SU1185091A1

SU1185091A1 - Pickup of ultrasound flowmeter

Info

Publication number: SU1185091A1
Application number: SU833619980A
Authority: SU
Inventors: Сергей Николаевич Разов; Владимир Львович Борцов; Олег Николаевич Разов; Владимир Викторович Рудин; Вакиф Карамович Хамидуллин
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1985-10-15

Abstract

ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСХОДОМЕРА , содержащий мерный участок пр моугольного сечени с отражающими внутренними поверхност ми и электро4 акустические преобразователи, расположенные на его входной и выходной част х, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени в услови х изменени температуры и давлени контролируемой среды, входна часть мерного участка выполнена в виде диффузора с расщирением только по двум противолежащим сторонам, а выходна часть - в виде конфузора с сужением по тем же сторонам , причем электроакустические преобразователи распЬложены на наклонных сторонах диффузора и конфузора заподлицо с ними, при этом углы рас- § ширени диффузора и сужени конфузо (Л ра выполнены меньше критических углов безотрывного протекани жидкости.ULTRASONIC FLOWMETER SENSOR containing rectangular section with reflective internal surfaces and electro-acoustic transducers located on its inlet and outlet parts, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement under conditions of temperature and pressure variation of the controlled medium, a part of the dimensional section is made in the form of a diffuser with expansion only on two opposite sides, and the output part is in the form of a confuser with a narrowing on the same sides, moreover, acoustic transducers are located flush with them on the inclined sides of the diffuser and confuser, while the angles of diffuser width and narrowing of confuzo are (Lra are less critical angles of non-separable flow of fluid.

Description

Изобретение относится к расходометрии и может быть использовано в различных областях народного хозяйства в конструкциях датчиков ультразвуковых расходомеров. 5The invention relates to flow measurement and can be used in various fields of national economy in the design of sensors of ultrasonic flow meters. 5

Известен датчик ультразвукового расходомера, содержащий мерный участок трубопровода прямоугольного сечения и электроакустические преобразователи, установленные в окнах, про· Ю резанных в стенках входной и выходной частей мерного участка [ij .A known sensor of an ultrasonic flow meter containing a measuring section of a rectangular pipeline and electro-acoustic transducers installed in windows cut in the walls of the input and output parts of the measuring section [ij.

Недостатком этого устройства является пониженная точность измерения из-за образования в области окон при 15 течении контролируемой среды вихрей, в центре которых скапливаются газовые пузыри и инородные включения.The disadvantage of this device is the reduced measurement accuracy due to the formation of vortices in the region of the windows during 15 flow of the controlled medium, in the center of which gas bubbles and foreign inclusions accumulate.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дат-20 чик ультразвукового расходомера, содержащий мерный участок прямоугольного сечения с параллельными отражающими внутренними поверхностями и электроакустические преобразователи, 25 установленные на входной и выходной · частях мерного участка в материале стенки [2] .Closest to the proposed technical essence is a 20-gauge ultrasonic flow meter containing a measuring section of a rectangular cross section with parallel reflecting internal surfaces and electro-acoustic transducers 25 installed on the input and output · parts of the measuring section in the wall material [2].

Недостатком известного устройства является наличие дополнительной погрешности, обусловленной изменением угла преломления ультразвуковой волны на границе раздела стенка - контролируемая среда при изменении скорости звука в среде, из-за параметров состояния среды (температура, давление).³⁵Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях изменения температуры и давления контролируемой среды. ₄₀ A disadvantage of the known device is the presence of an additional error due to a change in the angle of refraction of the ultrasonic wave at the wall-controlled interface when the speed of sound in the medium changes, due to the parameters of the state of the medium (temperature, pressure). ³⁵ The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurement in conditions of changes in temperature and pressure of the controlled environment. ₄₀

Поставленная цель достигается тем, что в датчике ультразвукового расходомера, содержащем мерный участок прямоугольного сечения с отражающими внутренними поверхностями и электро- 45 акустические преобразователи, расположенные на его входной и выходной частях, входная часть мерного участка выполнена в виде диффузора с расширением только по двум противолежа- 50 щим сторонам, а выходная часть - в виде конфузора с сужением по тем же сторонам, причем электроакустические преобразователи расположены на наклонных сторонах диффузора и конфузо- 55 ра заподлицо с ними, при этом углы расширения диффузора и сужения конфузора выполнены меньше критических углов безотрывного протекания жидкости.This goal is achieved by the fact that in the sensor of an ultrasonic flow meter containing a measuring section of a rectangular cross section with reflective internal surfaces and electro-acoustic transducers located on its input and output parts, the input part of the measuring section is made in the form of a diffuser with an expansion of only two opposite 50 sides, and the output part - in the form of a confuser with narrowing on the same sides, and electro-acoustic transducers are located on the inclined sides of the diffuser and confuser and flush with them, wherein the angle of expansion and contraction of the diffuser converger made less critical angles unseparated fluid flow.

На чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого датчика ультразвукового расходомера.The drawing schematically shows the design of the proposed sensor of an ultrasonic flow meter.

Датчик ультразвукового расходомера содержит мерный участок трубопровода, образованный диффузором 1, промежуточным участком 2 и конфузором 3 и электроакустические преобразователи 4 и 5, расположенные заподлицо на наклонных образующих плоскостях диффузора 1 и конфузора 3.The sensor of the ultrasonic flow meter contains a measured section of the pipeline formed by a diffuser 1, an intermediate section 2 and a confuser 3 and electro-acoustic transducers 4 and 5 located flush on the inclined forming planes of the diffuser 1 and confuser 3.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

При пропускании зондирующего сигнала по потоку в качестве излучателя работает электроакустический преобразователь 4, а в качестве приемника - преобразователь 5. Излучаемые ультразвуковые колебания от излучателя 4 падают на противоположную наклонную образующую плоскость диффузора и отражаются от нее. Далее колебания отражаются от наклонных образующих диффузора 1, от параллельных стенок промежуточного участка 2 и наклонных образующих конфузора 3 и попадают на преобразователь 5. Пропускание зондирующего сигнала против потока происходит аналогично.When the probe signal is passed through the stream, the electro-acoustic transducer 4 works as the emitter, and the transducer 5 acts as the receiver. The emitted ultrasonic vibrations from the emitter 4 fall on the reflected inclined plane of the diffuser and are reflected from it. Further, the oscillations are reflected from the inclined generators of the diffuser 1, from the parallel walls of the intermediate section 2 and the inclined generators of the confuser 3 and fall on the transducer 5. The transmission of the probe signal against the flow occurs similarly.

Расположение электроакустических преобразователей заподлицо со стенками мерного участка обеспечивает введение ультразвуковых колебаний в поток без преломления, а из расположе. ние на стенках диффузора и конфузора и выполнение углов расширения диффузора и сужения конфузора меньшими критических углов безотрывного протекания среды исключает образование в месте установки электроакустических преобразователей вихрей и застойных зон, а также обеспечивает ввод зондирующих сигналов в поток· под углом к его направлению.The location of the electro-acoustic transducers flush with the walls of the measuring section ensures the introduction of ultrasonic vibrations into the flow without refraction, but from the location. installation on the walls of the diffuser and confuser and the expansion angles of the diffuser and narrowing of the confuser smaller than the critical angles of continuous flow of the medium eliminates the formation of vortices and stagnant zones at the installation site of the electroacoustic transducers, and also provides the input of sounding signals into the stream at an angle to its direction.

Использование предлагаемой конструкции датчика ультразвукового расходомера позволит повысить точность измерения, в условиях изменения температуры и давления контролируемой среды оUsing the proposed design of the sensor of an ultrasonic flow meter will improve the measurement accuracy, in conditions of changes in temperature and pressure of the controlled environment

ВНИИПИ Заказ 6349/33 Тираж 702 ПодписноеVNIIIPI Order 6349/33 Circulation 702 Subscription

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4Branch of PPP Patent, Uzhgorod, Project 4,

Claims

ULTRASONIC FLOW METER SENSOR, containing a measuring section of a rectangular section with reflecting internal surfaces and electro- \ / \! => / \ / 2L ^{V /} V \ _г.

acoustic transducers located on its input and output parts, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy under conditions of changing temperature and pressure of the controlled medium, the input part of the measuring section is made in the form of a diffuser with expansion only on two opposite sides, and the output part is in the form of a confuser with narrowing on the same sides, and the electro-acoustic transducers are located on the inclined sides of the diffuser and confuser flush with them, while the expansion angles of the diffuser are narrower Ia converger made less critical angles unseparated fluid flow.