особенно в области малых расходов.

Цель изобретения — повышение точности и Расширение диапазона измеРений, Указанная цель достигается тем, что в расходомере одна из опор крыльчатки выполнена в виде акустического концентратора, входное сечение которого жестко соединено с пьезо.электрическим преобразователем, выполненным в виде пьезотрансформатора„подключенного к возбуждающему генератору, а выходное сечение акустического концентратора сочленено с осью крыльчатки, при этом одна из лопастей крыльчатки снабжена дебалансирующей ее массой.

На чертеже изображена структурная схема пьезоэлектрического расходомера.

Расходомер содержит корпус 1 сочленяемый с контролируемой расходомерной магистралью, установленную внутри корпуса крыльчатку 2, ось которой шарнирно закреплена в опоре

3 и жестко соединена с выходным се847045

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5464/62

Тираж 702 Подписное чением акустического концентратора

4, установленного в пустотелой .и герметичной опоре 5.Входное сечение акустического концентратора 4 сочленено с пьезотрансформатором б под1 ключенным к возбуждающему генератору 7 и измерительному блоку 8 через герметизированные вводы 9. Опоры

3 и 5 закреплены в корпусе 1 с помощью пустотелых ребер 10, а одна из лопастей крыльчатки снабжена добавочной без изменения геометрии лопасти массой 11 дебалансирующей крыльчатку 2.

Пьезоэлектрический расходомер работает следующим образом.

Пьеэотрансформатор б возбуждается от генератора 7 на резонансной частоте ° При поступлении жидкости в расходомерную магистраль корпуса 1 крыльчатка 2 вращается со скоростью, пропорцибнальной измеряемому расходу жидкости. При вращении крыльчатки создается сжимающее усилие на концентратор 4. Дебалансирующая масса 11 создает дебаланс крыльчатки,, который создает на опоры 3 и 5 дополнительное усилие,,направленное перпендикулярно осям, в результате чего в концентраторе 4, являющемся также опорой, возникает дополнительное изгибающее его механическое напряжение, пропорциональное измеряемому расходу.

Механическое напряжение от действия сжимающего и изгибающего усилий приводит к изменению скорости звука в акустическом концентраторе

4, к нарушению резонансных свойств колебательной системы концентратор

4 — пьеэотрансформатор б и,соответственно, к изменению выходйого напряжения пьеэотрансформатора б, фиксируемому измерительным блоком 8.

Ребра 10 сообщают жесткость всей конструкции.

Таким образом, в предлагаемом пьезоэлектрическом расходомере осуществляется непрерывное измерение расхода, что приводит к повышению точности особенно при малых расходах

Кроме того, пьезопреобразователь возбуждается от генератора 7 и, следовательно, работает в динамическом режиме, что делает его независимым от частоты измеряемого усилия и, следовательно, от величины измеряемого расхода. Это дает возможность расширить диапазон измерения. При этом значительно упрощается измерительная схема.

Пьезоэлектрический расходомер, содержащий корпус, крыльчатку, уста2О новленную в опорах внутри корпуса, пьезоэлектрический преобразователь и измерительный блок,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точно- сти и расширения диапазона измерений, в нем одна из опор крыльчатки выполнена в виде акустического концентратора, входное сечение которого жестко соединено с пьезоэлектрическим преобразователем, выполненным в виде, пьезотрансформатора, подключенного

ЗО к возбуждающему генератору, а выходное сечение акустического концентратора сочленено с осью крыльчатки, при этом одна из лопастей крыльчатки снабжена дебалансирующей ее массой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и

40 счетчики количества. Л., Машиностроение, 1975, с. 349, 352-353.

2. Авторское свидетельство СССР

9 550033113322,, кклл, G 01 Г 1/10, 1976.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4