RU1793234C - Кориолисовый расходомер - Google Patents

Abstract

Использование: в технике измерени  расхода. Сущность изобретени : пр мотрубный мерный участок кориолисового расходомера содержит каретку и элемент разв зки из восьми идентичных упругих элементов. Погонна  масса m и длина I пр - мотрубного мерного участка, длина b и масса т0 каждого упругого элемента, а также масса Мк каретки выбираютс  из соотношени  0,4ml Мк +-|-b о ГПо. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике изме- р( ни  массового расхода жидкостей и газов и йожет быть использовано в газовой, неф- т ной, химической и пищевой промышленности .

Известен расходомер дл  измерени  массового расхода, состо щий из двух пр мых измерительных труб, выполненных из Tt/танэ, электромагнитного возбудител  изгибных колебаний, двух инфракрасных бесконтактных съемников информации, расположенных на одинаковых рассто ни х от возбудител  колебаний и блока электроники , определ ющего сдвиг по фазе между cv гналами, поступающими от съёмников информации .

Недостаток устройства состоит в том, чт|о неизбежны гидравлические потери, обусловленные необходимостью разветвлени  потока жидкости на два трубопровода и последующее объединение двух потоков.

Наиболее близким к за вленному устройству  вл етс  расходомер, состо щий из

входного и выходного патрубков с фланцами , входного и выходного сйльфонов, обеспечивающих температурную компенсацию, промежуточных фланцев и мерного участка, представл ющего собой пр мую трубу с размещенным в центральной зоне электромагнитным возбудителем изгибных колебаний , и двух датчиков положени , равноотсто щих от возбудител  колебаний.

Недостаток устройства состоит в том, что в процессе возбуждени  изгибных колебаний лини  центров масс сечений трубопровода колеблетс  с частотой вынужденных колебаний, что приводит к вибраци м всего расходомера и, как следствие, к увеличению его ошибки.

Предложенное решение решает задачу уменьшени  гидравлических потерь напора жидкости и снижени  паразитных вибраций фланцев. Дл  решени  этой задачи в корио- лисовый расходомер введена каретка с двусторонней державкой, элемент разв зки выполнен из восьми идентичных упругих

(Л

С

3

со ю

00

элементов, при этом электродинамический возбудитель колебаний установлен на каретке , каретка закреплена на упругих элементах , каждый из которых, в свою очередь, закреплен между фланцами, па.ра датчиков закреплена на двусторонней державке, а погонна  масса и длина прлмотрубного участка - m и I, длина и погонна  масса каждого упругого элемента - b и т0, а также масса каретки - Мк выбираютс  из соотношени 

0,4ml Мк + -у b m0.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 - втора  колебательна  система (расчетна  схема).

Расходомер состоит из пр мого мерного участка 1, представл ющего собой отрезок трубы, приваренный к промежуточным фланцам 2 и 3. Эти фланцы вмонтированы в жесткий силовой корпус 4, Между фланцами 2 и 3 жестко закреплены восемь упругих элементов 5. Они расположены симметрично относительно осевой линии мерного участка 1, На упругих элементах 5 закреплена подвижна  каретка б с закрепленными на ней электродинамическими возбудител ми 7. На каретке 6 закреплена державка 8 с установленными на ее концах датчиками 9 положени . Информаци  датчиков 9 положени  поступает на вход блока 10 обработки информации.

Устройство работает следующим образом .

При подаче гармонического электрического сигнала на вход электродинамических возбудителей 7 колебаний возникает периодически измен юща с  сила, котора  вызывает изгибные колебани  мерного участка 1 и колебани  противоположного направлени  каретки 6 на упругих элементах 5. В общем случае амплитуды колебаний мерного участка 1 и каретки б отличаютс  друг от друга. Возникающие при этом инерционные силы так;:;е различны по величине, Дл  уравновешивани  этих сил необходимо обеспечить равенств ) участвующих в движении масс. .

Из теорий колебаний известно, что система с распределенными параметрами (а такой системой  вл етс  мерный участок 1, заполненный жидкостью), совершающа  изгибные колебани , характеризуетс  так называемой приведенной массой. Величина этой массы определ е ;-с  выражением

mnp Jmfn2(x)dx,

О --- - , -: ..:. - , . . -- ;.

где т - погонна  масса мерного участка 1 с жидкостью;

fn(x) - форма изгибных колебаний п-го тона;

I - длина мерного участка.

Дл  защемленного с двух сторон мерно- го участка 1 форма изгибных колебаний определ етс  выражением

shkl - sin kl .

fn(x) - shkx -slnkx - - -j---- A x (chkx - coskx),

а приведенна  масса .

rnrm 0,4ml.

Колеблюща с  каретка 6 вместе с восемью упругими элементами 5 образует вторую колебательную систему, расчетна  схема которой приведена на фиг, 2. Приведенна  Масса системы, изображенной на фиг. 2, определ етс  выражением

25

ГЛпр.к :

Мк + -|- b

ГПо.

При равенстве собственных частот колебаний и приведенных масс двух колебательных систем обеспечиваетс  полное

уравновешивание инерционных и упругих сил, поэтому возникающие при работе электродинамических возбудителей 7 силы не передаютс  на корпус 4 и фланцы 2 и 3. При отсутствии расхода жидкости через

мерный участок 1 все точки мерного участка движутс  в одной фазе. При наличии расхода жидкости из-за возникновени  кориоли- совых сил возникает сдвиг по фазе между колебани ми Двух равноотсто щих от электродинамического возбудител  7 сечени х мерного участка 1. В предлагаемой конструкции расходомера на каретке б размещена державка 8, котора  совершает поступательные колебани  вместе с кареткой б, так как упругие элементы 5 образуют упругий параллелограмм. Датчики 9 положени , размещенные на державке 8, одновременно периодически приближаютс  к мерному участку 1. Пр И наличии расхода

жидкости сигналы датчиков 9 отличаютс  Один от другого, причем величина сдвига по фазе между ними пропорциональна массовому расходу. Определение сдвига фаз производитс  электронным блоком 10.

В насто щее врем  разработан и изготовлен действующий макет массового расходомера, проведены испытани  с положительными результатами.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Кориолисовый расходомер, содержащий пр мотрубный мерный участок с закрепленными на его концах фланцами, сопр женный с парой датчиков положени , установленных симметрично относительно электродинамического возбудител  колебаний , элемент разв зки и электронный блок, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  гидравлических потерь напора в жидкости и снижени  паразитных вибраций фланцев, в него введена каретка с двусторонней державкой, элемент разв зки

   выполнен из восьми идентичных упругих элементов, при этом электродинамический возбудитель колебаний установлен на каретке , каретка закреплена на упругих элементах , каждый из которых закреплен между фланцами, пара датчиков положени  закреплена на двусторонней державке, а погонна  масса m и длина I пр мотрубного мерного участка, длина b и погонна  масса т0 каждого упругого элемента, а также масса каретки Мк выбираютс  из соотношени  0,4ml Мк + 8/3 b mo.

   fc/