RU170705U1 - VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER - Google Patents

VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU170705U1
RU170705U1 RU2016136938U RU2016136938U RU170705U1 RU 170705 U1 RU170705 U1 RU 170705U1 RU 2016136938 U RU2016136938 U RU 2016136938U RU 2016136938 U RU2016136938 U RU 2016136938U RU 170705 U1 RU170705 U1 RU 170705U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic
pipe
springs
section
ultrasonic heads
Prior art date
Application number
RU2016136938U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Александрович Чернышев
Евгений Аркадьевич Кумеров
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority to RU2016136938U priority Critical patent/RU170705U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU170705U1 publication Critical patent/RU170705U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к средствам измерения расхода и количества текучих сред, а именно к вихревым расходомерам. Вихреакустический преобразователь расхода включает измерительный патрубок, в поперечном сечении которого установлено плохообтекаемое тело, входной конусный переход с круглого сечения на квадратное, выходной конусный переход с квадратного сечения на круглое и сменный узел с ультразвуковыми головками.Патрубок выполнен в виде отрезка квадратной трубы с утолщением в средней части с двумя плоскими контактными площадками, расположенными в выемках на противоположных стенках патрубка за телом обтекания, причем ширина выемок равна ширине скобы. Толщина стенок патрубка в местах расположения контактных площадок равна целому числу длин полуволн ультразвуковых колебаний на частоте резонанса пьезоэлемента. Диаметры конусных переходов равны длине диагонали патрубка, а углы конусности составляют 10°. Сменный узел включает П-образную скобу с отверстиями, две ультразвуковые головки с одинаковыми пьезоэлементами, сигнальные провода, две плоские пружины, два поворотных стопора, электрический разъем, невыпадающие винты и акустическую смазку. Ультразвуковые головки расположены в отверстиях скобы на одной оси с возможностью перемещения. Поворотные стопоры выполнены таким образом, что в крайнем положении они удерживают пружины в отжатом состоянии, а при повороте стопора пружины освобождаются и прижимают ультразвуковые головки к защитным донышкам. Технический результат - обеспечение возможности оперативного монтажа/демонтажа ультразвуковых без снижения точности и надежности измерений. 3 ил.The utility model relates to means for measuring the flow rate and amount of fluids, namely to vortex flowmeters. The vortex-acoustic flow transducer includes a measuring nozzle, in the cross section of which a poorly streamlined body is installed, an inlet conical transition from a round section to a square, an outlet conical transition from a square section to a round and an exchangeable unit with ultrasonic heads. The nozzle is made in the form of a section of a square pipe with a thickening in the middle parts with two flat contact pads located in the recesses on opposite walls of the nozzle behind the flow body, the width of the recesses being equal to the width of koby. The wall thickness of the pipe at the locations of the contact pads is an integer number of half-wavelengths of ultrasonic vibrations at the resonance frequency of the piezoelectric element. The diameters of the conical transitions are equal to the length of the diagonal of the pipe, and the taper angles are 10 °. The replacement unit includes a U-shaped bracket with holes, two ultrasonic heads with the same piezoelectric elements, signal wires, two flat springs, two rotary stoppers, an electrical connector, captive screws and acoustic grease. Ultrasonic heads are located in the holes of the bracket on the same axis with the possibility of movement. The rotary stoppers are designed so that in the extreme position they hold the springs in the depressed state, and when the stopper is rotated, the springs are released and the ultrasonic heads are pressed against the protective bottoms. EFFECT: provision of the possibility of on-line mounting / dismounting of ultrasonic ones without reducing the accuracy and reliability of measurements. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам измерения расхода и количества текучих сред, а именно к вихревым расходомерам, и может быть использована в случаях, когда по условиям эксплуатации техническое обслуживание расходомера должно осуществляться без остановки потока при ограниченном доступе к преобразователю расхода или когда предъявляются жесткие ограничения на время восстановления работоспособности после выхода преобразователя расхода из строя.The utility model relates to means for measuring the flow rate and the number of fluids, namely to vortex flowmeters, and can be used in cases where, under operating conditions, the flowmeter should be serviced without stopping the flow with limited access to the flow transducer or when severe time limits are imposed restoration of efficiency after failure of the flow transducer.

Известен вихреакустический преобразователь расхода расходомера «Ultra yewflo-UYF200» фирмы «Yokogawa» [1], содержащий измерительный патрубок (body) с проточной частью круглого сечения, генератор вихрей (vortex shedder) в виде плохообтекаемого тела трапецеидального сечения, установленного поперек потока симметрично относительно стенок патрубка, две вставки (plug) в виде стаканов, вваренных в отверстия в стенке патрубка, два съемных ультразвуковых излучателя/приемника (sensor, ultrasonic transmitter/receiver) с плоскими пьезоэлектрическими элементами, два соединительных кабеля. Плоскопараллельное защитное донышко вставки имеет толщину, кратную половине длины ультразвуковой волны, что обеспечивает максимальную величину приемного сигнала. Акустический контакт пьезоэлементов с донышком обеспечивает силиконовая смазка. Излучатели/приемники крепятся в корпусах с помощью винтов.Known vortex-acoustic flowmeter of the flowmeter "Ultra yewflo-UYF200" company "Yokogawa" [1], containing a measuring pipe (body) with a flowing part of a circular cross section, a vortex generator (vortex shedder) in the form of a poorly streamlined body with a trapezoidal cross-section mounted symmetrically relative to the walls nozzle, two inserts (plug) in the form of cups welded into holes in the nozzle wall, two removable ultrasonic emitter / receiver (sensor, ultrasonic transmitter / receiver) with flat piezoelectric elements, two connecting cables. The plane-parallel protective bottom of the insert has a thickness that is a multiple of half the length of the ultrasonic wave, which ensures the maximum value of the receiving signal. The acoustic contact of the piezoelectric elements with the bottom is provided by silicone grease. The emitters / receivers are mounted in the housings with screws.

Вышеописанный преобразователь расхода предназначен для применения в особо тяжелых условиях эксплуатации: он нечувствителен к вибрациям и ударам, а его конструкция позволяет осуществлять осмотр и замену излучателей/приемников без остановки процесса. Для этого необходимо отвернуть винты, извлечь излучатели/приемники из вставок, удалить старую силиконовую смазку, нанести на новые излучатели/приемники свежую силиконовую смазку (или заменить смазку на старых), установить излучатели/приемники в корпуса и закрепить их винтами. Недостатком известного преобразователя расхода является то, что для монтажа/демонтажа излучателей/приемников требуется иметь свободный доступ как минимум с двух сторон патрубка, что не всегда возможно на объекте эксплуатации, например, когда преобразователь расхода установлен на агрегате с плотной компоновкой. Кроме того, места выхода вставок в поток, а также места заделки тела обтекания в стенке патрубка цилиндрической формы являются источниками возмущений, снижающих стабильность процесса вихреобразования и, как следствие, точность измерений.The above-described flow transducer is designed for use in particularly difficult operating conditions: it is insensitive to vibrations and shocks, and its design allows inspection and replacement of emitters / receivers without stopping the process. To do this, remove the screws, remove the emitters / receivers from the inserts, remove the old silicone grease, apply fresh silicone grease to the new emitters / receivers (or replace the grease with old ones), install the emitters / receivers in the housings and fix them with screws. A disadvantage of the known flow transducer is that for mounting / dismounting the emitters / receivers it is required to have free access from at least two sides of the nozzle, which is not always possible at the facility, for example, when the flow transducer is mounted on a unit with a tight layout. In addition, the places where the inserts exit into the stream, as well as the places where the flow around the body is embedded in the wall of a pipe of cylindrical shape, are sources of disturbances that reduce the stability of the vortex formation process and, as a result, the measurement accuracy.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является вихреакустический преобразователь расхода согласно патенту США №5,747,701 [2]. Он содержит измерительный патрубок, выполненный в виде отрезка трубы круглого сечения с утолщенной центральной частью с двумя плоскими контактными площадками, расположенными в выемках на противоположных стенках патрубка, съемную П-образную скобу с четырьмя попарно соосными отверстиями, две съемные ультразвуковые головки с одинаковыми пьезоэлементами и стержень-фиксатор, причем ширина выемок равна ширине скобы.Closest to the claimed utility model is a vortex acoustic flow transducer according to US patent No. 5,747,701 [2]. It contains a measuring nozzle made in the form of a piece of circular pipe with a thickened central part with two flat contact pads located in recesses on opposite walls of the nozzle, a removable U-shaped bracket with four pairwise coaxial holes, two removable ultrasonic heads with identical piezoelectric elements and a rod -fixer, and the width of the recesses is equal to the width of the bracket.

Согласно описанию к патенту данный преобразователь предназначен для проведения периодического контроля расхода в трубопроводе, после которого скоба с излучателями демонтируется до следующего сеанса измерений (сам патрубок остается на трубопроводе). Для монтажа/демонтажа ультразвуковых головок на патрубке необходимо иметь к нему доступ сбоку и сверху. При монтаже необходимо: надеть скобу сверху на патрубок, закрепить скобу сбоку фиксатором, продев его через два нижних отверстия, нанести на ультразвуковые головки акустическую смазку, вставить ультразвуковые головки в два верхних отверстия в скобе и зафиксировать их. При демонтаже головок необходимо вынуть из нижних отверстий фиксатор, извлечь головки, снять скобу, переместив ее вверх. Таким образом, для монтажа/демонтажа ультразвуковых головок требуется иметь доступ к преобразователю расхода с двух сторон, что не всегда возможно на объекте эксплуатации. Кроме того, несмотря на то, что искажения потока в месте установки излучателей отсутствуют, имеет место сильное ослабление ультразвукового сигнала за счет преломления ультразвуковых лучей на цилиндрической стенке при их переходе из патрубка в рабочую жидкость. Это приводит к ухудшению отношения «сигнал/шум» сигнала приема и, соответственно, к снижению надежности работы преобразователя расхода.According to the description of the patent, this converter is designed to periodically control the flow rate in the pipeline, after which the bracket with emitters is removed before the next measurement session (the pipe itself remains on the pipeline). For mounting / dismounting ultrasonic heads on the nozzle, it is necessary to have access to it from the side and from the top. During installation, it is necessary: put the bracket on top of the nozzle, fix the bracket on the side with a retainer, threading it through the two lower holes, apply acoustic grease to the ultrasonic heads, insert the ultrasonic heads into the two upper holes in the bracket and fix them. When dismantling the heads, it is necessary to remove the retainer from the lower holes, remove the heads, remove the bracket by moving it up. Thus, for mounting / dismounting ultrasonic heads it is required to have access to the flow transducer from two sides, which is not always possible at the facility. In addition, despite the fact that there are no flow distortions at the installation site of the emitters, there is a strong attenuation of the ultrasonic signal due to the refraction of ultrasonic rays on the cylindrical wall during their transition from the nozzle to the working fluid. This leads to a deterioration of the signal-to-noise ratio of the reception signal and, accordingly, to a decrease in the reliability of the flow converter.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик и повышении точности и надежности измерений.The problem to which the claimed technical solution is directed is to improve operational characteristics and increase the accuracy and reliability of measurements.

Поставленная задача решается тем, что в вихреакустическом преобразователе расхода, включающем измерительный патрубок, в поперечном сечении которого установлено плохообтекаемое тело, П-образную скобу с двумя соосными отверстиями, две ультразвуковые головки с одинаковыми пьезоэлементами, сигнальные провода и акустическую смазку, в котором патрубок выполнен в виде отрезка трубы с утолщением в средней части с двумя контактными площадками, расположенными в выемках на противоположных стенках патрубка за телом обтекания, ультразвуковые головки расположены в отверстиях скобы, а ширина выемок равна ширине скобы, введены входной конусный переход с круглого сечения на квадратное, выходной конусный переход с квадратного сечения на круглое, две плоские пружины, два поворотных стопора, электрический разъем и невыпадающие винты, причем патрубок выполнен с квадратным поперечными сечением, П-образная скоба, ультразвуковые головки, пружины, стопоры, разъем, сигнальные провода и невыпадающие винты выполнены в виде съемного узла, ультразвуковые головки установлены в отверстиях скобы с возможностью осевого перемещения, поворотные стопоры выполнены таким образом, что в крайнем положении они удерживают пружины в отжатом состоянии, а при повороте стопора пружины освобождаются и прижимают ультразвуковые головки к контактным площадкам, причем толщина стенок патрубка в местах расположения контактных площадок равна целому числу длин полуволн ультразвуковых колебаний на частоте резонанса пьезоэлемента, при этом диаметры конусных переходов равны длине диагонали патрубка, а углы конусности составляют 10°.The problem is solved in that in a vortex-acoustic flow transducer, including a measuring tube, in the cross section of which a poor-flowing body is installed, a U-shaped bracket with two coaxial holes, two ultrasonic heads with the same piezoelectric elements, signal wires and acoustic grease in which the pipe is made in in the form of a pipe segment with a thickening in the middle part with two contact pads located in the recesses on opposite walls of the pipe behind the flow body, ultrasonic traps are located in the holes of the bracket, and the width of the recesses is equal to the width of the bracket, the input conical transition from round to square is introduced, the output conical transition from square to round, two flat springs, two rotary stops, an electrical connector and captive screws, and the pipe is made with square cross-section, U-shaped bracket, ultrasonic heads, springs, stoppers, connector, signal wires and captive screws are made in the form of a removable assembly, ultrasonic heads are installed in the holes of the brackets with the possibility of axial movement, the rotary stoppers are designed so that in the extreme position they hold the springs in the depressed state, and when the stopper is rotated, the springs are released and the ultrasonic heads are pressed against the contact pads, and the wall thickness of the pipe at the contact pad locations is an integer number of half-wavelengths ultrasonic vibrations at the resonance frequency of the piezoelectric element, while the diameters of the conical transitions are equal to the length of the diagonal of the pipe, and the taper angles are 10 °.

Техническим результатом, достигаемым совокупностью приведенных признаков, является обеспечение возможности оперативного монтажа/демонтажа ультразвуковых головок при наличии доступа к преобразователю расхода только с одной стороны патрубка и ограничений на время выполнения операций монтажа/демонтажа без снижения точности и надежности измерений.The technical result achieved by the combination of the above characteristics is the possibility of rapid mounting / dismounting of ultrasonic heads with access to the flow transducer on only one side of the nozzle and restrictions on the time of mounting / dismounting operations without compromising the accuracy and reliability of measurements.

Техническое решение иллюстрируется чертежами: на фиг. 1 изображен вихреакустический преобразователь расхода в сборе; на фиг. 2 показано устройство патрубка с конусными переходами; на фиг. 3 - съемный узел.The technical solution is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows an eddy-acoustic flow transducer assembly; in FIG. 2 shows a conduit branch pipe arrangement; in FIG. 3 - removable node.

Вихреакустический преобразователь расхода (см. фиг. 1) содержит измерительный патрубок 1 с входным 2 и выходным 3 конусными переходами с круглого сечения на квадратное и съемный узел с двумя ультразвуковыми головками 4. Патрубок 1 (см. фиг. 2) имеет утолщение в центральной части, в котором установлено плохообтекаемое тело 5 и выполнены две выемки с плоскими контактными площадками 6, 7 (вторая площадка 7 не показана), расположенными на противоположных стенках за телом обтекания 5, в которые вставляется съемный узел 4 с ультразвуковыми головками. Толщина h стенок патрубка 1 в местах расположения контактных площадок 6, 7 равна целому числу полуволн ультразвукового сигнала, генерируемого ультразвуковыми головками. Тело обтекания 5 выполнено в виде цилиндра, например, трапецеидального сечения.The vortex-acoustic flow transducer (see Fig. 1) contains a measuring pipe 1 with input 2 and output 3 conical transitions from a circular cross section to a square and removable unit with two ultrasonic heads 4. The pipe 1 (see Fig. 2) has a thickening in the central part in which a poorly streamlined body 5 is installed and two recesses are made with flat contact pads 6, 7 (the second platform 7 is not shown) located on opposite walls behind the flow body 5 into which a removable assembly 4 with ultrasonic heads is inserted. The thickness h of the walls of the pipe 1 at the locations of the contact pads 6, 7 is equal to an integer number of half-waves of the ultrasonic signal generated by the ultrasonic heads. The body of the flow around 5 is made in the form of a cylinder, for example, a trapezoidal section.

Съемный узел 4 (см. фиг. 3) включает П-образную скобу 8 с двумя соосными отверстиями, две ультразвуковые головки 9, 10 с дисковыми пьезоэлементами 11 и 12 (пьезоэлемент 12 не показан), установленные в отверстиях скобы, акустическую смазку 13, 14, нанесенную на пьезоэлементы 11, 12 (смазка не показана), две плоские пружины 15 и 16 (пружина 16 не показана), два поворотных стопора 17 и 18, четыре невыпадающих винта 19-22 (два винта не показаны), соединительные провода 23, 24 (один провод не показан) и электрический разъем 25. Ультразвуковые головки 9, 10 установлены в отверстиях скобы 8 на одной оси с возможностью перемещения и находятся в зацеплении с плоскими пружинами 15, 16. Соединительные провода 23, 24 соединяют пьезоэлементы 11, 12 с контактами разъема 25. Невыпадающие винты 19-22 обеспечивают крепление скобы 8 к патрубку 1. Ширина скобы 8 съемного узла 4 равна ширине выемки в патрубке 1.The removable assembly 4 (see Fig. 3) includes a U-shaped bracket 8 with two coaxial holes, two ultrasonic heads 9, 10 with disk piezoelectric elements 11 and 12 (piezoelectric element 12 not shown) installed in the bracket holes, acoustic grease 13, 14 applied to the piezoelectric elements 11, 12 (grease not shown), two flat springs 15 and 16 (spring 16 not shown), two rotary stoppers 17 and 18, four captive screws 19-22 (two screws not shown), connecting wires 23, 24 (one wire not shown) and electrical connector 25. Ultrasonic heads 9, 10 are installed in the holes staples 8 on the same axis with the ability to move and are meshed with flat springs 15, 16. Connecting wires 23, 24 connect the piezoelectric elements 11, 12 to the contacts of the connector 25. Captive screws 19-22 provide fastening of the bracket 8 to the pipe 1. The width of the bracket 8 removable node 4 is equal to the width of the recess in the pipe 1.

Вихреакустический преобразователь расхода работает следующим образом. При течении среды через измерительный патрубок 1 за телом обтекания 5 образуется вихревая дорожка Кармана. От блока электроники (на рисунках не показан) на разъем 25 подается электрический сигнал возбуждения, который по проводу 23 поступает на пьезоэлемент 12 ультразвуковой головки 11. Сигнал возбуждения преобразуется пьезоэлементом 12 в ультразвуковой зондирующий сигнал, который проходят через слой акустической смазки 13, стенку корпуса 1, вихревую дорожку, через противоположную стенку корпуса 1, слой смазки 14 и поступает на пьезоэлемент 12 ультразвуковой головки 10, который преобразует его в электрический сигнал приема. Сигнал приема по проводу 24 поступает на разъем 25, а с разъема - на блок электроники. Время задержки сигнала приема по отношению к сигналу возбуждения непостоянно и колеблется около среднего значения с частотой вихреобразования. С помощью электронной схемы измеряется частота этих колебаний, которая пропорциональна расходу.Vortex-acoustic flow transducer operates as follows. When the medium flows through the measuring pipe 1 behind the body of the flow around 5, a Karman vortex path is formed. An electrical excitation signal is supplied from the electronics unit (not shown in the figures) to the connector 25, which is fed through the wire 23 to the piezoelectric element 12 of the ultrasonic head 11. The excitation signal is converted by the piezoelectric element 12 into an ultrasonic probe signal, which passes through the acoustic lubricant layer 13, the housing wall 1 , the vortex track, through the opposite wall of the housing 1, the lubricant layer 14 and enters the piezoelectric element 12 of the ultrasonic head 10, which converts it into an electrical receiving signal. The receive signal on wire 24 is supplied to connector 25, and from the connector to the electronics unit. The delay time of the reception signal with respect to the excitation signal is variable and fluctuates around the average value with the frequency of vortex formation. Using an electronic circuit, the frequency of these oscillations is measured, which is proportional to the flow rate.

При возникновении необходимости оперативной замены съемного узла 4 с ультразвуковыми головками блок электроники отстыковывается от разъема 25, отвинчиваются невыпадающие винты 19-22 и съемный узел 4 вынимается из выемок измерительного патрубка 1 путем перемещения вверх с приложением незначительного усилия. Установка съемного узла 4 на место осуществляется в следующем порядке:If it becomes necessary to quickly replace the removable assembly 4 with ultrasonic heads, the electronics block is undocked from the connector 25, the captive screws 19-22 are unscrewed, and the removable assembly 4 is removed from the notches of the measuring pipe 1 by moving upward with little effort. Installation of the removable node 4 in place is carried out in the following order:

- с пьезоэлементов 11, 12 и контактных поверхностей снимается старая смазка;- the old grease is removed from the piezoelectric elements 11, 12 and contact surfaces;

- пружины 15, 16 отжимаются и в зазоры между головками и пружинами вводятся стопоры 17, 18, которые фиксируют ультразвуковые головки 9, 10 в отведенном состоянии;- the springs 15, 16 are wrung out and stoppers 17, 18 are inserted into the gaps between the heads and springs, which fix the ultrasonic heads 9, 10 in the retracted state;

- на поверхности пьезоэлементов 11, 12 наносится новая акустическая смазка;- on the surface of the piezoelectric elements 11, 12 is applied a new acoustic lubricant;

- скоба 8 устанавливается на место и закрепляется винтами 19-22, при этом выемки в патрубке 1 используются как направляющие;- the bracket 8 is installed in place and secured with screws 19-22, while the recesses in the pipe 1 are used as guides;

- стопоры 17, 18 поворачиваются, при этом концы стопоров 17, 18 выходят из зазоров и пружины 15, 16 освобождаются, прижимая пьезоэлементы 11, 12 к контактным площадкам патрубка 1. За счет прижима смазка равномерно заполняет пространство между пьезоэлементами 11, 12 и контактными площадками патрубка 1, обеспечивая надежный акустический контакт;- the stops 17, 18 rotate, while the ends of the stoppers 17, 18 come out of the gaps and the springs 15, 16 are released, pressing the piezoelectric elements 11, 12 to the contact pads of the pipe 1. Due to the clamp, the lubricant uniformly fills the space between the piezoelectric elements 11, 12 and the contact pads pipe 1, providing reliable acoustic contact;

- электронный блок подключается к разъему 25: расходомер готов к работе.- the electronic unit is connected to connector 25: the flowmeter is ready for operation.

Для выполнения всех вышеописанных операций достаточно иметь доступ к патрубку сверху.To perform all the above operations, it is enough to have access to the pipe from above.

За счет квадратного сечения патрубка снижается уровень возмущений в месте заделки тела обтекания. Снижение уровня возмущений, образующихся в местах перехода с круглого сечения трубопровода (и фланца) на квадратное сечение патрубка, обеспечивает конусные переходы, причем диаметры фланцев должны быть равны диагонали сечения патрубка, а угол конусности 10° обеспечивает безотрывный режим течения. За счет вышеуказанных особенностей конструкции заявляемого преобразователя расхода по сравнению с прототипом повышается стабильность частоты вихреобразования и, как следствие, точность измерений.Due to the square cross-section of the nozzle, the level of disturbances at the site of embedment of the flow body is reduced. Reducing the level of disturbances generated at the points of transition from the circular section of the pipeline (and flange) to the square section of the pipe ensures conical transitions, and the diameters of the flanges must be equal to the diagonal of the pipe section, and a taper angle of 10 ° ensures an uninterrupted flow regime. Due to the above design features of the inventive flow Converter compared with the prototype increases the stability of the frequency of vortex formation and, as a result, the accuracy of the measurements.

За счет того, что стенка патрубка в местах расположения контактных площадок (в месте прилегания пьезоэлементов) равна целому числу полуволн ультразвукового сигнала на резонансной частоте пьезоэлемента, обеспечивается акустическая прозрачность стенки. При этом по сравнению с прототипом имеет место значительное увеличение коэффициента передачи (отношения амплитуд сигналов приема и возбуждения) благодаря чему повышается надежность работы преобразователя расхода.Due to the fact that the wall of the pipe at the locations of the contact pads (at the location of the fit of the piezoelectric elements) is equal to an integer number of half-waves of the ultrasonic signal at the resonant frequency of the piezoelectric element, the acoustic transparency of the wall is ensured. In this case, compared with the prototype, there is a significant increase in the transmission coefficient (the ratio of the amplitudes of the reception and excitation signals), thereby increasing the reliability of the flow converter.

Проведенные на расходомерном стенде испытания предлагаемого преобразователя расхода показали:Conducted at the flowmeter test bench of the proposed flow Converter showed:

- для выполнения операций по замене съемного узла с ультразвуковыми головками достаточно иметь доступ к преобразователю расхода с одной стороны (сверху);- to perform operations on replacing a removable unit with ultrasonic heads, it is sufficient to have access to the flow transducer on one side (from above);

- время, необходимое для замены съемного узла, не превышает 5 мин;- the time required to replace the removable unit does not exceed 5 minutes;

- в сравнении с прототипом предлагаемый преобразователь обеспечивает повышение стабильности частоты вихреобразования в 1,5-2 раза.- in comparison with the prototype of the proposed Converter provides an increase in the stability of the frequency of vortex formation by 1.5-2 times.

Источники информацииInformation sources

1. Ultrasonic vortex Flowmeter «Ultra yewflo-UYF200». Т. Kawano, Y. Matsunaga, T. Andoh, A. Yasumatsu. Yokogawa Technical Report. English Edition. №25 (1998), c. 23-26.1. Ultrasonic vortex Flowmeter "Ultra yewflo-UYF200". T. Kawano, Y. Matsunaga, T. Andoh, A. Yasumatsu. Yokogawa Technical Report. English Edition. No. 25 (1998), p. 23-26.

2. Патент США №5, 747,701 C2, МПК G01F 1/32, НКИ 78/861.23, опубл. 05.05.1998.2. US patent No. 5, 747,701 C2, IPC G01F 1/32, NKI 78 / 861.23, publ. 05/05/1998.

Claims (1)

Вихреакустический преобразователь расхода, включающий измерительный патрубок, в поперечном сечении которого установлено плохообтекаемое тело, П-образную скобу с двумя соосными отверстиями, две ультразвуковые головки с одинаковыми пьезоэлементами, сигнальные провода и акустическую смазку, причем патрубок выполнен в виде отрезка трубы с утолщением в средней части с двумя плоскими контактными площадками, расположенными в выемках на противоположных стенках патрубка за телом обтекания, ультразвуковые головки расположены в отверстиях скобы, а ширина выемок равна ширине скобы, отличающийся тем, что в него введены входной конусный переход с круглого сечения на квадратное, выходной конусный переход с квадратного сечения на круглое, две плоские пружины, два поворотных стопора, электрический разъем и невыпадающие винты, причем патрубок выполнен с квадратным поперечными сечением, П-образная скоба, ультразвуковые головки, пружины, стопоры, разъем, сигнальные провода и невыпадающие винты выполнены в виде законченного съемного узла, ультразвуковые головки установлены в отверстиях скобы с возможностью осевого перемещения, поворотные стопоры выполнены таким образом, что в крайнем положении стопоров пружины удерживаются в отжатом состоянии, а при повороте стопоров пружины освобождаются и прижимают ультразвуковые головки к контактным площадкам, причем толщина стенок патрубка в местах расположения контактных площадок равна целому числу длин полуволн ультразвуковых колебаний на частоте резонанса пьезоэлемента, при этом диаметры конусных переходов равны длине диагонали патрубка, а углы конусности составляют 10°.Vortex-acoustic flow transducer, including a measuring tube, in the cross section of which a poor-flowing body, a U-shaped bracket with two coaxial holes, two ultrasonic heads with the same piezoelectric elements, signal wires and acoustic grease are installed, the pipe being made in the form of a pipe section with a thickening in the middle part with two flat contact pads located in the recesses on opposite walls of the nozzle behind the flow body, the ultrasonic heads are located in holes with Generally, and the width of the recesses is equal to the width of the bracket, characterized in that it includes an input conical transition from round to square, an output conical transition from square to round, two flat springs, two rotary stops, an electrical connector and captive screws, and the nozzle made with square cross-section, U-shaped bracket, ultrasonic heads, springs, stoppers, connector, signal wires and captive screws made in the form of a complete removable assembly, ultrasonic heads are installed in the hole axles with the possibility of axial movement, rotary stoppers are made in such a way that in the extreme position of the stoppers the springs are kept in a depressed state, and when the stoppers are turned, the springs are released and press ultrasonic heads to the contact pads, and the wall thickness of the pipe at the locations of the contact pads is an integer the half-wavelengths of ultrasonic vibrations at the resonance frequency of the piezoelectric element, while the diameters of the conical transitions are equal to the length of the diagonal of the pipe, and the taper angles are 10 .
RU2016136938U 2016-09-14 2016-09-14 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER RU170705U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136938U RU170705U1 (en) 2016-09-14 2016-09-14 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136938U RU170705U1 (en) 2016-09-14 2016-09-14 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU170705U1 true RU170705U1 (en) 2017-05-03

Family

ID=58697082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016136938U RU170705U1 (en) 2016-09-14 2016-09-14 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU170705U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184555U1 (en) * 2018-08-22 2018-10-30 Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" (АО "ПГ "Метран") DESIGN OF THE HOUSING OF THE FLOWING PART OF THE VORTEX ACOUSTIC FLOW METER

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886794A (en) * 1974-03-11 1975-06-03 Westinghouse Electric Corp Flowmeter apparatus and method
US4003256A (en) * 1975-11-17 1977-01-18 Canadian Patents And Development Limited Acoustic oscillator fluid velocity measuring device
US4164143A (en) * 1978-07-03 1979-08-14 Bourns, Inc. Ultrasonic amplifier detector
US5747701A (en) * 1996-06-12 1998-05-05 Asahi/America, Inc. Ultrasonic vortex flowmeter having remote signal processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3886794A (en) * 1974-03-11 1975-06-03 Westinghouse Electric Corp Flowmeter apparatus and method
US4003256A (en) * 1975-11-17 1977-01-18 Canadian Patents And Development Limited Acoustic oscillator fluid velocity measuring device
US4164143A (en) * 1978-07-03 1979-08-14 Bourns, Inc. Ultrasonic amplifier detector
US5747701A (en) * 1996-06-12 1998-05-05 Asahi/America, Inc. Ultrasonic vortex flowmeter having remote signal processing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184555U1 (en) * 2018-08-22 2018-10-30 Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" (АО "ПГ "Метран") DESIGN OF THE HOUSING OF THE FLOWING PART OF THE VORTEX ACOUSTIC FLOW METER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2598976C1 (en) System and method for ultrasonic measurement using diaphragm flow meter fitting
US7373808B2 (en) Method and ultrasonic meter system for determining pipe roughness
Sanderson et al. Guidelines for the use of ultrasonic non-invasive metering techniques
CN102667419B (en) Flowmeter and method
US20190120798A1 (en) Ultrasonic flow meter clamp
RU2532651C2 (en) Ultrasonic flow meter, converter unit and methods for their manufacture
US8356522B2 (en) Ultrasonic flow meter with a liquid drainage system
US10627271B2 (en) Hydraulic system for ultrasonic flow measurement using reflective acoustic path approach
RU170705U1 (en) VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER
CN102207398A (en) Ultrasonic flow measurement device and method for fuel terminal settlement
DE10229925A1 (en) Device for measuring the flow rate and / or the flow of a fluid
CN103471665A (en) Ultrasonic online detection device and method for liquid flow
KR101297198B1 (en) A vortex flowmeter
CN212082485U (en) Ultrasonic flowmeter shell
RU115467U1 (en) SENSOR FOR ULTRASONIC FLOW METER
KR101934553B1 (en) Valve exchange device of Small Volume Prover
CN118565594A (en) Ultrasonic flowmeter verifying attachment
Jason et al. Behaviour of Ultrasonic Measurement in Composite Pipe
RU114777U1 (en) PROBE VORTEX FLOW SENSOR
RU2208767C2 (en) Pressure transducer for flowmeter
CN102401672B (en) The device of the characteristic of the stream in measuring pipe
WO2016055753A1 (en) Liquid in gas measurement
CN102401672A (en) Device for measuring the characteristics of a flow within a pipe