SU288330A1 - Шариковый датчик расхода жидкостей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области нриборостроени  и предназначено дл  измерени  расхода жидкости тахометрическим методом, оно может широко нрил1ен тьс  в нефтеперерабатывающей , нефтехимической, сажевой и других отрасл х промышленности.

Известны датчики расхода с вращаюш,имс  чувствительным элементом (крыльчаткой, шариком ), в которых дл  съема сигнала нснользуютс  различные преобразователи: магнитоиндукционные , индуктивные и др.

Но такие расходомеры не могут работать на средах с высокой температурой, требуют вынолнени  шариков из металла и не обесиечивают требуемой точности при измерении малых расходов на горизонтальных трубопроводах ,

В предлагаемом датчике дл  расширени  температурного диапазона узел съема сигнала выполнен в виде акустического преобразовател  с пьезоэлектрическими элементами, расноложенными на верхней и нижней крышках камеры соосно на рассто нии от оси выходного отверсти , равном радиусу окружности врашени  шарика, который выиолнен полым.

На чертеже изображен датчик и блок-схема преобразовательных узлов.

размещаетс  шарик 3, содерл аший воздушную полость (из любого материала), а с внешней стороны на верхней и ннжией крышках друг против друга на рассто н П1 от центра, равном раднусу окрул ности, вдоль которой вращаетс  шарик, устанавливаютс  два пьезокристалла 4 - излучатель и приемник, образующие со средами между ними акустический канал (используютс  иьезокристаллы типа КТС-19, работающие до температуры 350°С).

В электронную часть прибора вход т генератор 5 ультразвуковых колебаннй, формирователь 6 и упифицироваиный преобразователь 7.

Устройство работает следующим образом.

В завихрительную камеру измер ема  жидкость поступает по касательной и получает в ней вращательное движеиие, нодчинающеес  закону вихревых движений. Шарик, наход щийс  в завихрительпой камере, увлекаетс  потоком и приобретает круговое движенне, скорость которого равна скорости вихр  в зоне траекторин. Поэтому между измер емой скоростью потока и скоростью шарика дл  случа , когда с в зкостью жидкости можно не считатьс , устанавливаетс  проста  св зь, определ ема  соотношением где KO- Измер ема  скороств потока; Т - коэффициент отставани  шарика от потока; г - радиус траектории движени  niaрика; R - радиус завихрительной камеры; скорость шарика. Св зыва  среднюю скорость контролируемото потока с измер емым расходом и учитыва  св зь линейной скорости с числом оборотов шарика, получаем 2   7| f Г2 где Q - расход; F - площадь поперечного сечени  входного отверсти  завихрительной камеры; f -- число оборотов шарика. Как-.было уже сказано, зону траектории ша;рика пересекает в перпендикул рном направлении -акустический канал, в котором от излучател  «.приемнику распростран ютс  непрерывные ультразвуковые колебани . Как только шарик при своем вращении попадает в .акустический канал, ультразвуковой сигнал на приемном кристалле практически псчезает , так как в этот момент ультразвуковой .луч полностью будет перекрыт воздушной полостью шарика. Таким образом, при враш,ателы-юм движении шарика приемный кристалл оказываетс  в режиме периодического приема ультразвуковых сигналов с частотой, равной числу оборотов шарика. После преобразовани  ультразвуковых сигналов в электрическпе последние детектируютс  в виде отрицательных П-импульсов, через эмиттерпый повторитель поступают па электройный преобразователь ПИРС-5У с упифицированпым выходом, предназначенным дл  преобразовани  входной частоты в выходной сигнал. Предмет изобретени  Шариковый датчик расхода жидкостей, содержащий вихревую камеру с тангенциальным входным и выходным отверстием в дне камеры , шарик, вращающийс  под действием жидкости внутри камеры, и узел съема сигиала, отличающийс  тем, что, с целью расширени  температурного диапазона, в нем узел съема сигнала выполнен в виде акустического преобразовател  с пьезоэлектрическими элементами, расположенными на верхней и нижней крышках камеры соосно на рассто нии от оси выходного отверсти , равном радиусу окружности вращени  шарика, который выполнен полым .