RU32269U1

RU32269U1 - Primary transducer of an ultrasonic liquid or gas flow meter

Info

Publication number: RU32269U1
Application number: RU2003108614/20U
Authority: RU
Inventors: В.М. Гуревич; Д.А. Калугин; В.А. Козобродов; А.В. Макуев; Ю.С. Малхазов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Центрприбор-наука"
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2003-09-10

Description

ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСХОДОМЕРА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗАPRIMARY TRANSMITTER OF ULTRASONIC FLOW OR GAS FLOW METER

Предполагаемое изобретеьше относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения расхода жидкости или газа.The alleged invention still relates to measuring technique, in particular to devices for measuring the flow of liquid or gas.

Известна конструкция ультразвуковых расходомеров жидкости, разработанных и выпускаемых фирмой «Сименс, ФРГ, первичные преобразователи которых имеют проточную полость круглого или квадратного сечения и с каждого торца проточной полости установлены пьезопреобразователи с косыми отражателями, направляющими ультразвуковой луч вдоль оси потока попеременно по потоку и против него.A known design of ultrasonic liquid flowmeters developed and manufactured by Siemens, Germany, the primary transducers of which have a flow cavity of circular or square cross section and piezoelectric transducers with oblique reflectors that direct the ultrasonic beam along the flow axis alternately along the flow and against it, are installed at each end of the flow cavity.

В технике часто имеется необходимость измерять рециркуляционные потоки жидкости, в которых рециркуляция может быть от 100 % основного потока жиz кocти до долей процента, например, подача мазута к котлам ТЭЦ или котельной при различных тепловых нагрузках на котлах, особенно если мазут - резервное топливо; подача бензина в двигатель внутреннего сгорания через карбюратор при различных режимах работы этого двигателя. В двигателях внутреннего сгорания и котлах ТЭЦ подачаIn technology, there is often a need to measure recirculating fluid flows, in which recirculation can be from 100% of the main liquid flow to fractions of a percent, for example, supplying fuel oil to boilers of a thermal power plant or a boiler house at various heat loads on boilers, especially if fuel oil is a reserve fuel; supply of gasoline to the internal combustion engine through the carburetor at various operating modes of this engine. In internal combustion engines and CHP boilers

топлива, как правило, постоянна, а величина рециркуляции зависит от потребления топлива.fuel is usually constant, and the amount of recirculation depends on fuel consumption.

В приведенных примерах необходимо определять потребляемый расход жидкости, т.е. разность расходов по основному каналу (измерительной проточной полости) и каналу рециркуляции, т.е. по каналу рециркуляции жидкость возвращается либо в топливный бак двигателя, либо в мазутохранилище.In the above examples, it is necessary to determine the consumed fluid flow rate, i.e. the difference in costs along the main channel (measuring flow cavity) and the recirculation channel, i.e. through the recirculation channel, the liquid is returned either to the engine fuel tank or to the fuel oil storage.

В известных схемах названные задачи решаются установкой 2х расходомеров (на основном канале и рециркуляционном) и дополнительного вычислителя, определяющего разность расходов, чтоIn known schemes, these problems are solved by installing 2 flow meters (on the main channel and recirculation) and an additional calculator that determines the difference in costs, which

требует не только высоких затрат, но и снижает точность измерения, так как диапазон измерения расходов по каналу рециркуляции требуетсячООнаrequires not only high costs, but also reduces the accuracy of the measurement, since the range of measurement of costs through the recirculation channel is required

s рее процента, кроме того, каждый из двух вычислителей имеетs peer percent, in addition, each of the two calculators has

собственную погрещносгь.own baptism.

Целью предполагаемого изобретения является повышение точности измерения при существенном снижении затрат.The aim of the proposed invention is to improve the accuracy of measurements while significantly reducing costs.

Указанная цель достигается тем, что предлагается устройство, представляющее собой дифференциальный расходомер, в котором один и тот же ультразвуковой луч проходит через обе измерительные идентичные разделенные акустически прозрачной перегородкой полости основного и рециркуляционого потока, при этом если один поток луч проходит в попутном направлении, то другой поток - во встречном направлении (и наоборот при реверсе направления луча).This goal is achieved by the fact that a device is proposed, which is a differential flowmeter in which the same ultrasonic beam passes through two identical identical cavities of the main and recirculated flow separated by an acoustically transparent partition, while if one beam flows in the same direction, then the other flow - in the opposite direction (and vice versa when the beam direction is reversed).

На рис. 1 гоображена конструктивная схема предлагаемого первичного преобразователя, содержащего пару пьезоэлектропреобразователей (ПЭП) 1 и 2, размещенные в крайних справа и слева торцах проточных измерительных полостей 3 и 4, разделенных герметичной акустически прозрачной перегородкой 5 и при этом направление потоков относительно перегородки 5 реверсивное. ПЭПы соединены с вычислительным блоком 6. Акустически прозрачной перегородкой является, например.In fig. 1 shows a structural diagram of the proposed primary transducer containing a pair of piezoelectric transducers (PES) 1 and 2, located in the extreme right and left ends of the flow measuring cavities 3 and 4, separated by a sealed acoustically transparent partition 5 and the flow direction relative to the partition 5 is reversible. PEPs are connected to computing unit 6. An acoustically transparent partition is, for example.

металлическая мембрана с толщиной менее 1/2 длины волны акустического сигнала.metal membrane with a thickness of less than 1/2 the wavelength of the acoustic signal.

Таким образом, предлагаемый первичный преобразователь ультразвукового расходомера с помощью простейшего вычислительного устройства может выполнять функцию дифференциального расходомера, т.е. расходомера, определяющего разность расходов двух потоков.Thus, the proposed primary transducer of an ultrasonic flow meter using the simplest computing device can perform the function of a differential flow meter, i.e. a flow meter that determines the difference in the flow rates of two streams.

При использовании 2-х расходомеров и спецвычислителя для определения разности расходов, каждый электронный блок каждого расходомера и спецвычислителя имеют собственные основные и дополнительные погрешзности, к которым относятся разные характеристики ПЭПов, применяемых в разных расходомерах, разные температурные погрещности конструкции и электросхемы, влияние различных помех по сети питания и т.д.; очевидно, что в предлагаемой конструкции дифференциального расходомера все названные основные и дополнительные погрепшости отсутствуют или, как минимум, в 3 раза меньше (по числу вычислительных блоков).When using 2 flow meters and a special calculator to determine the difference in costs, each electronic unit of each flow meter and special calculator has its own main and additional errors, which include different characteristics of the probes used in different flow meters, different temperature errors in the design and wiring diagrams, the effect of various noise on power networks, etc .; it is obvious that in the proposed design of the differential flowmeter, all the mentioned main and additional faults are absent or at least 3 times less (in terms of the number of computing units).

Claims

A primary transducer of an ultrasonic liquid or gas flow meter containing a measuring flow cavity, one or more pairs of piezoelectric transducers, each pair of which alternately performs the function of a transmitter or receiver of the same ultrasonic signal, characterized in that it contains two identical flow cavities separated hydraulically sealed, but a transparent acoustical partition, and piezoelectric transducers from each pair are located on opposite sides of the partition on the opposite x from this flow baffle surfaces of the cavities, and the direction of flow with respect to the partition reversible.