HU215143B

HU215143B - Eljárás és berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére

Info

Publication number: HU215143B
Application number: HU9302236A
Authority: HU
Inventors: József Alesz; Imre Busznyák; István Glódi; András Kiss; Józsefné Kukta; Béla Nagy; Péter Salamon; Elemér Szentpétery; Zoltán Tóth; Tamás Ujhelyi
Original assignee: MMG Automatika Művek Rt.
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1998-12-28
Also published as: HU9302236D0; EP0714503A1; WO1995004259A1; AU7466894A; US5700957A; HUT66622A

Description

ríodikus Coriolis-erők állal létrehozott elmozdulásokat a legalább egy csőhöz, annak beömlési és kiömlési keresztmetszetei közötti szakaszán hozzáerősített mechanizmus tehetetlenségi nyomatékával ellensúlyozzuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a mechanizmusban a rezgetés és az ellensúlyozás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk elő, vagy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat a legalább két csövet mechanikailag összekapcsoló szerkezetid gátoljuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a szerkezetben a gátlás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk elő,

A találmány másrészt berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeivel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább egy rezgő csöve (8), a legalább egy csövei (8) annak rögzített végei közötti gető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, és az jellemzi, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat ellensúlyozó mechanizmussal (90) van ellátva, amely mechanizmus (90) a legalább egy csőhöz (8) annak olyan keresztmetszeténél (10) van hozzáerősítve, ahol a rezgés amplitúdójának a cső (8) hossztengelye mentén lokális maximuma van, és amely mechanizmusnak (90) piezoelektromos kristályos (13, 14) mechanikai feszültségérzékelő egységet közrefogó két része (15, 16) van.

Ugyancsak tárgya a találmánynak a fenti olyan berendezés, amelynek legalább két rezgő csöve (22, 24; 23, 25) és a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete (32; 35) van, amely gáiló szerkezet (32; 35) a csövekéi (22, 24; 23, 25) olyan keresztmetszetüknél köti össze, ahol a rezgés amplitúdójának a cső (22, 24; 23, 25) hossztengelye mentén lokális maximuma van, és a keresztmetszeten átáramló áramlás iránya és/vagy nagysága egymástól különböző, és amely gátló szerkezetnek (32; 35) egyik végükkel a keresztmetszetekhez erősített merev rúdjai vannak, amely rudak másik végei között előfeszített piezoelektromos kristályos mechanikai feszültségei érzékelő érzékelőszerv (37; 36) van közrefogva. Egy másik kialakítás szerint a berendezésnek a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete van, amely gátló szerkezet a csöveket lényegében heíybenmaradó keresztmetszetüknél egymáshoz mereven csatlakoztató összekötő elemeket és eme összekötő elesnek között merev kapcsolatot biztosító kapcsolószerkezetet tartalmaz, amely kapcsolószerkezei mechanikai feszültséget mérő, piezoelektromos kristályos éizékelőszerwel van ellátva.

A találmány eljárás és berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére.

Ismeretesek olyan tömegáramlás-mérők, amelyekben rögzített beömlési és kiömlési keresztmetszetek között rugalmas áramlási csövek vannak. A rögzített keresztmetszetek közötti csőszakaszokat rezgetőszervvel rezgetik, miközben a mérendő közeg a csöveken átáramlik A rezgetés és az áramlás folytán a csövek falára Corioíis-erő hat. A Coriolis-erő mérésével a rezgő csövekben haladó közeg tömegáramára lehet következ35 tetni.

A leggyakrabban alkalmazott mérési módszer lényege, hogy ezen Coriolis-erők hatására megváltozik a rezgő csövek mozgásállapota ahhoz képest, hogy például a közeg eltérő sebességgel áramlik, vagy nem áramlik. A mozgásállapoi ilyen megváltozása abban jelentkezik, hogy a rezgő cső bizonyos pontjainak mozgását leíró periodikus időfüggvények egymáshoz képest fázistolást szenvednek. Ezért a rezgő csövek alkalmasan választott két helyén mozgásérzékelők vannak elhelyezve, amelyek a csövek ezen két helyének rezgőmozgására jellemző alábbi periodikus SÍ és S2 villamos jeleket szolgáltatnak:

Si=fí’[Al.sin(ro.t)] (I)

S2==£2.[A2.sin(0).U<I>)] (2) ahol SÍ, S2 a mozgásérzékelők villamos jelei

Al, A2 a rezgés amíitúdója az érzékelés helyén ω a rezgés körfrekvenciája t idő

Φ fáziskülönbség fi, 112 a mozgásérzékelőkre jellemző átalakítási függvény.

A gyakorlatban a mozgásérzékelők vagy optikai elmozdulás-érzékelők, vagy elektromágneses sebességérzékelők, vagy piezoelektromos gyorsulásérzékelők. Az fi, 12 átalakítási függvények ezen esetek mindegyikében olyan jellegűek, hogy SÍ, S2 villamos jelek szintén periodikus függvények lesznek. A tömegáramra vonatkozó hasznos információ e két SÍ, S2 villamos jel egymáshoz képesti Φ fáziskülönbsége. A Φ fáziskülönbség megváltozása kis szögek esetén jó közelítéssel arányos a tömegárain megváltozásával:

Q=K.0> (3) ahol Q a tömegáram [kg/s]

K arányossági tényező [kg/s.radl

Φ fáziskülönbség [rád].

Sokféle rezgő rendszerű tömegáramlás-mérő ismeretes, amelyek különböző alakú áramlási csövet tartalmaznak, és a fent ismertetett elvek alapján épülnek fel. Ilyen eszközöket ismertetnek például az US 4491 025, US 4 559 833, US 4 655 089 és US 4 733 569 szabadalmi leírások, a HU 198 566 szabadalmi leírás és az EPA i 0 210 308 szabadalmi leírás.

A felsorolt szabadalmi leírásokban ismerteteti elven működő tömegáramlás-mérők legfőbb elvi előnye, hogy a fent említett Coriolis-erő közvetlenül a tömegáram függvénye, lényegében függetlenül attól, hogy a tömegáramot milyen konzisztenciájú (viszkozitású, hal2

HU 215 143 A mazállapotú) anyag hozza léire. Az ismert megoldások közös tulajdonsága, hogy a gerjesztett periodikus rugalmas deformáció (rezgés) hatására keletkező, a cső mentén megosztó Coriolis-erőhatás szintén periodikus rugalmas deformációt hoz létre, amely deformáció szuperponáíódik a gerjesztett deformációra. A Corioíisdeformáció és a gerjesztett deformáció különböző módusú és fázisú, ezért e szuperpozíció eredményezi lényegében a mérés hasznos jelét, azaz a eső alkalmasan kiválasztott két pontján érzékelhető periodikus mozgások egymáshoz viszonyított fáziskülönbségét.

A fenti működés azonban az alábbi problémákat veti fel: A Coriolis-erők által létrehozott, a gerjesztett rezgésre szuperponálódó rezgés amplitúdója, azaz lényegében a hasznos jel a Coriolis-erők nagyságán kívül a rezgő cső merevségétől, tömegétől és a gerjesztett rezgés frekvenciájától is függ. E függések gyakorlatilag a működési frekvenciát és a cső merevségét felülről korlátozzák a megfelelő hasznos jel elérése érdekében. E korlátozások eredményeként viszonylag laza, tehát hosszú és vékony rezgő csöveket kell alkalmazni. A gyakorlat szempontjából ez azért hátrányos, mert egyrészt a zavarérzékenység csökkentésének leghatékonyabb módja a működési frekvencia növelése, másrészt az átfolyási veszteségeket is úgy lehet csökkenteni, hogy a rezgő csövet rövidítik, azaz merevségét növelik.

A fent említett konstrukciós korlátozáson túlmenően a rezgő tömegek és a merevség befolyásának eredményeként a készülék műszerállandója, azaz a (3) egyenletben szereplő K arányossági tényező sűrűség- és hőmérsékletfüggő lesz. Ezeket a járulékos hatásokat bizonyos pontossági igények felett folyamatosan kompenzálni kell. A kompenzáció hibája széles hőmérséklet- és sűrűségtartomány esetén nagyon megnő, illetve a pontos kompenzáció a mérőkört költségessé teszi, megb ízhatóságát c sokkén ti.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy létrehozható olyan Coriolis-erőhatáson alapuló áramlásmérő, amelynél nem a Coriolis-erők áítaí járulékosan okozott elmozdulást, hanem közvetlenül az általuk okozott erőhatást mérjük. A találmány szerinti megoldásban a gerjesztett rezgés hatására létrejövő Coriolis-erőhatásnak lényegében nem keli elmozdulást létrehoznia, mert a rezgő csövekre szerelt érzékelőszervek közvetlenül a Coriolis-erők által keltett mechanikai feszültségeket érzékelik, illetve a csöveket lényegében mereven összekötő szerkezetek olyan kialakításúak, hogy' mechanikai feszültségre közvetlenül érzékeny érzékelőt vagy érzékelőket tartalmaznak. Ezen érzékelők részben a gerjesztett rezgés nagyságával arányos mechanikai feszültségekkel, részben pedig a Coriolis-erők által létrehozott mechanikai feszültségekkel arányos jelet szolgáltatnak.

Akár az érzékelők villamos jeleinek, akár maguknak a mechanikai feszültségeknek megfelelő szuperpozíciójával szintén létrehozható az (1) és (2) egyenleteknek megfelelő, két, egymáshoz képest fázisban eltolt periodikus jel. Ez esetben azonban a fáziskülönbség és a tömegáram közötti arányossági tényezők közül kiiktatódnak a fent említett járulékos problémákat és konstrukciós korlátokat okozó tényezők, amelyek a Corioliserők által létrehozott mozgás érzékelése esetén merülnek fel. A találmány szerinti közvetlen Coriolis-erőmérés további előnye, hogy az érzékelők jeléből viszonylag egyszerű módszerrel különválasztható a gerjesztett rezgés hatására létrejövő összetevő a tőmegáramlás, azaz a Coriolis-erő hatására létrejövő összetevőktől. Ezek hányadosa ugyanis a tömegárammal lineáris kapcsolatban van, függetlenül az arány értékétől. A mozgások érzékelése esetén létrejövő fáziskülönbség viszont amint az a mozgásegyenletekből levezethető - e két összetevő arányának arcus tangensével arányos. Ebből következik, hogy csak igen kis fáziskülönbségeknél kapunk lineáris összefüggést a fáziskülönbség és a tömegáram között.

A találmány tehát egyrészt eljárás áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek során az áramló közeggel arányos közegáramot vezetünk át legalább egy rugalmas csövön, a legalább egy csövet annak beömlési és kiömlési keresztmetszetei közötti szakaszán hossztengelyéhez képest keresztirányban megrezgetjük, és az ébredő Coriolis-erőket érzékelve, a tömegárammal arányos jelet állítunk elő. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat a legalább egy esőhöz, annak beömlési és kiömlési keresztmetszetei közötti szakaszán hozzáerősített mechanizmus tehetetlenségi nyomatékával ellensúlyozzuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a mechanizmusban a rezgetés és az ellensúlyozás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk elő.

Ugyancsak tárgya a találmánynak az olyan eljárás áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek során az áramló közeggel arányos közegáramot vezetünk át legalább két rugalmas csövön, a legalább két csövet azok beömlési és kiömlési keresztmetszetei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban megrezgetjük, és az ébredő Coriolis-erőket érzékelve, a tömegárammal arányos jelet állítunk elő, és az jellemzi, hogy a periodikus Coriolis-erők áítal létrehozott elmozdulásokat a csöveket mechanikailag összekapcsoló szerkezettel gátoljuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a szerkezetben a gátlás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk eiő. Előnyösen az elmozdulások gátlását a csövek lényegében helybenmaradó keresztmetszeteinél foganatosítjuk.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módját az jellemzi, hogy az elmozdulások ellensúlyozását, illetve gátlását a legalább egy cső olyan keresztmetszeténél foganatosítjuk, ahol a rezgés amplitúdójának a cső hossztengelye mentén lokális maximuma van.

A találmány szerint meghatározhatjuk a tömegáram értékét a inért mechanikai feszültségek alapján előállított villamos jelek közötti fáziskülönbségből, avagy hányadosképzés útján, amely hányados számlálójában a mechanikai feszültségek mérésekor két elektródán egy harmadik elektródához képest mért feszültségek különbsége, nevezőjében pedig a mért feszültségek összege szerepel.

HU 215 143 A

A találmány másrész! berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeivel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább egy rezgő csöve, a legalább egy csövet annak rögzített végei közötti szakaszán hossztengelyéhez képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hálását érzékelő szerve van. A találmány szerinti berendezést az jellemzi, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat ellensúlyozó mechanizmussal van ellátva, amely mechanizmus a legalább egy csőhöz annak olyan keresztmetszeténél van hozzáerősítve, ahol a rezgés amplitúdójának a cső hossztengelye mentén lokális maximuma van, és amely mechanizmusnak piezoelektromos kristályos, mechanikai feszültségérzékelő egységet közrefogó két része van. Előnyös az olyan kialakítás, ahol a mechanizmus két része között két piezoelektromos kristályból álló, mechanikailag előfeszített feszültségérzékeíő egység van, mindkét piezoelektromos kristály pozitív fegyverzete elválasztó vonalak mentén két részre van osztva, amely elválasztó vonalak egybeesnek, és párhuzamosak az ébredő Coriolis-erők által keltett nyomaték tengelyével, a két piezoelektromos kristály egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely osztott fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát és második elektródát képeznek, és a két piezoelektromos kristály negatív fegyverzetei a földelt harmadik elektródát képező foglalathoz vannak csatlakoztatva.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a mechanizmusnak a csővel áteílenben lévő része tehetetlenségi nyomatéket növelő ellensúllyal van ellátva.

A találmány tárgya továbbá egy olyan berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeikkel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább két rezgő csöve, a legalább két csövet azok rögzített végei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, és az jellemzi, hogy a periodikus Corioliserők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete van, amely gátló szerkezet a csöveket olyan keresztmetszetüknél köti össze, ahol a rezgés amplitúdójának a cső hossztengelye mentén lokális maximuma van, és a keresztmetszeten átáramló áramlás iránya és/vagy nagysága egymástól különböző, és amely gátló szerkezetnek egyik végükkel a keresztmetszetekhez erősített merev rúdjai vannak, amely rudak másik végei között előfeszített piezoelektromos kristályos, mechanikai feszültséget érzékelő érzékelőszerv van közrefogva. Előnyösen az érzékelőszerv két piezoelektromos kristályból áll, mindkét piezoelektromos kristály pozitív fegyverzete elválasztó vonalak mentén két részre van osztva, amely elválasztó vonalak egybeesnek és párhuzamosak a keresztmetszeteket összekötő egyenes vonallal, a két piezoelektromos kristály egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely osztott fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát és második elektródát képeznek, és a két piezoelektromos kristály negatív fegyverzetei a földeit harmadik elektródát képező foglalathoz vannak csatlakoztatva.

További tárgya a találmánynak egy olyan berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeikkel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább két rezgő csöve, a legalább két csövet azok rögzített végei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, és az jellemzi, hogy a periodikus Corioliserők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete van, amely gátló szerkezet a csöveket lényegében helybenmaradó keresztmetszetüknél egymáshoz mereven csatlakoztató összekötő elemeket és eme összekötő elemek között merev kapcsolatot biztosító kapcsolószerkezetet tartalmaz, amely kapcsolószerkezet mechanikai feszültséget mérő, piezoelektromos kristályos érzékelőszerwel van ellátva. Előnyösen az érzékelőszerv a kapcsolószerkezetbe beiktatott két piezoelektromos kristályból áll, mindkét piezoelektromos kristály pozitív fegyverzete elválasztó vonalak menten két részre van osztva, amely elválasztó vonalak egybeesnek és párhuzamosak az ébredő Coriolis-erők által az osztott fegyverzetek középpontjára kifejtett nyomaték tengelyével, a két piezoelektromos kristály egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely osztott fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát és második elektródát képeznek, és a két piezoelektromos kristály negatív fegyverzetei a földelt harmadik elektródát képező foglalathoz vannak csatlakoztatva. Egy másik előnyös kiviteli alakban a kapcsolószeikezetet kapesolólemez képezi, az összekötő elemek két részből vannak kialakítva, és az érzékelőszerv a kapcsolólemez és az összekötő elemek közé beiktatott egy-egy piezoelektromos kristálypárból áll.

A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az

Lábra rezgő cső egy szakaszát szemléltető perspektivikus rajz a csőben haladó közegáram folytán föllépő Corioíis-erővel, a

2. ábra a Coriolis-erők eloszlását mutatja a rezgő cső egy szakaszán, a

3. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjának egyszerűsített nézeti rajza, a

4. ábra a 3. ábrán szemléltetett kiviteli alak feíüínézete, az

5. ábra a 4. ábra A-A vonala mentén vett metszeti rajz, a

6. ábra a találmány szerinti berendezés érzékelőszerve által előállított jelek idődiagramja, a

7. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakjának vázlatos axonometrikus rajza, a

HU 2

8. ábra	a 7. ábra szerinti kiviteli alak érzékelőszervének nézeti rajza, a
9. ábra	a 8. ábra B-B vonala mentén vett metszeti rajz, a
10. ábra	a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakjának vázlatos axonometrikus rajza, a
1 i. ábra	a 10. ábra szerinti kiviteli alak érzéke lőszervének felülnézetí rajza, a
12. ábra	a 11. ábra C-C vonala menten vett metszeti rajz, a
13. ábra	a 12. ábra D-D vonala mentén vett metszeti rajz, a
14. ábra	a 10. ábra szerinti kiviteli alak egy másik lehetséges érzékelőszervének felülnézeti rajza, és a
15. ábra	a 14. ábra E-E vonala mentén vett metszeti rajz.

A rajzokon azonos hivaíkozási jelek azonos, vagy azonos funkciójú elemeket jelölnek.

Az 1. ábrán rezgő 1 cső egy darabját láthatjuk. A rezgés során az 1 cső keresztmetszetei 2 középpontú ívelt pályán rezegnek, például az 1A keresztmetszet 2A ívelt pályán, ezért ezekhez a keresztmetszetekhez ω szögsebesség tartozik. Az m tömegrész v sebességű áramlása és az ω szögsebesség eredményeként a rezgő áramlási 1 cső mentén megosztó Fc Coriolis-erő jelentkezik, amely erőhatás! az áramló közeg fejti ki az 1 cső belső falára. Az említeti fizikai mennyiségek között az alábbi ismert összefüggés van:

Fc=2.m.m^xv (4) ahol az x jelzés az ω és a v vektorok vektoriális szorzatát jelöli.

A 2. ábra a rezgő 1 cső egy szakaszát mutatja, ahol az 1 cső középső és két 3 és 4 szélső helyzetében látható. A rezgési kép olyan, hogy az 1 cső hossztengelye menti amplítúdóeloszlásnak 5 keresztmetszetnél van maximuma. Az 1 csőben v sebességgel közeg áramlik. A Coriolis-erőknek az 1 cső hossztengelye menti eloszlását 6 és 7 görbe mutatja. Kimutatható, hogy a Coriolis-erők eloszlását leíró függvénynek nullaátmenete van az 5 keresztmetszetnél, ahol a kitérés maximális. Ekként a Coriolis-erők az 1 cső 5 keresztmetszetére forgatónyomatékot fejtenek ki. Kimutatható, hogy ez a nulla átmenet a rezgő 1 cső bármely alakja mellett mindenkor ott lep fel, ahol a rezgésnek lokális maximuma van.

A 3---5. ábrák a Coriolis-erők által kifejteti nyomaték közvetlen érzékelésének egy lehetséges megvalósítását mutatják. Ha a 8 csövet a hossztengelyére merőleges 9 irányban rezgetjük, a hossztengely menti amplítúdóeloszlásnak 10 keresztmetszetnél van maximuma. A 8 csőhöz a 10 keresztmetszet közelében 11 merev rögzítéssel van hozzáerősítve egy 90 mechanizmus, amely a periodikus Coriolis-erők által létrehozóit, 9A nyílnak megfelelő elmozdulásokat ellensúlyozza. A 90 mechanizmusban van elhelyezve egy' mechanikai feszültségeket érzékelő egység. A 90 mechanizmus úgy van kialakítva, hogy tehetetlenségi nyomatéba a rezgés 9 irányára merőleges 12 tengelyre viszonylag nagy. így

A 2 a Coriolis-erők által a 10 keresztmetszetnél létrehozott nyomatéket dinamikusan egyensúlyozza a tehetetlenségi nyomaték. Ez! a kiegyensúlyozó nyomatéket közvetlenül érzékeli a 90 mechanizmusba beépített piezoelektromos nyomatékérzékelő szerv. A nyomatékérzékelő szerv 13 és 14 piezoelektromos kristályai úgy' vannak kialakítva, hogy azok pozitív fegyverzetei két egyenlő részre vannak osztva egy olyan vonal mentén, amely a 12 tengellyel párhuzamos. A 13 és 14 piezoelektromos kristály osztott pozitív fegyverzetei egymással szemben fekszenek olyan módon, hogy az elválasztó vonalak egybeesnek, és párhuzamosak a mérendő nyomaték tengelyével. Az egymással érintkező osztott pozitív fegyverzetek az áramkör restjétől szigetelve vannak, és az érzékelőszerv X és Y elektródáit képezik, míg a negatív fegyverzetek galvanikusan egymáshoz vannak csatlakoztatva az érzékelőszerv fém házán kérésziül, amely a harmadik földelt Z elektródát képezi. A 13 és 14 piezo elektromos kristályok mechanikusan elő vannak feszítve a 90 mechanizmus 15 és ló részei között, amely utóbbiakat 17 és 18 csapok szorítják össze, amint az a

3. és 4. ábrán látható.

Az említett tehetetlenségi nyomatékor a 90 mechanizmus 15 részének olyan kialakítása biztosítja, hogy egy 19 ellensúly 20 rúddal viszonylag távol van elhelyezve a 12 tengelytől. A tehetetlenségi nyomaték nagysága a 19 ellensúly tömegének és a 20 rúd hosszának megválasztásával állítható be. Ha a 8 csőben nem áramlik közeg, a 10 keresztmetszet egyenes vonalú pályán mozog, amely a 90 mechanizmus 21 tengelyével esik egybe. A 19 ellensúly által előidézett tömegerő a 21 tengely menti rezgés folytán a 21 tengely irányában hat, és a nyomatékérzékelő 13 és 14 piezoelektromos kristályokat egyforma mértékben terheli, ásni az X és Y elektródokon azonos fázisú jelet eredményez. Ez a jel a 10 keresztmetszetnél lévő gyorsulással arányos. Ezzel szemben áramlás esetén a Coriolis-erők által a 9A nyílnak megfelelően kelteit nyomaték a 13 és 14 piezoelektromos kristályokban ellentétes fázisú jeleket eredményez az X és Y elektródákon.

A 6. ábra mutatja a fenti X és Y elektródákon a földelt Z elektródához képest fellépő rövidzárási áramok (töltéserősítők kimenő jele) idődiagramját. Az ábrázolt relatív fázishelyzet egy további feltétele, hogy a 8 csőnek és a hozzáerősített érzékelőszervnek a 12 tengelyre vonatkozó torziós rugalmassága által meghatározott rezonanciafrekvencia és az ugyanerre a tengelyre vonatkoztatott teheteílenségi nyomaték rezonanciafrekvenciája annyira eltérjen a 8 cső rezgési frekvenciájától, hogy az eltérés legalább kétszeres legyen. Az azonos fázisú Xc és Yc jelek maximális értékei, amelyek mint fentebb említettük, egybeesnek, folytonos vonallal vannak ábrázolva, és Ac amplitúdójuk a szaggatott vonallal jelzett, Ad amplitúdójú ellenfázísú Xd, Yd jelek nulla átmenetével esik egybe. Ez annak következtében van így, hogy az azonos fázisú nyomaték a rezgés gyorsulásával, míg az ellenfázisú Coriolis-nyomaték a rezgés sebességével van fázisban. Ennek következtében, valamint a trigonometrikus függvények összegzésének szabályai szerint, a pontvonalíal jelölt eredő Xe és Ye

HU 215 143 A jelek és ezen jelek Φ fáziskülönbsége a következőképpen fejezhető ki:

Xe=Xc-t-Xd (5)

YeYc~Yd (6) <t>=arctg (Ad/Ac) (7) ahol Ad az ellenfázisú jel amplitúdója, Ac pedig az azonos fázisú jel amplitúdója.

Ha a Φ fáziskülönbség nem túl nagy, a lineáris (3) összefüggés alkalmazható a tömegáram számítására, mivel - az arcig operanduszában lévő hányados miatt a rezgés amplitúdója és a piezoelektromos érzékelőszerv állandója nem befolyásolja az értéket. Ha a Φ fáziskülönbség értéke a 3°-ot meghaladja, célszerűbb önmagában ismert elektronikus áramkörrel elválasztani az ellenfázisú jelet az azonos fázisú jeltől, és közvetlenül meghatározni a hányadost.

A 7. ábra a találmány szerint berendezés egy előnyös kiviteli alakját mutatja. A snérendő közegáram párhuzamosan kapcsolt négy rezgő 22, 23, 24 és 25 csövön halad át. Az áramlást 26 és 27 áramíásíerelők irányítják. A 26 áramlásterelő a 28 bemeneti áramlást két részre osztja, az egyik rész a 22 csőbe, a másik rész a 23 csőbe jut, valamint a 24 és 25 csövekből érkező áramlást 29 kimeneti áramlássá egyesíti. A 27 áramlásterelő a 22 csövön érkező áramlást a 24 csőbe továbbítja, a 23 csövön érkezőt pedig a 25 csőbe. A 26 áramiá sterelő képezi a berendezés alaplapját, amely tartalmazza a tőmegárammérő berendezés bemenő és kimenő csatlakozásait is. A 27 áramlásterelő mechanikailag csak a 22, 23, 24 és 25 csövekhez van csatlakoztatva. A 22 és 24 csövek azok középső szakaszán lévő 30 és keresztmetszetei egymáshoz a Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló merev 32 szerkezettel vannak kapcsolva. Hasonlóképpen a 23 és 25 csövek megfelelő 33 és 34 keresztmetszetei egymáshoz ugyanilyen merev 35 szerkezettel kapcsolódnak. A 32 és 35 szerkezetben 37, illetve 36 érzékelőszervek vannak elhelyezve, a bennük fellépő csavarónyomaték érzékelésére.

A 22 és 23, illetőleg a 24 és 25 csövek önmagában ismert 38, illetve 39 rezgetőszervvel rezonanciafrekvencián vannak rezgetve. A 38 és 39 rezgetőszervek például elektromágneses felépítésűek lehetnek. A rezgés során az elmozdulásnak a csövek tengelye mentén a 30, 31, 33 és 34 keresztmetszeteknél van maximum értéke. A rezgetés iránya a 32 és 35 szerkezet tengelyére merőleges. A 22 és 24 csövek, valamint a 23 és 25 csövek egymással fázisban rezegnek, azonban a 22 és 23, valamint a 24 és 25 csövek rezgése ellenfázisú. így a és 35 szerkezetek párhuzamosan, de ellenfázisban mozognak a rezgés során.

Figyelembe véve az áramlás irányát és a rezgési alakzatot, a Coriolis-erő csövek menti eloszlása meghatározható a (4) összefüggésből, figyelembe véve az 1, és

2. ábrát. Kvalitatív analízis alapján a következő megállapításokat tehetjük. A 30, 31 és 33, 34 keresztmetszetek a Coriolis-erők hatására egy tengely körül fordulnának el, amely egybeesik eme 30 és 31, illetve 33 és 34 keresztmetszeteket összekötő egyenes vonallal, azaz a 30 és 31 keresztmetszeteknél a 12 tengellyel, azonban ezt az elfordulást a merev 32 és 35 szerkezetek gátolják. Ezzel egyidejűleg a 32 és 35 szerkezetben elhelyezett 37 és 36 érzékelőszervek a Coriolis-erők által keltett nyomatékkai arányos jeleket adnak. A 32 és 35 szerkezeteknél nyert periodikus nyomatékjeíek elíenfázisban vannak.

A 32 és 35 szerkezeteknél nyert periodikus csavarónyomatékot leíró függvények szélső értékei egybeesnek azon függvények nullaátmeneteivel, amelyek a tehetetlen tömeget képviselő 38A és 39A testek gyorsítása következtében lépnek fel. Ez abból ered, hogy a kis csillapítású, azaz nagy jősági tényezőjű rezonanciafrekvencián történő rezgés folytán a periodikus mozgás és ezáltal az így előállított mechanikai feszültségek közel szinuszos lefutásnak, és ennek következtében az elmozdulás, a sebesség és a gyorsulás görbéi egymáshoz képest fázisban π/2 értékkel eltolódnak.

A 8. és 9. ábrák példaképpen a 32 szerkezet piezoelektromos 37 érzékelőszervvel ellátott kiviteli alakját mutatják. A 32 szerkezet 32A és 32B rudakból áll, amelyek egyik vége mereven csatlakoztatva van 22A, illetve 24A csőbilincshez, másik vége pedig egymáshoz csatlakozik 37A és 37B csapokkal, közrefogva és előfeszítve a 37 érzékeíőszervet alkotó 40 és 41 piezoelektromos kristályokat A 40 és 41 piezoelektromos kristályok fölött tehetetlen tömeget képviselő 42 ellensúly van elhelyezve, amely megfelel a 7, ábrán látható 38A testnek. Hasonlóan a 3-5. ábrákon szemléltetett kialakításhoz, a 40 és 41 piezoelektromos kristályok pozitív fegyverzetei két egyenlő részre vannak osztva. Az osztott pozitív fegyverzetek egymással szemben fekszenek olyan módon, hogy az elválasztó vonalak a mérendő nyomaték 12 tengelyébe esnek. Az osztott pozitív fegyverzetek a testtől szigetelve vannak, és a 37 érzékelőszerv X és Y elektródáit képezik. A negatív fegyverzetek galvanikusan egymáshoz vannak kapcsolva egy fémtartó útján, amely a harmadik földelt Z elektródát alkotja. A Coriolis-erővel arányos, a 32 szerkezetre ható csavarónyomaték hatására az X és Y elektródákon ellenfázisú jelek lépnek fel, míg a 32 szerkezet tengelyére merőleges síkban történő rezgetés miatt, a 42 ellensúly tehetetlensége folytán az X és Y elektródákon azonos fázisú jelek vannak.

A 9. ábra szerinti X és Y elektródákon a földeit Z elektródához képest fellépő jeleket a 6. ábra mutatja. Az áramlás nélküli esetben fellépő jelek folytonos vonallal vannak feltüntetve. Ebben az állapotban a 32 szerkezet transzlációs rezgése folytán fellépő gyorsulásból eredő jelek lépnek csak fel, ekkor az Xc és Yc jelek egybeesnek. Szaggatott vonal jelzi az Xd és Yd eíleníázisú jeleket, amelyek áramlás során lépnek fel, és amelyek a transzlációs rezgés folytán fellépő Xc=Yc jelhez képest π/2 értékkel el vannak tolva. Pontvonal mutatja az eredő Xe és Ye jeleket, amelyek áramlási esetben mérhetők. Ezek a jelek a folytonos és a szaggatott jelek összegzéséből adódnak. Az eredő Xe és Ye jelek közötti Φ fáziskülönbség megfelel a (7) összefüggésnek.

A 7. ábrán látható tehetetlen 38A és 39A testek alkalmazása, valamint az áramlási irányok és a rezgetés említett módja folytán az eíleníázisú jelek ellentétes fázisúak

HU 215 143 A lesznek, míg az azonos fázisú jelek azonos fázisúak lesznek a felső 32 és az alsó 35 szerkezetnél. Ennek megfelelően, ha az egyik szerkezet X elektródáján fellépő jelei hozzáadjuk a másik szerkezet Y elektródáján fellépő jelhez, a kapott eredő jel megfelel a 6. ábrán mutatottnak. Ezt következőképpen írhatjuk le egyenletekkel.

A 32 szerkezet elektródáin megjelenő jelek: Xle=Xlc+Xld (8)

Yle=Yic-Ύld (9)

A 35 szerkezei elektródáin megjelenő jelek:

X2c X2c X2d (10)

Y2e=Y2c+Y2d (11)

Az összegzés után kapott eredő jelek:

X X'ie Y2e X'ic · Y2c · X 1·.Ε Y2d (12)

Y X2e · Y1 e=X2c+Ylc+X2d+Yld (13)

Ebben az esetben az azonos fázisú és ellenfázisú jelek amplitúdóinak hányadosa, valamint az eredő jelek közötti Φ fáziskülönbség a két 22 és 24 csövön keresztülhaladó tömegárammal lesz arányos. Az időfüggvények itt is úgy alakulnak, mint a 6. ábrán.

A 7. ábrán mutatott esőelrendezésnél szintén alkalmazhatjuk a 3-5. ábrán mutatott érzékelő szerveket. Ebben az esetben a 36 és 37 érzékelőszerwel ellátott merev 32 és 35 szerkezetek helyett négy darab, a 3. ábra szerint kialakított érzékelőszerv van mereven csatlakoztatva a 22, 24, 23 és 25 csövekhez. A 22 és csövekhez rögzített érzékelőszervek felfelé, a 23 és csövekhez rögzítettek pedig lefelé helyezkednek el. A rezgeiés a 38 és 39 rezgetőszervekkel történik. A 22 és 25 csövekhez csatlakoztatott érzékelőszervek által előállított jelek megegyeznek, ezért azokat párhuzamosan lehet kötni, hasonlóképpen párhuzamosan köthetők a 23 és 24 csövekhez csatlakoztatott érzékelőszervek jelei is.

A 10. ábra a Coriolis-eiő közvetlen érzékelésének egy másik lehetséges módját mutatja. Hasonlóan a 7. ábrához, a mérendő közeg négy rezgő 43, 44, 45 és 46 csövön halad keresztül. Az áramlási irányokat 47, 48 és 49 áramlásterelők határozzák meg. A 47 áramlásterelő az 50 bemeneti áramlást két részre osztja, egyrészt a 43 csőbe, másrészt a 44 csőbe, továbbá egyesíti a 45 és 46 csöveken érkező áramlást 51 kimeneti áramlássá. A 48 áramlásterelő a 43 csövön haladó áramlást a csőbe továbbítja, a 49 áramlásterelő pedig a 44 cső áramlását a 46 csőbe irányítja.

A 43, 44, 45 és 46 csövek rezonanciafrekvenciájukon vannak rezgetve elektromágneses 52 és 53 rezgetőszervekkel, amelyek a 10. ábrán mutatott nyilaknak megfelelően, azonos fázisban vannak meghajtva. A rezgetés során maximális kitérés lép fel a középső 54, 55, 56 és 57 keresztmetszeteknél. A 43 és 45 csövek, valamint a 44 és 46 csövek egymással párhuzamos és azonos fázisban rezegnek, míg a 43, 44 és 45, csövek egymással ellentétes irányban és fázisban rezegnek.

A 47 áramlásterelő képezi a berendezés alaplapját, amely magába foglalja a bemeneti és kimeneti csatlakozásokat is. A 48 és 49 áramlásterelők a rezgő 43, 44, 45 és 46 csövekhez csatlakoznak, azonban egymáshoz is csatlakoztatva vannak érzékelőszervet tartalmazó kapcsolószerkezet útján. A 48, 49 áramlásterelők és a 92 kapcsolószerkezet a Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló 91 szerkezetet képeznek. Az érzékelőszen⁷ feladata, hogy érzékelje a 48 és 49 áramlásterelők között fellépő mechanikai húzó- és nyomófeszültségeket, valamint ugyanezen elemek között a rezgő csövek tengelyével párhuzamos tengely körüli csavaró elmozdulásokat, amelyeket az áramlás következtében a Corioíis-erők hoznak létre.

A 11-13. ábrák a 10. ábra szerinti 48 és 49 áramlásterelők, valamint a 92 kapesolószerkezet egy előnyös kiviteli alakját mutatják. 59 és 60 összekötő elemek kapcsolják egymáshoz a 44 és 46, illetve a 43 és 45 csöveket, amelyek egymáshoz 62, illetve 61 csőív útján csatlakoznak. Az 59 és 60 összekötő elemek 93 kapcsolószerkezettel vannak összekötve, amely 63 rudazatból és 64, 65 támaszíóelemekből áll, ez utóbbiak az 58 érzékelőszervet képező 66 és 67 piezoelektromos kristályokat szorítják egymáshoz. Az 59 és 60 összekötő elemek, valamint a 93 kapcsolószerkezet együtt a periodikus Corioíis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló 91 szerkezetet képezik. Hasonlóan a 3-5. ábrán szemléltetett kiviteli alakhoz, a 66 és 67 piezoelektromos kristályok pozitív fegyverzetei két részre vannak osztva, és ezek a megosztott fegyverzetek egymással szemben vannak elhelyezve. A megosztott pozitív fegyverzetek X és Y elektródákat képeznek, míg a negatív fegyverzetek a földeit Z elektródához vannak kapcsolva. A 2. ábra alapján belátható, hogy az áramlás esetén fellépő Coriolis-erők által okozott csavarónyomaték hatására az 59 és 60 összekötő elemek el szeretnének fordulni egy síkjukra merőleges tengely körül. Az ily módon fellépő mechanikai feszültségek hatására ellenfázisú jelek lépnek fel az X és Y elektródákon, míg a rezgés következtében fellépő mechanikai feszültségek a 66 és 67 piezoelektromos kristályban az X és Y elektródákon azonos fázisú jelet eredményeznek. Ezen utóbbi jelek amplitúdója és fázisa nemcsak a rezgő csövek mozgásától, hanem a meghaj tószerv által létrehozott periodikus erőtől is függenek. Ennek a mértéke olyan információt jelent, ami a rezgő rendszer állapota (jósági tényező, csillapítás, kiegyensúlyozottság) szempontjából nem elhanyagolható. Azonban a tömegárammérés szempontjából hasznos jel az 58 érzékelőszerv alábbi ellenfázisú jele lesz:

Xe-Ye=Ad.cos((ö.t) (14) ahol Ad az ellenfázisú jel amplitúdója.

így a Q tömegáram az alábbi összefüggéssel számítható:

Q-K.AdAc (15) ahol K állandó.

Az Xe és Ye jelek közötti Φ fáziskülönbség arányos a Q tömegárammal, mivel az azonos fázisú jelek és az ellenfázisú jelek viszonya megfelel a 6. ábrának.

Ha a Φ fáziskülönbség nem túl nagy, a (3) összefüggés szerinti egyenlet alkalmazható a Q tömegáram számítására. Ha a Φ fáziskülönbség nagyobb mint 3°, célszerűbb a Φ fáziskülönbség mérése helyett a hányadost a (15) összefüggés alapján közvetlenül meghatározni.

'7

HU 215 143 A

A 10. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakját is szemlélteti. A 43, 44, 45 és 46 esövek, valamint a 47, 48 és 49 áramíásterelők elrendezése megfelel a fentieknek. Különbség a rezgetés módjában van. Az azonos fázisban működő 52 és 53 rezgetőszervek helyett ennél a kiviteli alaknál a 10. ábra nyilainak megfelelően, ellenfázisban működtetett 70 és 71 rezgetőszervek vannak a 43, 44, 45 és 46 csövek rezonanciafrekvencián történő rezgetésére. Ebben az esetben is az elmozdulások maximális értékei az 54, 55, 56 és 57 keresztmetszeteknél vannak, azzal a különbséggel, hogy a 43, 45 és 44, 46 csövek ellentétes irányban rezegnek, olyan módon, hogy amikor az 54 és 56 keresztmetszetek között a távolság minimális, akkor az 55 és 57 keresztmetszetek közötti távolság maximális.

A 92 kapcsolószerkezetben lévő érzekelőszervnek itt is az a feladata, hogy érzékelje a 48 és 49 áramlásícrelők közötti mechanikai feszültségeket. Amint azt a 2. ábra mutatja, a C'oriolis-erők által a 43 és 45 csövekre gyakorolt forgatónyomaték azonos értelmű. Az ellentétes fázisú rezgetés miatt a Corioíis-erők által a 44, 46 csövekre kifejtett nyomaték ellentétes értelmű, mint ami a 43 és 45 csöveknél fellép. Ha az 58 érzékelőszerv a 11-13. ábráknak megfelelően van kialakítva, a Coriolis-erők által okozott nyomatékok a 66, 67 piezoelektromos kristályok pozitív fegyverzeteit elválasztó vonala mentén összegeződnek, és így ellenfázisú jeleket állítanak elő.

A 14. és 15. ábra a 10. ábra szerint 92 kapcsolószerkezet egy másik kiviteli alakját mutatja, ahol a 70 és 71 rezgetőszervek a fentiek szerint rezonanciafrekvencián rezgetik a 42, 43, 44 és 45 csöveket. Itt a

76, 77 és 78, 79 összekötő elemek, valamint a közöttük lévő 94 kapcsolószerkezet képezik a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló 91 szerkezetet. Az 58 érzékelőszerv négy 72, 73, 74, 75 piezoelektromos kristálypárt tartalmaz, amelyek felépítése hasonló a 3-5. ábrák szerinti felépítéshez, azonban a pozitív fegyverzetek megosztása nélkül. Ebben az esetben a 10. ábra szerinti 48 és 49 áramlástereíők mindegyike egy 61, illetve 62 csőívből és két 76,

77, illetve 78, 79 összekötő elemből áll, amelyek egymáshoz 82, 83, illetve 84, 85 csapokkal úgy vannak erősítve, hogy közrefogják a 72, 73, illetve 74, 75 piezoelektromos kristálypárokat. A Coriolis-erők által előidézett nyomaték, amely a 2. ábra alapján az áramlás és a rezgetés irányának megfelelően határozható meg a 72, 73, 74 és 75 piezoelektromos krisíáíypár között, egy 86 kapcsolólemez által van közvetítve, amely utóbbi képezi a 94 kapcsolószerkezetet a 76, 77 összekötő elemek, illetőleg a 78, 79 összekötő elemek között. Ebben az elrendezésben az alábbi XI és Y1 jeleket állíthatjuk elő:

Xl=pl-p2 (16)

Vi pl -p4 (17) ahol pl, p2, p3 és p4 villamos jelek a 72, 73, 74 és piezoelektromos krístálypároktól. Az XI és Y1 jelek közötti Φ fáziskülönbség megfelel a Q tömegáramnak, mivel az azonos fázisú jelek és az ellenfázisú jelek viszonya megfelel a 6. ábrának.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek során az áramló közeggel arányos közegáramot vezetünk át legalább egy rugalmas csövön, a legalább egy csövet annak beömlési és kiőmlési keresztmetszetei közötti szakaszán hossztengelyéhez képest keresztirányban megrezgetjük, és az ébredő Corioliserőket. érzékelve, a tömegárammal arányos jelet állítunk elő, azzal jellemezve, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat a legalább egy esőhöz, annak beömlési és kiőmlési keresztmetszetei közötti szakaszán hozzáerősitett mechanizmus tehetetlenségi nyomatékával ellensúlyozzuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a mechanizmusban a rezgetés és az ellensúlyozás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk elő.
2. Eljárás áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek során az áramló közeggel arányos közegára mot vezetünk át legalább két rugalmas csövön, a legalább két csövet azok beömlési és kiőmlési keresztmetszetei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban megrezgetjük, és az ébredő Corioliserőket érzékelve, a tömegárammal arányos jelet állítunk elő, azzal jellemezve, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat a csöveket mechanikailag összekapcsoló szerkezettel gátoljuk, és a tömegárammal arányos villamos jelet a szerkezetben a gátlás hatására ébredő mechanikai feszültségek mérése alapján állítjuk elő.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elmozdulások gátlását a csövek lényegében helybenmaradó keresztmetszeteinél foganatosítjuk.
4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elmozdulások ellensúlyozását, illetve gátlását a legalább egy cső olyan keresztmetszeténél foganatosítjuk, ahol a rezgés amplitúdójának a cső hossztengelye mentén lokális maximuma van.
5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tömegáram értékét a mért mechanikai feszültségek alapján előállított villamos jelek közötti fáziskülönbségből határozzuk meg.
6. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tömegáram értékét hányadosképzés útján határozzuk meg, amely hányados számlálójában a mechanikai feszültségek mérésekor két elektródán egy-¹harmadik elektródához képest mért feszültségek különbsége, nevezőjében pedig a mért feszültségek összege szerepel.
7. Berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeivel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább egy rezgő csöve, a legalább egy csövet annak rögzített végei közötti szakaszán hossztengelyéhez képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, azzal jellemezve, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat ellensúlyozó mechanizmussal (90) van ellátva, amely mecha8

HU 215 143 A nizmus (90) a legalább egy csőhöz (8) annak olyan keresztmetszeténél (10) van hozzáerősítve, ahol a rezgés amplitúdójának a eső (8) hossztengelye mentén lokális maximuma van, és amely mechanizmusnak (90) piezoelektromos kristályos (13, 14), mechanikai feszültségérzékelő egységet közrefogó két része (15, ló) van.
8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mechanizmus (90) két része (15, 16) között két piezoelektromos kristályból (13, 14) álló, mechanikailag előfeszített feszültségérzékelő egység van, mindkét piezoelektromos kristály (13, 14) pozitív fegyverzete elválasztó vonalak mentén két részre van osztva, amely elválasztó vonalak egybeesnek és párhuzamosak az ébredő Coriolis-erők által keltett nyomaték tengelyével, a két piezoelektromos kristály (13, 34) egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely osztott fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát (X) és második elektródát (Y) képeznek, és a két piezoelektromos kristály (13, 14) negatív fegyverzetei a földelt harmadik elektródát (Z) képező foglalathoz vannak csatlakoztatva.
9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mechanizmusnak (90) a csővel (8) átelíenben lévő része (15) tehetetlenségi nyomatékot növelő ellensúllyal (19) van ellátva.
10. Berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeikkel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább kél rezgő csöve, a legalább két csövet azok rögzített végei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, azzal jellemezve, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete (32) van, amely gátló szerkezet (32) a csöveket (22, 24) olyan keresztmetszetüknél köti össze, ahol a rezgés amplitúdójának a cső (22, 24) hossztengelye mentén lokális maximuma van, és a keresztmetszeten átáramló áramlás iránya és/vagy nagysága egymástól különböző, és amely gátló szerkezetnek (32) egyik végükkel a keresztmetszetekhez erősített merev rúdjai (32A, 32B) vannak, amely rudak (32A, 32B) másik végei között előfeszített piezoelektromos kristályos (40, 41), mechanikai feszültséget érzékelő érzékelőszerv (37, 36) van közrefogva.
11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelőszerv (37) két piezoelektromos kristályból (40, 41) áll, mindkét piezoelektromos kristály (40, 41) pozitív fegyverzete elválasztó vonalak mentén két részre van osztva, amely elválasztó vonalak egybeesnek és párhuzamosak a keresztmetszeteket összekötő egyenes vonallal, a két piezoelektromos kristály (40, 41) egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely osztott fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát (X) és második elektródát (Y) képeznek, és a két piezoelektromos kristály (40, 41) negatív fegyverzetei a földelt harmadik elektródát (Z) képező foglalathoz vannak csatlakoztatva,
12. Berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére, amelynek az áramló közeg számára bemeneti vezetéke és kimeneti vezetéke, rögzített végeikkel a bemeneti vezetékhez és a kimeneti vezetékhez csatlakoztatott legalább két rezgő csöve, a legalább két csövet azok rögzített végei közötti szakaszukon hossztengelyükhöz képest keresztirányban rezgető szerve, és a tömegárammal arányos jel előállításához az ébredő Coriolis-erők hatását érzékelő szerve van, azzal jellemezve, hogy a periodikus Coriolis-erők által létrehozott elmozdulásokat gátló szerkezete (91) van, amely gátló szerkezet (91) a csöveket (44, 46, 43, 45) lényegében helybenmaradó keresztmetszetüknél egymáshoz mereven csatlakoztató összekötő elemeket (59, 60), és eme összekötő elemek (59, 60) között merev kapcsolatot biztosító kapcsolószerkezetet (92; 93; 94) tartalmaz, amely kapcsolószerkezet (92; 93; 94) mechanikai feszültséget mérő, piezoelektromos kristályos érzékelőszervvel (58) van diáivá.
13. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az érzékelőszerv (58) a kapcso lószerkezetbe (93) beiktatott két piezoelektromos kristályból (66, 67) áll, mindkét piezoelektromos kristály (66, 67) pozitív fegyverzete elválasztó vonalak mentén két részre van osztva, amely' elválasztó vonalak egybeesnek és párhuzamosak az ébredő Coriolis-erők által az osztott fegyverzetek középpontjára kifejtett nyomaték tengelyével, a két piezoelektromos kristály (66, 67) egymással az osztott pozitív fegyverzetekkel érintkezik, amely oszioit fegyverzetek testtől szigeteltek, első elektródát (X) és második elektródát (Y) képeznek, és a két piezoelektromos kristály (66, 67) negatív' fegyverzetei a földelt harmadik elektródát (Z) képező foglalathoz vannak csatlakoztatva.
14. A 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kapcsolószerkezeteí (94) kapcsolólemez (86) képezi, az összekötő elemek (76, 77; 78, 79) két részből vannak kialakítva, és az érzékelőszerv (58) a kapcsolólemez (86) és az összekötő elemek (76, 77; 78, 79) közé beiktatott egy-egy piezoelektromos kristálypárból (72, 73; 74, 75) áll.