RU2125240C1

RU2125240C1 - Tensoresistance flow transducer

Info

Publication number: RU2125240C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Евгеньевич Морозовский; Андрей Юрьевич Хусаинов; Владимир Федорович Семенюк; Анатолий Иванович Кравченко
Original assignee: Виктор Евгеньевич Морозовский; Андрей Юрьевич Хусаинов; Владимир Федорович Семенюк; Анатолий Иванович Кравченко
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: tensoresistance flow transducer has bellows, narrowing member placed between bellows that are pressed against it by axial loading device. Tensoresistive members are mated to pipe unions and narrowing member, are oriented along longitudinal axes of bellows and are stretched in advance. EFFECT: high precision of measurement of flow rate of liquid. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью расхода жидкости. The invention relates to measuring technique and can be used to measure with high accuracy fluid flow.

Известен сигнализатор изменения потока жидкости в трубопроводе, представляющий собой сужающее устройство с эластичной оболочкой, размещенное между двумя сильфонами с внутренними эластичными оболочками. При этом полости, образованные эластичными оболочками, соединены между собой дросселирующими устройства, а на наружной поверхности сужающего устройства расположен сердечник дифференциального трансформатора, закрепленного на кожухе. Known signaling the change in fluid flow in the pipeline, which is a constricting device with an elastic membrane, located between two bellows with internal elastic membranes. In this case, the cavities formed by elastic shells are interconnected by throttling devices, and on the outer surface of the narrowing device there is a core of the differential transformer mounted on the casing.

К недостаткам данной конструкции следует отнести сложность конструкции, многодетальность, малый частотный диапазон измерения, связанный с небольшой осевой жесткостью, нестабильность выходной характеристики при малых значениях расхода, большая инерционность, обуславливающая погрешности измерения при быстротекущих процессах, низкая точность измерений и высокий гистерезис. The disadvantages of this design include the complexity of the design, large detail, a small measurement frequency range associated with small axial rigidity, instability of the output characteristic at low flow rates, high inertia, which leads to measurement errors during fast processes, low measurement accuracy and high hysteresis.

Целью изобретения является повышение точности измерения. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Эта цель достигается тем, что датчик снабжен устройством осевого нагружения для предварительного сжатия сильфонов, а преобразователь перемещения выполнен в виде предварительно растянутых тензорезисторов. This goal is achieved by the fact that the sensor is equipped with an axial loading device for pre-compression of the bellows, and the displacement transducer is made in the form of pre-stretched strain gages.

Конструкция датчика представлена на чертеже. The design of the sensor is shown in the drawing.

Он включает штуцера 1 и 2, сильфоны 3 и 4, диафрагму 5, регулировочную прокладку 6, винты 7 и тензорезистивные элементы 8 и 9. П-образный штуцер 1 герметично сопряжен с сильфоном 4. Сильфон 3 герметично сопряжен с нажимным штуцером 2, а также сильфоны 3 и 4 герметично соединены с диафрагмой 5. Нажимной штуцер 2 сопряжен с П-образным штуцером 1 через регулировочную прокладку 6 с помощью винтов 7. При этом оба сильфона находятся в сжатом состоянии. Тензорезистивные элементы 8 с предварительным растяжением размещены между нажимным штуцером и диафрагмой, а тензорезистивные элементы 9 с предварительным растяжением размещены между диафрагмой и корпусом. It includes a fitting 1 and 2, bellows 3 and 4, a diaphragm 5, an adjusting gasket 6, screws 7 and strain gauge elements 8 and 9. The U-shaped fitting 1 is hermetically connected to the bellows 4. The bellows 3 is hermetically connected to the pressure fitting 2, and the bellows 3 and 4 are hermetically connected to the diaphragm 5. The pressure fitting 2 is connected to the U-shaped fitting 1 through the adjusting gasket 6 using screws 7. In this case, both bellows are in a compressed state. Strain gages 8 with pre-stretching are placed between the pressure fitting and the diaphragm, and strain gages 9 with pre-stretching are placed between the diaphragm and the housing.

Работает датчик следующим образом. The sensor operates as follows.

При подаче измеряемого потока жидкости, например через П-образный штуцер, диафрагма перемещается, частично разгружая от усилия предварительного осевого сжатия сильфон 4 и догружая предварительно растянутые тензорезистивные элементы 9. Одновременно догружается осевым сжатием сильфон 3 и частично разгружаются от осевого растяжения тензорезистивные элементы 8. При равенстве осевых жесткостей сильфонов 3 и 4 и тензорезистивных элементов 8 и 9 последние испытывают приращение осевых деформаций на равную величину, но противоположного знака, что позволяет реализовать электрическую мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами. Линейность датчика обеспечивается тем, что нелинейности его упругих элементов суммируются с разными знаками при одинаковой абсолютной величине, обусловленной идентичностью сильфонов и тензорезистивных элементов. Предварительное осевое деформирование сильфонов и тензорезистивных элементов с усилием, составляющим не менее половины усилия, обусловленного действием номинального измеряемого потока жидкости на диафрагму, обеспечивает неизменность знака напряжения в их сечениях. When a measured fluid flow is supplied, for example, through a U-shaped nozzle, the diaphragm moves, partially unloading the bellows 4 from the pre-axial compression force and loading the previously stretched strain-resistant elements 9. At the same time, the bellows 3 is loaded by axial compression and the strain-resisting elements partially unload from axial tension 8. When the axial stiffness of the bellows 3 and 4 and the strain gauge elements 8 and 9 are equal, the latter experience an increment of axial deformations by an equal amount, but of the opposite sign, h on allows for an electrical bridge circuit with four active strain gauges. The linearity of the sensor is ensured by the fact that the nonlinearities of its elastic elements are summed with different signs at the same absolute value, due to the identity of the bellows and the strain gauge elements. Preliminary axial deformation of the bellows and strain gauge elements with a force of at least half the force due to the action of the nominal measured fluid flow on the diaphragm ensures that the stress sign in their sections does not change.

Claims

A strain gauge flow sensor containing a constricting element located between two bellows, a displacement transducer associated with a constricting element, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, it is equipped with an axial loading device for pre-compression of the bellows, and the displacement transducer is made in the form of pre-stretched strain gages.