RU2079814C1

RU2079814C1 - Ultrasonic piezoconverter for flowmeter

Info

Publication number: RU2079814C1
Application number: RU94019608A
Authority: RU
Inventors: Николай Семенович Марьин
Original assignee: Николай Семенович Марьин
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: instrumentation, measurement of flow rate of liquid in pressure pipe-lines. SUBSTANCE: ultrasonic piezoconverter includes branch pipe 1, piezoelement 2, protector 3, damper 4, pipe union 5, insulator 6, sealing gasket 7 and nut 8. EFFECT: simplified design, enhanced operational reliability. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в ультразвуковых приборах, в частности при измерении расхода жидкостей, протекающих в напорных трубопроводах. The invention relates to instrumentation and may find application in ultrasonic devices, in particular when measuring the flow rate of liquids flowing in pressure pipelines.

Известен ультразвуковой преобразователь с демпфером [1]
К недостатку известного технического решения относится недостаточная помехоустойчивость и ограниченные эксплуатационные возможности.Known ultrasonic transducer with damper [1]
A disadvantage of the known technical solution is the lack of noise immunity and limited operational capabilities.

Наиболее близким аналогом изобретения является ультразвуковой преобразователь Марьина, содержащий пьезоэлемент, установленный между прожектором и демпфером и закрепленный в патрубке соосно ему посредством изолятора, одним концом связанного с демпфером, а другим через уплотнительную прокладку с патрубком [2]
Недостатком известного преобразователя являются ограниченные возможности, т. к. в случае применения его в измерительном участке трубопровода круглого сечения с малым углом ввода ультразвуковых колебаний, в котором держатели (патрубки) для преобразователей выполнены в виде цилиндрической втулки соответствующего размера и имеют удельную форму. Следовательно, преобразователь также должен иметь удлиненную форму, что крайне сложно.The closest analogue of the invention is a Maryin ultrasonic transducer containing a piezoelectric element mounted between a searchlight and a damper and fixed in the pipe coaxially to it by means of an insulator, one end connected to the damper, and the other through a sealing gasket with a pipe [2]
A disadvantage of the known transducer is its limited capabilities, because if it is used in a measuring section of a circular pipe with a small angle of ultrasonic vibrations, in which the holders (tubes) for the transducers are made in the form of a cylindrical sleeve of the corresponding size and have a specific shape. Therefore, the converter must also have an elongated shape, which is extremely difficult.

Кроме того, известный преобразователь имеет высокий уровень реверберационных помех. In addition, the known converter has a high level of reverberation noise.

Техническим результатом от использования изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик и снижение реверберационных помех. The technical result from the use of the invention is to improve operational characteristics and reduce reverberation interference.

Это достигается тем, что изолятор выполнен в виде трубки-фланца и скреплен с демпфером механически, а также тем, что преобразователь полностью демпфируется контролируемой жидкостью, а протектор выполнен из пористого материала, при этом изолятор может быть скреплен с демпфером с помощью штуцера. This is achieved by the fact that the insulator is made in the form of a tube-flange and mechanically attached to the damper, as well as the fact that the converter is completely damped by the controlled fluid and the protector is made of porous material, while the insulator can be attached to the damper using a fitting.

На чертеже представлено поперечное сечение преобразователя. The drawing shows a cross section of the Converter.

Преобразователь содержит патрубок 1, пьезоэлемент 2, протектор 3 и демпфер 4, выполненный за одно целое или смонтированным (приклеенным, приваренным и т.д.) пустотелым штуцером 5 с серьгой, изолятор 6, включающий пустотелую трубку с резьбой, монтируемую к тыльной стороне демпфера 4, и фланец, расположенный на противоположном конце трубки, уплотнительную прокладку 7 и гайку-ввертыш 8, с помощью которой преобразователь крепится к патрубку 1. The transducer contains a pipe 1, a piezoelectric element 2, a protector 3 and a damper 4, made in one piece or mounted (glued, welded, etc.) by a hollow fitting 5 with an earring, an insulator 6, including a hollow tube with a thread mounted to the back of the damper 4, and a flange located at the opposite end of the tube, a gasket 7 and a screw-nut 8, with which the converter is attached to the pipe 1.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

При подаче рабочего импульса на пьезоэлемент 2 звуковая волна через протектор 3 уходит в контролируемую среду. С тыльной стороны пьезоэлемента 2 звуковая волна принимается демпфером 4. Благодаря размещению резонатора, включающего пьезоэлемент, протектор и демпфер, полностью в контролируемой жидкости, в достаточной мере снижаются реверберационные помехи преобразователя. Резонатор со смонтированным на тыльной стороне демпфера штуцером позволяет использовать преобразователь с любым углом ввода ультразвуковых колебаний без изготовления нового преобразователя, меняя лишь длину трубки изолятора (толщина трубки не более 1/4 длины волны на резонансной частоте преобразователя не вносит помех). When a working pulse is supplied to the piezoelectric element 2, the sound wave through the tread 3 goes into a controlled environment. From the back of the piezoelectric element 2, the sound wave is received by the damper 4. Due to the placement of the resonator, including the piezoelectric element, protector and damper, completely in the controlled fluid, the reverberation noise of the converter is sufficiently reduced. A resonator with a fitting mounted on the rear side of the damper allows you to use a transducer with any angle of ultrasonic vibrations input without making a new transducer, changing only the length of the insulator tube (the tube thickness is not more than 1/4 of the wavelength at the resonant frequency of the transducer does not introduce interference).

Таким образом, за счет помещения преобразователя полностью в контролируемую жидкость резко снижается реверберационные шумы преобразователя за счет демпфирования паразитных колебаний преобразователя жидкостью. Thus, by placing the transducer completely in a controlled fluid, the reverberation noise of the transducer is sharply reduced due to the damping of parasitic vibrations of the transducer by the liquid.

Claims

1. A piezoelectric transducer for a flowmeter containing a piezoelectric element mounted between the tread and the damper and fixed in the pipe coaxially with the insulator, one end connected to the damper, and the other through a gasket with a pipe, characterized in that the insulator is made in the form of a flange tube and mechanically damped.

2. The converter according to claim 1, characterized in that the converter is completely damped by the controlled fluid.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the tread is made of porous material.

4. The Converter according to claim 1, characterized in that the insulator is fastened with a damper using a fitting.