RU47097U1 - VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) - Google Patents
VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU47097U1 RU47097U1 RU2005107237/22U RU2005107237U RU47097U1 RU 47097 U1 RU47097 U1 RU 47097U1 RU 2005107237/22 U RU2005107237/22 U RU 2005107237/22U RU 2005107237 U RU2005107237 U RU 2005107237U RU 47097 U1 RU47097 U1 RU 47097U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- sensor
- layer
- flow
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерителям объема или массы жидкости или газа, работающим по принципу измерения частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы, которая прямо пропорциональна скорости движущейся среды и может использоваться в расходометрии в нефтяной, газовой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.п. Задачи:The utility model relates to measuring instruments for the volume or mass of a liquid or gas, operating on the principle of measuring the frequency of vortices generated in the flow of a measured medium flowing around a body of a special shape, which is directly proportional to the speed of the moving medium and can be used in flow metering in the oil, gas industry, housing and communal services farm, etc. Tasks:
- повышение точности измерений за счет компенсации изменений температур измеряемой среды (компенсация пироэффекта) - 1 вариант.- improving the accuracy of measurements by compensating for changes in the temperature of the measured medium (compensation pyroeffect) - 1 option.
- повышение точности измерений малых расходов за счет увеличения амплитуды- improving the accuracy of small flow measurements by increasing the amplitude
полезного сигнала (увеличение соотношения полезного сигнала к шуму) - II вариант;useful signal (increase in the ratio of useful signal to noise) - II option;
Датчик вихревого расходомера содержит корпус 1, установленный в измерительной трубе (на чертеже не показана). В корпусе 1 жестко закреплено тело обтекания 2, расположенное по диаметру корпуса. В отверстие в стенке корпуса за телом обтекания 2 вставлен чувствительный элемент 3, состоящий из жесткой пластины 4, балансира 5 и мембраны 6, которые выполнены единой деталью. К мембране 6 прилегает пьезоэлемент 7, соединенный непосредственно с устройством 8 обработки сигнала и выполненный в виде двух плоских пластин, собранных:The vortex flowmeter sensor comprises a housing 1 mounted in a measuring tube (not shown in the drawing). In the housing 1, a flow body 2 is rigidly fixed, located along the diameter of the housing. A sensing element 3, consisting of a rigid plate 4, a balancer 5 and a membrane 6, which are made as a single part, is inserted into the hole in the wall of the housing behind the body of the flow 2. A piezoelectric element 7 adjacent to the membrane 6 is connected directly to the signal processing device 8 and is made in the form of two flat plates assembled:
- Вариант 1: по последовательной схеме соединения слоев и определенно поляризованных.- Option 1: sequentially connecting layers of layers and definitely polarized.
- Вариант 2: по параллельной схеме соединения слоев и определенно поляризованных.- Option 2: in a parallel pattern of connecting layers and definitely polarized.
В первом варианте выполнение пьезоэлемента двухслойным, собранным по последовательной схеме соединений, позволяет исключить вредное влияние пироэлектрических эффектов. Температурные флюктуации могут вызвать генерирование пьезокерамическим элементом относительно высокие импульсы напряжений, которые могут быть определены устройством обработки сигнала как полезный сигнал. При некотором значении напряжения возможно также дезориентация доменов и деполяризация элемента. Это, в свою очередь, может оказать влияние на снижение точности измерения датчика и потенциально вывести из строя входные цепи усилителя. Последовательные двухслойные элементы не имеют проблем, связанных с температурными изменениями, т.к. пластины, имеющие противоположное направление поляризации, компенсируют пироэлектрический эффект. Это решение позволяет In the first embodiment, the implementation of the piezoelectric element two-layer, assembled according to the serial connection diagram, eliminates the harmful effects of pyroelectric effects. Temperature fluctuations can cause the piezoelectric element to generate relatively high voltage pulses, which can be determined by the signal processing device as a useful signal. At a certain voltage value, domain disorientation and depolarization of the element are also possible. This, in turn, can have an effect on reducing the measurement accuracy of the sensor and potentially damage the input circuits of the amplifier. The successive bilayer elements do not have problems associated with temperature changes, as plates having the opposite direction of polarization compensate for the pyroelectric effect. This solution allows
применять датчик вихревого расходомера для измерения расхода высокотемпературных сред. Во втором варианте выполнение пьезоэлемента двухслойным, собранным по параллельной схеме соединения, позволяет получить сигнал с высокой амплитудой. При этом соотношение полезный сигнал/шум увеличивается. Это решение позволяет измерять малые расходы с высокой точностью. Результирующая сила, переданная от мембраны 6 к двухслойному пьезоэлементу 7, растягивает один пьезокерамический слой и сжимает другой. Это физическое воздействие создает электрическое напряжение в каждом слое. В параллельных двухслойных элементах электрические поля и напряжения, вызываемые растягивающей и сжимающей силой, имеют одинаковое направление. Сумма напряжения, генерируемого силой растяжения, и напряжения, генерируемого силой сжатия, отражают уровень воздействующей физической силы. Таким образом, последовательная схема соединения электродов позволяет повысить чувствительность пьезоэлемента, что повышает точность измерений.use a vortex flowmeter sensor to measure the flow of high-temperature media. In the second embodiment, the implementation of the piezoelectric element two-layer, assembled in a parallel connection scheme, allows to obtain a signal with high amplitude. In this case, the signal-to-noise ratio increases. This solution allows you to measure low costs with high accuracy. The resulting force transferred from the membrane 6 to the two-layer piezoelectric element 7 stretches one piezoceramic layer and compresses the other. This physical effect creates an electrical voltage in each layer. In parallel two-layer elements, the electric fields and stresses caused by tensile and compressive forces have the same direction. The sum of the stress generated by the tensile force and the stress generated by the compression force reflect the level of the acting physical force. Thus, a consistent electrode connection scheme allows to increase the sensitivity of the piezoelectric element, which increases the accuracy of the measurements.
Description
Полезная модель относится к измерителям объема или массы жидкости или газа, работающим по принципу измерения частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы, которая прямо пропорциональна скорости движущейся среды и может использоваться в расходометрии в нефтяной, газовой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.п.The utility model relates to measuring instruments for the volume or mass of a liquid or gas, operating on the principle of measuring the frequency of vortices generated in the flow of a measured medium flowing around a body of a special shape, which is directly proportional to the speed of the moving medium and can be used in flow metering in the oil, gas industry, housing and communal services farm, etc.
Известен датчик вихревого расходомера, описанный в св. №16551 на полезную модель «Первичный преобразователь вихревого расходомера по кл. G 01 F 1/32, з. 07.09.04, оп. 10.01.01.Known sensor vortex flowmeter described in St. No. 16551 for the utility model "The primary transducer of a vortex flowmeter according to class. G 01 F 1/32, c. 09/07/04, op. 01/10/01.
Известный датчик закреплен в трубопроводе посредством установочного фланца и содержит пьезоэлемент, выполненный разъемным из двух полых полуцилиндров, электрически изолированных друг от друга, связанный с ним чувствительный элемент из жесткого стержня и двух гибких мембран, и формирователь вихрей в виде размещенного симметрично относительно внутреннего диаметра трубы встречно потоку тела обтекания, состоящего из расположенных последовательно головного элемента, промежуточной и хвостовой секций различной ширины, причем пьезоэлемент расположен со стороны торца тела обтекания, в промежуточной секции которого выполнен сквозной паз для размещения в нем чувствительного элемента из отдельно выполненных расположенного в пазу жесткого стержня, переходящего за телом обтекания в трубку, и двух гибких мембран, закрывающих снаружи сквозной паз и жестко прикрепленных по их периметру к поверхности тела обтекания, а также скрепленных в их центральной части с жестким стержнем, при этом тело обтекания со стороны размещения пьезоэлемента неразъемно соединено торцом с установочным фланцем, а трубка с пьезоэлементом жестко закреплена внутри установочного фланца. Недостатком известного датчика является сложность конструкции и технологии изготовления, а также высокая виброчувствительность, снижающая точность измерений. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является датчик вихревого расходомера, описанный в п. США №6352000 по кл. G 01 F 1/32, з. 10.08.99. оп. 05.03.02.The known sensor is fixed in the pipeline by means of an installation flange and contains a piezoelectric element made detachable from two hollow half-cylinders, electrically isolated from each other, a sensitive element connected from it from a rigid rod and two flexible membranes, and a vortex generator in the form of an opposed tube placed symmetrically relative to the inner diameter of the pipe the flow of a streamline body consisting of a successive head element, an intermediate and a tail section of different widths, and a piezoelectric element t is located on the side of the end face of the flow around the body, in the intermediate section of which a through groove is made to accommodate a sensitive element in it from a separately made rigid rod located behind the body of the flow around the tube, and two flexible membranes that close the outside of the through groove and are rigidly attached to their perimeter to the surface of the flow around the body, as well as fastened in their central part with a rigid rod, while the body of the flow around the placement of the piezoelectric element is inextricably connected by the end face to the installation th flange, a tube with a piezoelectric element is rigidly fixed inside the mounting flange. A disadvantage of the known sensor is the complexity of the design and manufacturing technology, as well as high vibration sensitivity, which reduces the accuracy of the measurements. Closest to the technical nature of the claimed is a vortex flowmeter sensor described in p. US No. 6352000 class. G 01 F 1/32, c. 08/10/99. op. 03/05/02.
Известный датчик вихревого расходомера содержит корпус с выступами, установленный в измерительной трубе, в котором размещены: тело обтекания, расположенное по ее диаметру и закрепленное в ней, чувствительный элемент, вставленный в отверстие в стенке измерительной трубы ниже плохообтекаемого тела и состоящий из диафрагмы с The known sensor of the vortex flowmeter contains a housing with protrusions mounted in the measuring tube, in which are located: a flow body located along its diameter and fixed in it, a sensing element inserted into the hole in the wall of the measuring tube below the streamlined body and consisting of a diaphragm with
двумя параллельными поверхностями, одна из которых соединена непосредственно с сенсором, выполненным в виде крыла (1 вариант) или рукава (2 вариант), соединенного в верхней части с балансиром; пьезоэлемент в виде плоской пластины, лежащей на диафрагме и имеющий три электрода: базовый на нижней поверхности пластины и два электрода на верхней ее поверхности, симметричных относительно оси симметрии сенсора; контактный корпус из керамики в виде кольца, прилегающего к пьезоэлементу и имеющего три контактные области, соединенные с помощью проводов с преобразователем.two parallel surfaces, one of which is connected directly to the sensor, made in the form of a wing (1 option) or a sleeve (2 option), connected in the upper part with a balancer; a piezoelectric element in the form of a flat plate lying on the diaphragm and having three electrodes: a base on the lower surface of the plate and two electrodes on its upper surface, symmetrical about the axis of symmetry of the sensor; ceramic contact housing in the form of a ring adjacent to the piezoelectric element and having three contact areas connected by wires to the transducer.
Недостатком известного датчика является не очень высокая точность измерений, обусловленная тем, что при колебаниях температуры пьезокерамический элемент генерирует относительно высокие значения напряжения, что может привести к дезориентации доменов и деполяризации элемента, а это, в свою очередь, может оказать влияние на точность измерения датчика и вывести из строя входные цепи усилителя. Также известный датчик имеет не очень высокую точность измерений малых расходов. Задачей заявляемого технического решения является:A disadvantage of the known sensor is not very high measurement accuracy, due to the fact that when the temperature fluctuates, the piezoceramic element generates relatively high voltage values, which can lead to disorientation of domains and depolarization of the element, and this, in turn, can affect the measurement accuracy of the sensor and disable input circuits of the amplifier. Also, the known sensor has a not very high accuracy of small flow measurements. The objective of the proposed technical solution is:
- в первом варианте повышение точности измерений за счет компенсации влияния температурных флуктуации;- in the first embodiment, improving the accuracy of measurements by compensating for the influence of temperature fluctuations;
- во втором варианте повышение точности измерения малых расходов за счет увеличения полезного сигнала.- in the second embodiment, improving the accuracy of measuring low costs by increasing the useful signal.
Поставленная задача решается тем. что:The problem is solved by that. what:
- в первом варианте в датчике вихревого расходомера, содержащем установленный в измерительной трубе корпус, в котором размещены тело обтекания, расположенное по диаметру корпуса и закрепленное в нем, чувствительный элемент, вставленный в отверстие в стенке корпуса за телом обтекания и включающий сенсор и мембрану, нижняя поверхность которой соединена непосредственно с сенсором, выполненным в виде жесткой пластины, соединенного в верхней части с балансиром, и пьезоэлементы в виде плоских пластин, прилегающих к верхней поверхности мембраны и имеющих три электрода - базовый на одной поверхности пластины и два электрода на противовоположной ее поверхности, симметричных относительно оси симметрии сенсора, связанных с устройством обработки сигнала, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, пьезоэлемент выполнен двухслойным, собранным по последовательной схеме соединения слоев, причем базовые электроды расположены на прилегающих друг к другу поверхностях пластин, а электроды, симметричные относительно оси симметрии - in the first embodiment, in the sensor of the vortex flowmeter containing a housing installed in the measuring tube, in which a flow body is located, located along the diameter of the body and fixed therein, a sensing element inserted into the hole in the wall of the body behind the flow body and including a sensor and a membrane, lower the surface of which is connected directly to the sensor, made in the form of a rigid plate connected in the upper part to the balancer, and piezoelectric elements in the form of flat plates adjacent to the upper surface of the membrane and having three electrodes - a base on one plate surface and two electrodes on its opposite surface, symmetrical with respect to the axis of symmetry of the sensor, associated with the signal processing device, ACCORDING TO THE INVENTION, the piezoelectric element is made of a two-layer assembled according to a series connection scheme of layers, and the base electrodes are located on surfaces of plates adjacent to each other, and electrodes symmetrical about the axis of symmetry
сенсора, - на наружных поверхностях пластин, при этом электроды соединены непосредственно с устройством обработки;sensor - on the outer surfaces of the plates, while the electrodes are connected directly to the processing device;
- во втором варианте в датчике вихревого расходомера, содержащем установленный в измерительной трубе корпус, в котором размещены тело обтекания, расположенное по диаметру корпуса и закрепленное в нем, чувствительный элемент, вставленный в отверстие в стенке корпуса за телом обтекания и включающий сенсор и мембрану, нижняя поверхность которой соединена непосредственно с сенсором, выполненным в виде жесткой пластины, соединенного в верхней части с балансиром, и пьезоэлементы в виде плоских пластин, прилегающих к верхней поверхности мембраны и имеющих три электрода - базовый на одной поверхности пластины и два электрода на противовоположной ее поверхности, симметричных относительно оси симметрии сенсора, связанных с устройством обработки сигнала, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, пьезоэлемент выполнен двухслойным, собранным по параллельной схеме соединения слоев, причем базовые электроды в каждом слое расположены на наружных поверхностях пластин, а электроды, симметричные относительно оси симметрии сенсора, - на прилегающих друг к другу поверхностях пластин, при этом электроды соединены непосредственно с устройством обработки сигнала.- in the second embodiment, in the sensor of the vortex flowmeter containing a housing installed in the measuring tube, in which a flow body is located, located along the diameter of the body and fixed therein, a sensing element inserted into the hole in the wall of the body behind the flow body and including a sensor and a membrane, lower the surface of which is connected directly to the sensor, made in the form of a rigid plate connected in the upper part to the balancer, and piezoelectric elements in the form of flat plates adjacent to the upper surface of the membranes and having three electrodes - a base electrode on one surface of the plate and two electrodes on its opposite surface, symmetrical with respect to the axis of symmetry of the sensor associated with the signal processing device, ACCORDING TO THE INVENTION, the piezoelectric element is made of two layers assembled according to a parallel circuit of connecting the layers, and the basic electrodes in each the layer is located on the outer surfaces of the plates, and the electrodes symmetrical with respect to the axis of symmetry of the sensor are located on the adjacent surfaces of the plates, while the electrodes with integrated directly with the signal processing device.
Выполнение в первом варианте пьезоэлемента двухслойным, собранным по последовательной схеме соединений слоев, в совокупности с непосредственным подсоединением его электродов к устройству обработки сигнала позволяет исключить вредное влияние пироэлектрических эффектов. Температурные флюктуации могут вызвать генерирование пьезокерамическим элементом относительно высокие импульсы напряжений, которые могут быть определены устройством обработки сигнала как полезный сигнал. При некотором значении напряжения возможно также дезориентация доменов и деполяризация элемента. Это, в свою очередь, может оказать влияние на снижение точности измерения датчика и потенциально вывести из строя входные цепи усилителя. Последовательные двухслойные элементы не имеют проблем, связанных с температурными изменениями, т.к. пластины, имеющие противоположное направление поляризации, компенсируют пироэлектрический эффект.The implementation in the first embodiment of the piezoelectric element of a two-layer, assembled in a sequential scheme of layer connections, in conjunction with the direct connection of its electrodes to the signal processing device, eliminates the harmful effects of pyroelectric effects. Temperature fluctuations can cause the piezoelectric element to generate relatively high voltage pulses, which can be determined by the signal processing device as a useful signal. At a certain voltage value, domain disorientation and depolarization of the element are also possible. This, in turn, can have an effect on reducing the measurement accuracy of the sensor and potentially damage the input circuits of the amplifier. The successive bilayer elements do not have problems associated with temperature changes, as plates having the opposite direction of polarization compensate for the pyroelectric effect.
Выполнение во втором варианте пьезоэлемента двухслойным, собранным по параллельной схеме соединения слоев, в совокупности с непосредственным подсоединением его электродов к устройству обработки сигнала позволяет получить сигнал с высокой амплитудой. При этом соотношение полезный сигнал/ шум увеличивается. Это решение позволяет измерять малые расходы с высокой точностью в тех средах, где нет температурных флуктуации.The implementation in the second embodiment of the piezoelectric element of a two-layer assembled according to a parallel scheme of connecting the layers, in conjunction with the direct connection of its electrodes to the signal processing device, allows to obtain a signal with high amplitude. In this case, the signal-to-noise ratio increases. This solution allows you to measure low flow rates with high accuracy in those environments where there are no temperature fluctuations.
В сравнении с прототипом заявляемый датчик обладает новизной, отличаясь от него в обоих вариантах непосредственным подсоединением электродов пьезоэлемента к устройству обработки сигнала и выполнением пьезоэлемента двухслойным, собранным в зависимости от решаемой задачи либо по последовательной схеме соединений (в первом варианте), либо по параллельной схеме соединений (во втором варианте), обеспечивающими достижение заданного результата.Compared with the prototype, the inventive sensor has a novelty, differing from it in both versions by directly connecting the piezoelectric electrodes to the signal processing device and performing the two-layer piezoelectric element, assembled depending on the problem being solved either by a serial connection diagram (in the first embodiment) or by a parallel connection diagram (in the second embodiment), ensuring the achievement of a given result.
Заявляемый датчик вихревого расходомера в обоих его вариантах может широко использоваться в расходометрии в нефтяной, газовой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive vortex flowmeter sensor in both its variants can be widely used in flowmetering in the oil, gas industry, housing and communal services, and therefore meets the criterion of "industrial applicability".
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:The inventive utility model is illustrated by drawings, which are presented on:
- фиг.1 - вид датчика в разрезе;- figure 1 is a sectional view of the sensor;
- фиг.2 - вид двухслойного пьезоэлемента при последовательном соединении слоев;- figure 2 is a view of a two-layer piezoelectric element in series connection of layers;
- фиг.3 - вид двухслойного пьезоэлемента при параллельном соединении слоев;- figure 3 is a view of a two-layer piezoelectric element with a parallel connection of the layers;
Датчик вихревого расходомера содержит корпус 1, установленный в измерительной трубе (на чертеже не показана). В корпусе 1 жестко закреплено тело обтекания 2, расположенное по диаметру корпуса. В отверстие корпуса 1 за телом обтекания 2 вставлен чувствительный элемент 3, состоящий из жесткой пластина 4, балансира 5 и мембраны 6, к которой сверху прилегает пьезоэлемент 7 с электродами, который выполнен двухслойным, собранным в зависимости от решаемой задачи либо по последовательной схеме соединений (первый вариант), либо по параллельной схеме соединений слоев (второй вариант), сигнал с которых снимается на устройство 8 обработки сигнала непосредственно посредством прижима проводника. Конструктивно датчик вихревого расходомера выполнен следующим образом (фиг.1). Корпус 1 имеет выступы для подсоединения к трубопроводу потока жидкости и соединен с трубой (на чертеже не показана). В нем выполнено внутреннее отверстие круглого сечения, ось которого совпадает с осью трубопровода. Чувствительный элемент 3 установлен в корпусе 1 за телом обтекания 2 таким образом, что продольная ось тела обтекания 2 совпадает с продольной осью симметрии жесткой пластины 4, выполненной, в частности, клинообразной. Уплотнение чувствительного элемента 3 обеспечивается с помощью неметаллической прокладки 9 и металлического фланца 10. Тело обтекания 2 может представлять собой, например, призму треугольного сечения или иметь другую форму. Пьезоэлемент 7 выполнен, в частности, в виде двух колец.The vortex flowmeter sensor comprises a housing 1 mounted in a measuring tube (not shown in the drawing). In the housing 1 is rigidly fixed flow body 2, located along the diameter of the housing. A sensing element 3 is inserted into the opening of the housing 1 behind the flow around body 2, consisting of a rigid plate 4, a balancer 5 and a membrane 6, to which a piezoelectric element 7 with electrodes adjoins, which is made of a two-layer one, assembled depending on the task being solved or according to a serial connection diagram ( the first option), or in a parallel scheme of layer connections (second option), the signal from which is removed to the signal processing device 8 directly by pressing the conductor. Structurally, the sensor of the vortex flowmeter is made as follows (figure 1). The housing 1 has protrusions for connecting to the pipeline fluid flow and is connected to the pipe (not shown). It made an inner hole of circular cross section, the axis of which coincides with the axis of the pipeline. The sensing element 3 is installed in the housing 1 behind the body of the flow around 2 so that the longitudinal axis of the body of the flow 2 coincides with the longitudinal axis of symmetry of the rigid plate 4, made in particular wedge-shaped. The sealing of the sensing element 3 is provided by means of a non-metallic gasket 9 and a metal flange 10. The body of the flow around 2 may be, for example, a triangular section prism or have a different shape. The piezoelectric element 7 is made, in particular, in the form of two rings.
В первом варианте выполнения (фиг.2) при последовательном соединении слоев пьезоэлемента 7 базовые электроды А на нем расположены на прилегающих друг к In the first embodiment (Fig. 2), when the layers of the piezoelectric element 7 are connected in series, the base electrodes A are located on adjacent to each other
другу поверхностях пластин, а электроды Б, симметричные относительно оси симметрии сенсора, - на наружных поверхностях пластин.to the other surfaces of the plates, and electrodes B, symmetrical about the axis of symmetry of the sensor, on the outer surfaces of the plates.
Во втором варианте (фиг.3) при параллельном соединении слоев на пьезоэлементе 7 базовые электроды А в каждом слое расположены на наружных поверхностях пластин, а электроды Б, симметричные относительно оси симметрии сенсора, - на прилегающих друг к другу поверхностях пластин.In the second embodiment (Fig. 3), when the layers on the piezoelectric element 7 are connected in parallel, the base electrodes A in each layer are located on the outer surfaces of the plates, and the electrodes B, symmetrical with respect to the axis of symmetry of the sensor, are located on the adjacent surfaces of the plates.
Датчик вихревого расходомера работает следующим образом. При протекании жидкой или газообразной среды по измерительной трубе тело обтекания 2 создает вокруг себя завихрения потока, образующие колебания давления среды. Жесткая пластина 4 непосредственно воспринимает колебания местного давления в жидкости, паре или газе и передает на мембрану 6, которая, в свою очередь, передает усилие на пьезоэлемент 7. Выбор размеров, массы балансира 5, а также применение дифференциальной схемы 8 обработки сигналов пьезоэлемента 7 позволяют скомпенсировать вибрации трубопровода. Силы инерции, вызванные вибрациями трубопровода, действуют и на чувствительную часть жесткой пластины 4 и на балансир 5. Пьезоэлемент 7 преобразует механическое усилие сжатия в электрический сигнал, изменяющийся с частотой образования вихрей, которая, в свою очередь, пропорциональна расходу среды, и который далее снимается с электродов А и Б и поступает на устройство 8 обработки сигнала. Сигнал снимается непосредственно с электродов А и Б.The sensor of the vortex flowmeter operates as follows. When a liquid or gaseous medium flows through the measuring tube, the body of the flow around 2 creates around itself a swirl of the flow, forming fluctuations in the pressure of the medium. The rigid plate 4 directly perceives local pressure fluctuations in the liquid, vapor or gas and transfers it to the membrane 6, which, in turn, transfers the force to the piezoelectric element 7. The choice of sizes, mass of the balancer 5, as well as the use of the differential circuit 8 for processing the signals of the piezoelectric element 7 allow compensate for vibrations in the pipeline. The inertial forces caused by vibrations of the pipeline act on the sensitive part of the rigid plate 4 and on the balancer 5. The piezoelectric element 7 converts the mechanical compression force into an electrical signal that changes with the frequency of vortex formation, which, in turn, is proportional to the flow rate of the medium, and which is then removed from the electrodes A and B and is supplied to the signal processing device 8. The signal is taken directly from electrodes A and B.
Последовательное соединение (вариант 1) электродов пьезоэлемента 7 позволяет исключить вредное влияние пироэлектрических эффектов. Выполнение пьезоэлемента двухслойным при непосредственном съеме сигнала с электродов повышает точность измерения за счет компенсации колебаний температуры измеряемой среды.The serial connection (option 1) of the electrodes of the piezoelectric element 7 eliminates the harmful effects of pyroelectric effects. The implementation of the piezoelectric element with a two-layer when directly picking up the signal from the electrodes increases the accuracy of the measurement by compensating for temperature fluctuations of the measured medium.
Параллельное соединение (вариант 2) электродов пьезоэлемента 7 позволяет повысить чувствительность пьезоэлемента. Это позволяет измерять малые расходы с большей точностью.The parallel connection (option 2) of the electrodes of the piezoelectric element 7 allows you to increase the sensitivity of the piezoelectric element. This allows you to measure low costs with greater accuracy.
В сравнении с прототипом заявляемый датчик вихревого расходомера в обоих вариантах выполнения обеспечивает повышение точности измерения.In comparison with the prototype of the inventive sensor, the vortex flowmeter in both embodiments provides improved measurement accuracy.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107237/22U RU47097U1 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107237/22U RU47097U1 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU47097U1 true RU47097U1 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005107237/22U RU47097U1 (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU47097U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681225C1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-03-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Sensitive element of vortex flow meter |
| RU2709430C1 (en) * | 2019-05-30 | 2019-12-17 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Bending moment sensor for vortex flowmeters |
| RU2737074C1 (en) * | 2020-03-19 | 2020-11-24 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | High-temperature bending moment sensor for vortex flowmeters |
| RU2765898C2 (en) * | 2020-04-15 | 2022-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Bending moment sensor for high-temperature vortex flowmeters |
-
2005
- 2005-03-15 RU RU2005107237/22U patent/RU47097U1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681225C1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-03-05 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Sensitive element of vortex flow meter |
| RU2709430C1 (en) * | 2019-05-30 | 2019-12-17 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Bending moment sensor for vortex flowmeters |
| RU2737074C1 (en) * | 2020-03-19 | 2020-11-24 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | High-temperature bending moment sensor for vortex flowmeters |
| RU2765898C2 (en) * | 2020-04-15 | 2022-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "СЭНСОПРИБОР" | Bending moment sensor for high-temperature vortex flowmeters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7007556B2 (en) | Method for determining a mass flow of a fluid flowing in a pipe | |
| JPH07270204A (en) | Vortex sensor for many kinds of measurements | |
| RU2709430C1 (en) | Bending moment sensor for vortex flowmeters | |
| RU2691285C1 (en) | Vortex flowmeter vortex converter | |
| RU47097U1 (en) | VORTEX FLOW METER SENSOR (OPTIONS) | |
| EP0344294A1 (en) | Vortex generator-sensor | |
| JP4129881B2 (en) | Explosion-proof high temperature multi-vortex flowmeter | |
| JP3744913B2 (en) | Vortex flow meter sensor and vortex flow meter | |
| RU2279638C2 (en) | Vortex flow meter | |
| RU43637U1 (en) | VORTEX FLOW SENSOR | |
| JP3049176B2 (en) | Vortex flowmeter and vortex sensor | |
| RU45522U1 (en) | PRESSURE PULSATION SENSOR | |
| JP4089895B2 (en) | Vortex flow meter | |
| RU218160U1 (en) | PIEZOELECTRIC VORTEX DETECTOR | |
| JP4648625B2 (en) | Vortex flow meter | |
| CN2849667Y (en) | Plane type multi-sensitive face flow sensor | |
| RU26645U1 (en) | Vortex Flowmeter | |
| JPS5953489B2 (en) | Flow velocity flow measuring device | |
| JP3038497B2 (en) | Piezoelectric differential pressure vortex sensor | |
| RU21239U1 (en) | VORTEX FLOW METER CONVERTER | |
| CN1200253C (en) | Suspension type self vibration damping difference flow sensor | |
| RU24732U1 (en) | GAS DENSITY | |
| CN1206517C (en) | Fixed type self vibration damping difference flow sensor | |
| SU920383A1 (en) | Device for measuring mass consumption of media | |
| RU49247U1 (en) | Vortex Flowmeter with Piezoelectric Sensor |