Вихревой расходомер

Вихревой расходомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 300,79 (21) 2835491/18-10 (51) М

G F 1/66 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121 (088, 8) Опубликовано 150781 Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания 150 181

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

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

Изобретение относится к измери- С

1 тельной технике и может найти приме1нение при разработке расходомеров, предназначенных для измерения расхода агрессивных взрывоопасных и других сред.

Известны вихревые расходомеры, содержащие трубопровод, тело обтекания, размещенное в контролируемом потоке и контрольHO-измерительный механизм, связанный с телом обтекания (1), Однако .эти расходомеры обладают невысокой, эксплуатационной надежностью вследствие наличия механических перемещающихся тел, движение ко» торых зависит от различных внешних условий.

Наиболее близким к изобретению .l по своей технической сущности является вихревой расходомер, содержащий трубопровод, размещенное в трубопроводе тело обтекания, выполненное в виде трехгранной призмы, преобразователи сигналов и измерительный блок (2), Однако sTQT расходомер вследствие того, что он создает электрическое напряжение внутри потока, имеет ограниченный диапазон применения, особенно при контроле расхода агрессивных и взрывоопасных сред.

Цель изббретения вЂ, расширение области использования расходомера.

Указанная цель достигается тем, что в расходомер введены ультразвуковой волновод и генератор, трехграннаЯ призма жестко закреплена в узле колебаний ультразвукового волновода, который в двух других узлах колебаний закреплен в стенке трубопровода в направлении,.перпендикулярном потоку, при этом торцы волновода жестко связаны с преобразо.15 вателями сигналов, один из которых . выполнен в виде излучающего пьезоэлемента, подключенного к генератору, а другой - в виде приемного пьезоэле мента, соединенного с измерительным

20> блоком.

На чертеже изображена структурная схема вихревого расходомера.

Расходомер содержит трубопровод 1, в стенке которого закреплен перпендикулярно контролируемому потоку ультразвуковой волновод 2, с торцами которого сочленены излучающий пьезоэлемент 3; соединенный с генератором 4 и приемный пьезоэлемент 5, ЗО соединенный с измерительным блоком 6.

847046

В узле 7 колебаний волновода 2 жестко закреплена трехгранная призма 8, а волновод закреплен в трубопроводе

1, в узлах 9 и 10 колебаний.

Пьезоэлементы 3 и 5 закрыты защитными кожухами ll с разъемами 12 для соединения с генератором 4 и из5 мерительным блоком 6. При этом присоединение систем электрбдов пьезоэлементов к генератору электрических колебаний и измерительному .блоку осу- 1О ществляется через разъемы 12.

Вихревой расходомер работает следующим образом, Излучающий пьезоэлемент 3 возбуждается от генератора 4 и обеспечивает поток ультразвуковой энергии через волновод 2 к приемному пьезоэлементу 5. Возникновение расхода и его изменение во времени приводит к образованию вихрей на противоположных гранях трехгранной призмы 8, Обра- 20 зование вихрей сопровождается возникновением знакопеременных перепадов давления у противоположных граней призмы 8, так как вихри образуются поочередно то у одной, то у 25 другой грани с частотой отрыва от тела призмы, пропорциональной величине расхода. Жесткое соединение призмы 8 с волноводом 2 в узле 7 обеспечивает передачу воздействий 30 от знакопеременных давлений на призму в знакопеременный крутящий момент „приложенный к волноводу 2, закрепленному в узлах 9 и 10, действующий в плОскости узла колебательной скорости с частотой, пропорциональной величине расхода, Таким образом, пульсации механических напряжений, локализованных в центральной части волновода. и обусловленных приложенным знакопеременным крутящим моментом, приводят к модуляции потока ультразвуковой энергии между излучающим 3 и приемным 5 пьезоэлементами, что в свою очередь, приводит к модуляции электрического сигнала, снимаемого с электродов приемного пьезоэлемента 4 и фиксируемого измерительным -блоком 6. При изменении входного воздействия (расхода) изменяется частота вихреобразования 50 и, следовательно, часто r a модуляции механического состояния волновода 7, 1

Это, в, свою очередь, приводит к изменению частоты модуляции сигнала с приемного пьезоэлемента 5, по которому судят об измеряемом расходе.

Таким Образом, в предлагаемом вихревом расходомере в потоке не содержатся элементы электрической це" пи. В потоке находятся призма и волновод, выполненные из нержавеющей стали, Это пОзволяет расширить область применения расходомера, применять его для контроля взрывоопасных, агрессивных сред, а также значительно повысить надежность расходомера.

Отсутствие изоляционных, специальных защитных устройств для защиты токопроводящих элементов значительно упрощает конструкцию расходомера и требования к ней, Формула изобретения

Вихревой расходомер, содержащий трубопровод, размещенное в трубопроводе тело обтекания, выполненное в виде трехгранной призмы, преобразователи сигналов и измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования., в него введены ультразвуковой волновод и генератор, трехгранная призма жестко закреплена в узле колебаний ультразвукового волновода, который в двух других узлах колеба ний закреплен в стенке трубопровода в направлении, перпендикулярном потоку, при этом торцы волновода жестко связаны с преобразователями сигналов, один из которых выполнен в виде излучающего пьезоэлемента, подключенного к генератору, другой — в виде приемного пьезоэлемента, соединенно-. го с .измерительным блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 387216, кл.G 01 F 1/00, 1972.

2. Экспресс-информация. Приборы, средства автоматизации и системы управления, ГС-6, Приборы для измерения температуры и расхода в технологических процессах. N., 1979., вып, 4, с, 11-13 °

847046

Составитель И. Засядников

Техред Н. Келушак, Корректор С. Шекмар

Редактор Т, Парфенова

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 ., Заказ 5464/62

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная; 4