RU2517996C1 - Датчик ультразвукового расходомера - Google Patents
Датчик ультразвукового расходомера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517996C1 RU2517996C1 RU2012149730/28A RU2012149730A RU2517996C1 RU 2517996 C1 RU2517996 C1 RU 2517996C1 RU 2012149730/28 A RU2012149730/28 A RU 2012149730/28A RU 2012149730 A RU2012149730 A RU 2012149730A RU 2517996 C1 RU2517996 C1 RU 2517996C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- flow
- passage channel
- acoustic
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Датчик ультразвукового расходомера может быть использован для определения расхода газов и жидкостей. Он состоит из пролетного канала, в торцах которого установлены акустические преобразователи, и двух патрубков, соединяющих пролетный канал с контролируемым трубопроводом. Акустическая ось преобразователей смещена относительно оси симметрии пролетного канала. Контролируемая среда из патрубков вводится в пролетный канал через его боковую поверхность, соединенную с боковой поверхностью патрубков, и таким же образом выводится из него. Технический результат - конструктивное упрощение устройства, уменьшение габаритов без ухудшения функциональных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к расходомерной технике, в частности к конструкциям время-импульсных ультразвуковых (УЗ) расходомеров, и может быть использована для определения расхода газов и жидкостей.
Измерение расхода ультразвуковым методом сводится к измерению скорости потока измеряемого вещества.
УЗ датчики расходомеров содержат измерительный (пролетный) канал, встроенный в основной трубопровод, входную и выходную камеры, в которых установлены электроакустические преобразователи. Электроакустические преобразователи излучают и принимают акустические импульсы, направляемые по потоку и против него. По разности времен прохождения импульса вдоль и против потока Δτ определяют скорость потока V по следующей формуле:
где Δτ=τ2-τ1; τ2 - скорость прохождения акустического импульса против потока; τ1 - скорость прохождения акустического импульса вдоль потока; L -путь, который проходит акустический импульс. Затем по известной площади поперечного сечения пролетного канала вычисляют расход измеряемой среды.
Известен датчик УЗ расходомера (JP, заявка №2009236850, Ультразвуковой расходомер), в состав которого входит пролетный канал и два крайних (коленных) участка, расположенные под углом к пролетному каналу. В коленных участках установлены акустические датчики, излучающие навстречу друг другу, которые зондируют поток, протекающий по пролетному участку.
Конструктивной особенностью такого типа расходомеров является то, что коленные соединения позволяют устанавливать акустические преобразователи таким образом, чтобы они не оказывали никакого возмущающего воздействия на измеряемый поток. Преобразователи можно установить как снаружи пролетного канала, так и внутри него - в области коленных соединений.
Недостатком рассматриваемого датчика являются его большие габариты, которые определяются не столько тем, что длина его средней части должна быть достаточной для получения значительной величины Δτ, а сколько тем, что элементы его соединения с контролируемым трубопроводом в связи с его конструктивными особенностями должны быть больших габаритов.
Известен УЗ датчик расходомера (патент RU №2331851, МПК G01F 1/66), габариты которого значительно меньше, чем у датчика, рассмотренного выше. По совокупности существенных признаков это решение является наиболее близким к предлагаемому.
Известный УЗ датчик расходомера содержит пролетный канал, каждый конец которого подсоединен к камере, а камеры соединены с концами контролируемого трубопровода. В этих проточных камерах установлены акустические преобразователи, с помощью которых измеряется скорость потока в пролетном канале.
Недостатком известного устройства является то, что акустические преобразователи находятся в камерах, которые заполнены водой. В подобного вида преобразователях акустические блоки оказывают влияние на поведение потока и искажают результаты измерения. В рассматриваемом решении это влияние сведено к минимуму за счет увеличения объема камер, т.е. за счет увеличения габаритов. Но вторым недостатком является сложность самой установки акустических блоков внутри камер, их гидроизоляция и гидроизоляция системы подводки электрического напряжения.
Задачей, решаемой изобретением, является разработка ультразвукового датчика небольших габаритов, в котором акустические блоки не оказывают возмущающего влияния на контролируемый поток.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый ультразвуковой датчик расходомера, как и известный, содержит пролетный канал и акустические преобразователи, направленные навстречу друг другу. Но, в отличие от известного, в предлагаемом датчике внешняя поверхность пролетного канала соединена с краями стенок двух патрубков, предназначенных для его соединения с контролируемым трубопроводом, а края каждого патрубка образованы вырезом части его поверхности вдоль его продольной стенки, контактирующей с пролетным каналом, на обоих концах которого выполнены отверстия для ввода и вывода измеряемой среды, причем акустические преобразователи установлены на глухих торцах пролетного канала со смещением акустической оси от оси симметрии канала в сторону, противоположную стороне с отверстиями.
Техническим результатом является конструктивное упрощение устройства за счет того, что в нем не возникает сложностей с гидроизоляцией проводов. Установка акустических преобразователей на торцах пролетного канала позволяет не размещать провода в измеряемой среде, при этом габариты устройства не увеличиваются. Для того чтобы указанные конструктивные изменения не повлияли на точность измерений, акустическая ось смещена в сторону смещения линии максимальной скорости потока, которое происходит при подведении потока к пролетному каналу через боковую стенку.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 2 формулы изобретения, характеризует датчик ультразвукового расходомера, в котором диаметры пролетного канала и дополнительных патрубков равны, а площади отверстий в боковых стенках пролетного канала выбраны из условия их равенства площади поперечного сечения пролетного канала.
Такое техническое решение обеспечивает постоянство поперечного сечения потока измеряемого вещества при его прохождении через датчик ультразвукового расходомера. Следствием этого является повышение достоверности измерений и минимизация потерь напора.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан предлагаемый датчик ультразвукового расходомера, вид спереди в разрезе.
Датчик ультразвукового расходомера содержит пролетный канал 1 с глухими торцами, на которых установлены акустические преобразователи 2, излучающие навстречу друг другу. Дополнительные патрубки 3 предназначены для соединения пролетного канала с контролируемым трубопроводом. Для того чтобы жидкость (газ) поступала из него в пролетный канал в них выполнены два отверстия 4 и 5 для ввода и вывода измеряемого потока. Особенностью патрубков является составная форма их поверхности в готовом изделии, поскольку вырезанную часть заменяет поверхность пролетного канала, которая приварена к краям выреза дополнительных патрубков. Ширина выреза определяется размером отверстий - она должна быть, по крайней мере, не меньше величины отверстия. Для выполнения условий, сформулированных в пункте 2 формулы изобретения, размеры отверстий должны быть такими, чтобы площадь каждого отверстия равнялась площади поперечного сечения пролетного канала и площади поперечного сечения дополнительного патрубка.
Жидкость (газ), при прохождении пролетного канала, зондируется акустическими преобразователями ультразвуковой частоты. При пропускании зондирующего сигнала по потоку в качестве излучателя работает первый акустический преобразователь, а в качестве приемного - второй. Ультразвуковые колебания проходят только по прямолинейному участку. Пропускание зондирующего сигнала против потока происходит аналогично, только в качестве излучателя работает второй преобразователь, а в качестве приемника - первый. При наличии расхода контролируемой среды происходит сложение векторов скорости ультразвуковых колебаний и скорости контролируемой среды, приводящее к изменению времени распространения ультразвука между электроакустическими преобразователями, при этом по направлению потока среды время уменьшается, а против потока возрастает.
В трубопроводах круглого сечения местные скорости потока изменяются вдоль сечения, принимая максимальные значения в области оси трубопровода. Функция, которая описывает такие изменения, называется эпюрой скоростей. При прохождении потока через рассматриваемый датчик ультразвукового расходомера эпюра скоростей в пролетном канале будет отличаться от осесимметричной формы из-за смещения области максимальных скоростей относительно оси трубопровода. Поэтому поступление контролируемой среды через боковую поверхность пролетного канала накладывает определенное условие на размещение преобразователей, а именно, они должны быть расположены не по центру канала, а со смещением акустической оси в сторону, противоположную стороне, на которой находятся входное и выходное отверстия, именно так смещается линия максимальной скорости эпюры скоростей. Такое расположение преобразователей позволяет зондировать поток в области его максимальных скоростей. Следствием этого является получение более гладкой расходомерной характеристики и повышение чувствительности расходомера.
Описание устройства показывает, что предложен достаточно малогабаритный датчик расходомера простой конструкции. При этом в этой конструкции отсутствуют элементы, которые могут оказывать возмущающее воздействие на поток и тем самым искажать достоверность измерений.
Claims (2)
1. Датчик ультразвукового расходомера, содержащий пролетный канал и электроакустические преобразователи, излучающие навстречу друг другу, отличающийся тем, что внешняя поверхность пролетного канала соединена с краями стенок двух патрубков, предназначенных для его соединения с контролируемым трубопроводом, а края каждого патрубка образованы вырезом части его поверхности вдоль его продольной стенки, контактирующей с пролетным каналом, на обоих концах которого выполнены отверстия для ввода и вывода контролируемой среды, причем электроакустические преобразователи установлены на глухих торцах пролетного канала со смещением акустической оси от оси симметрии канала в сторону, противоположную стороне с отверстиями.
2. Датчик ультразвукового расходомера, отличающийся тем, что диаметры пролетного канала и дополнительных патрубков равны, а площади отверстий в боковых стенках пролетного канала выбраны из условия их равенства площади поперечного сечения пролетного канала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149730/28A RU2517996C1 (ru) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Датчик ультразвукового расходомера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149730/28A RU2517996C1 (ru) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Датчик ультразвукового расходомера |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012149730A RU2012149730A (ru) | 2014-05-27 |
RU2517996C1 true RU2517996C1 (ru) | 2014-06-10 |
Family
ID=50775158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012149730/28A RU2517996C1 (ru) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | Датчик ультразвукового расходомера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517996C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184537U1 (ru) * | 2018-03-30 | 2018-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "АРГО-ЦЕНТР" | Первичный преобразователь теплосчетчика-расходомера |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1443779A (en) * | 1972-08-09 | 1976-07-28 | Danfoss As | Apparatus for ultrasonic flow measurement |
EP0152132A1 (en) * | 1984-01-27 | 1985-08-21 | N.V. Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP | An ultrasonic flow meter |
JP2004226333A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波流量計センサ |
RU2331851C2 (ru) * | 2006-07-31 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "ТЕПЛОПРИБОР" | Ультразвуковой расходомер |
-
2012
- 2012-11-21 RU RU2012149730/28A patent/RU2517996C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1443779A (en) * | 1972-08-09 | 1976-07-28 | Danfoss As | Apparatus for ultrasonic flow measurement |
EP0152132A1 (en) * | 1984-01-27 | 1985-08-21 | N.V. Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP | An ultrasonic flow meter |
JP2004226333A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波流量計センサ |
RU2331851C2 (ru) * | 2006-07-31 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "ТЕПЛОПРИБОР" | Ультразвуковой расходомер |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184537U1 (ru) * | 2018-03-30 | 2018-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "АРГО-ЦЕНТР" | Первичный преобразователь теплосчетчика-расходомера |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012149730A (ru) | 2014-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2598976C1 (ru) | Система и способ для ультразвукового измерения с использованием фитинга диафрагменного расходомера | |
TWI507665B (zh) | 超音波流量計 | |
JP2008134267A (ja) | 超音波流量測定方法 | |
RU2660011C1 (ru) | Способ и устройство для ультразвукового измерения расхода накладным методом и схемное устройство для управления ультразвуковым измерением расхода накладным методом | |
RU2612727C2 (ru) | Устройство для согласования ультразвуковых сигналов | |
RU2637381C2 (ru) | Ультразвуковой волновод | |
JP4535065B2 (ja) | ドップラー式超音波流量計 | |
CN114088151B (zh) | 外夹式多声道超声波流量检测装置及检测方法 | |
WO2017122239A1 (ja) | ガスメータ | |
WO2013157990A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
RU2517996C1 (ru) | Датчик ультразвукового расходомера | |
JP4688253B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JP2005091332A (ja) | 超音波流量計 | |
JP4827008B2 (ja) | 超音波流量計、超音波トランスジューサ、超音波送受信ユニットおよび超音波流量計を用いた流量測定方法 | |
JP3857373B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JPH0915012A (ja) | 超音波流量計 | |
JP3355130B2 (ja) | 流量計の脈動吸収構造 | |
KR100993617B1 (ko) | 외벽부착식 초음파 다회선 유량계 | |
JP4188386B2 (ja) | 超音波流量計 | |
JP3383576B2 (ja) | 流量計の脈動吸収構造 | |
JP2006126019A (ja) | 超音波流量計 | |
JP2005140729A (ja) | 超音波流量計 | |
KR100460258B1 (ko) | 초음파 유량측정 방법 및 장치 | |
JP2003161651A (ja) | 音波式計測装置 | |
KR20100007218A (ko) | 초음파 유량측정용 배관장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151122 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160810 |