SU870939A1 - Датчик текущих значений быстроизмен ющихс малых расходов жидкости в трубопроводе - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерения текущих значений быстр ©изменяющихся и установившихся расходов жидкостей и газе® в трубопроводах и предназначено для отработки различного рода тепловых двигателей и двигательных установок, а также может быть использовано для измерения расходов любых некриогенных жидкостей, в том числе неэлектропроводных, непрозрачных, взрывоопасных, имеющих незначительные газовые вк/воче— ния и загрязнения, агрессивных и др. Предпочтительный- диапазон максимальных расходов для предложенного датчика составляет ^^^5= 56 ⁺ 200г/с.

Известен датчик, содержащий перепадоизмерительное устройство в вице сужающе-расширяюшегося сопла £1}.

Однако известный датчик не обладает достаточной точностью измерения быстроизменяющихся малых расходе® жидкости.

Более близким является датчик, который имеет высокие динамические характеристики и содержит корпус и белочку, на которой поток меняет свое направление на противоположн ое. [2.J.

Установка такого датчика в трубопровод существенно увеличивает- гидравлическое сопротивление.

Уменьшить до приемлемых значений потери погвого давления в известном датчике при заданных его динамических характеристиках и заданной его потребной чувствительности нельзя, так как всегда есть ограничение минимального сигнала с датчика, который может быть использован для усиления в1Ъричной аппаратурой. Целью изобретения является создание датчика для измерения текущих значений быстроизменяющихся малых расходов» создающего при максимальном расходе гидравлическое сопротивление (потери давления) не более 0,3 кг/см² и являющегося в го же время технологичным с точки зрения изготовления и эксплуатации. Указанная цель достигается тем, что в известном датчике быстроизменяющихся < малых расходе» жидкости в трубопроводе, имеющем перепадоиэмерительное устройство, выполненное в виде закрепленной на консольном держателе балочки чувствительного.элемента в проточную часть, образованную балочкой чувствительного элемента j и сужающимся и расширяющимся каналами в сопловой вставке, сопловая вставка заменена укрепленным над балочкой чувствительного элемента дефлектором, имеющим продольный профиль в виде сужающе-расши—10 ряющегося сопла, причем сужение и расширение расположены за пределами прогибаемой части балочки, а боковые стенки деф— гектора отделены минимальными зазорами^ от боковых стенок балочки и имеют отверстия'для соединения полости втекания жидкости в конус датчика с полостью зазора между балочкой чувствительного элемента и держателем, полости втекания и вытекания жидкости из датчика разделены _?0 перегородкой.

Растяжение зоны, в которой создается перепад давления на балочке чувствитель-. ного элемента на всю длину ее прогибае- _2J мой части, позволяет при прочих разных условиях (жесткости балочек и ее размеров, расходов жидкости, усиления вторичной аппаратуры и др.), обеспечить потребный прогиб балочек при гораздо меньшем падении давления в жидкости, а также ³⁰ осуществление поворота жидкости при малых скоростях и на вдвое меньший угол, достигаемое предложенной конструкцией, позволяет резко уменьшить потери полного давления в проточной части датчика. 35 На фиг. 1 изображен датчик, процольный разрез; на фиг. 2 - разреэА-А на_[ ;

фиг. 1.

Датчик содержит, корпус 1 (фиг. 1 и 2), держатель 2, в котором за защитной ⁴⁰ мембраной 3 расположена электромагнитная головка 4 (индуктивный полумост). Индуктивный полумост 4 регистрирует, прогиб балочки 5 чувствительного элемента. Балочка 5 в закреплении 6 (фиг. 1) ⁴⁵ имеет возможность перемещаться в продольном направлении. Проточная часть датчика 7 (фиг. 1 и 2) образуется балоч^!кой 5 и дефлектором 8, который имеет продольный профиль в виде сужающе-рас- 50 ширяющегося сопла, В дефлекторе 8 имеются отверстия 9 для соединения полости втекания жидкости 10 (фиг. 1) в корпус датчика с полостью 11 (фиг. 1) зазора между балочкой 5 и держателем 2. 55

Боковы^ стенки дефлектора 8 отделены минимальными зазорами от боковых стеной балочки. Црцрсть втекания 10 (фиг. 1) и вытекания 12 жидкости из датчика разделены перегородкой 13 (фиг. 1).

При наличии расхода жидкости через датчик образуется разность давлений в проточной части 7 датчика и в полости 11 зазора между балочкой 5 и держателем 2. Эта разность давлений равна падению статического давления в сужаюшерасширяюшемся канале, который образован дефлектором 8 и балочкой 5. Разность давлений или перепад давления над и под балочкой чувствительного элемента 5 вы'зываег ее прогиб, который регистрируется индуктивным полумостом 4. Малая масса балочки и присоединенной жидкости при высокой жесткости балочки позволяет иметь большую собственную частоту чувствительного элемента и соответственно высокие динамические характеристики. Конструкция предложенного датчика позволит при хорошей технологичности изготовления и ^малом гидравлическом сопротивлении проточной, части датчика обеспечить измерение расхода с погреш- ’ ностью не более - по амплитуде + 1% и по фазе -3 С при колебаниях расхода с частотой до 200 + 300 Гц (в пересчете на сигнал синусоидальной формы с амплитудой в поеделах рабочего диапазона от θνηΐΜ ^до ^νηάΧ^· ^ПР^{И этом} статическая составляющая погрешности, отнесенная к верхнему пределу измерения, составит не более +2,5%.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к технике изме рени  текущих значений быстроизмен гошихс  и установившихс  расхоцов жидкостей и газов в трубопровооах и предназначено ал  отработки раз1шчного роца тепловых двигателей и двигательных установок , а также может быть использовано цл  измерени  расходов любых некриогенных жидкостей, в том числе неэлектропро вооных, непрозрачных, взрывоопасных, имеющих незначительные газовые вкгаоче- ни  и загр знени , агрессивных и ар. . Преапочтительный диапазон максиматьных расходов дл  предложенного датчика составл ет . 50 + 200г/с. Известен датчик, содержащий перепацоизмерительное устройство в виде сужающе-расшир ющегос  сопла l, Однако известный датчик не обладает достаточной точностью измерени  быстроизмен ющихс  мальк расходе® жиокостн. Более близким  вл етс  датчик, который имеет высокие динамические характеристики и содержит корпус и балочку, на которой поток мен ет свое направление на противоположное, 2.. Установка такого датчика в трубопровод существенно увеличивает, гиоравлическое сопротивление. Уменьшить цо приемлемых значений потери ПОЛНОГО давлени  в известном oai чике при заданных его динамических характеристиках и заданной его потребной чувствительности нельз , так как всегда есть ограничение минимального сигнала с датчика, который может быть испо:ьзсвав дл  усилени  вторичной аппаратурой. Целью изобретени   вл етс  создание датчика дл  измерени  текущих значений быстроизмен юшихс  малых расхоцов сознающего при максимальном расходе гиоравлическое сопротивление (ncvepH давлени ) не более 0,3 кг/см н  вА ку щегос  в то же врем  технологичным с точки зрени  изготовлени  и экспдуатапии. Указанна  иель достигаетс  тем, что в нзвестном датчике быстроизмен кхаюсс  малых расходов жидкости в трубопроводе, имеющем перепадоиэмеригельное усгройсо. во, выполненное в виде закрепленной на ксисольном держателе баночки чувствитель него.элемента в проточную часть, образованную балочной чувствительного элемента и сужающимс  и расшир5пощимс  каналами в сопловой вставке, соплова  вставка заменена укрепленным над балочкой чувстви тельного элемента дефлектфом, имеющим продольный прО(}иль в виде сужающ&amp;-расши р ющегос  сопла, причем сужение и расши рение расположены за пределами прогибав- мой части балочки, а боковые стенки даф;ектфа отделены минимальными зазорами от боковых стенок балочки и имеют отверсти дл  соединени  полости втекани  жидкости в конус ситчика с полостью зазора между балочкой чувствительного элемента и держателем, полости втекани  и вытекани  из датчика разделены перегородкой. Раст женре зоны, в которой создаетс  перепад давлени  на балочке чувствительного элемента на всю длину ее прогибаемой части, позвол ет при прочих разных услови х (жес1кости балочек и ее размеров , расходов жидкости, усилени  вторичной аппаратуры и Др.), обеспечить потребный прогиб балочек при гораздо меньшем падении давлени  в жидкости, а также осуществление поворота жидкости при малых скорост х и на вдвое .меньший угол, достигаемое предложенной кшструкцией, позвол ет резко уменьшить потери полного давлени  в проточной части датчика. На фиг, 1 изображен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А 4иг. 1, Датчик содержит, корпус I (фиг, 1 и 2 держатель 2, в котором за защитной мембраной 3 расположена электромагнитна  головка 4 (индуктивный полумост). Индуктивный полумост 4 регистрирует, прогиб балонки 5 чувствительного элемен та, Балочка 5 в закреплении 6 (фиг. 1) имеет возможность перемещатьс  в про допьном направлении. Проточна  часть датчика 7 (4 г. 1 и 2) образуетс  балочкой 5 и дефлектором 8, который имеет продольный проф ль в виде сужающе-расшир ющегос  сопла, В дефлекторе 8 имеютс  отверсти  9 дл  соединени  полости втекани  жидкости 10 (фиг, 1) в корпус рщгчика с полостью 11 (фиг. 1) зазора между балочкой 5 и держателем 2. Боковые стенки дефлектора 8 отделены минимальными зазорами от боковых стеHpji балочки. Целость втекани  Ю (фиг, 1 вытекани  12 жидкости из датчика разделены перегсродкой 13 (фиг. 1), При наличии расхода жидкости через датчик образуетс  разность давлений в проточной части 7 датчика и в полости 11 зазора между балочкой 5 и держателем 2. Эта разность давлений равна падению статического давлени  в сужающерасшир ющемс  канале, который образован дефлектором 8 и балочкой 5. Разность давлений или перепад давлени  над и под балочкой чувствительного элемента 5 вы- зывает ее прогиб, который регистрируетс  индуктивным полумостом 4, Мала  масса балочки и присоединенной жидкости при высокой жесткости балочки позвол ет иметь большую собственную частоту чувствительного элемента и соответственно высокие динамические характеристики. Конструкци  предложенного датчика позволит при хорошей технологичности изготовлени  и 1малом гидравлическом сопротивлении проточной, части датчика обеспечить измерение расхода с погрешностью не более - по амплитуде + 1% и по фазе -3 С при колебани х расхода с частотой до 2ОО + ЗОО Гц (в пересчете на сигнал синусоидальной формы с ампли в шэеделах рабочего диапазона от УУ11И этом статическа  составл юща  погрешности, отнесенна  к верхнему пределу измерени , составит не бо/юе +2,5%, Формула изобретени  Датчик текущих значений бысвроизмен юшихс  малых расходов жидкости в трубопроводе , содержащий перепадоизмери;тельное устройство, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  полного давлени  жидкост.и в проточной части датчика, последн   образована балочкой и укрепленным над ней дефлектором, .имеющим продольный про(}иль в виде сужаюше-расшир ющегос  сопла, боковые стенки которого отделет1ы зазорами от боксовых стенок балочки и имеют отверсти  дл  соединени  полости втекани  жидкости в корпус датчика с полостью зазора между балочкой и держателем, причем полости втекани  и вытекани  жидкости из датчика разделены перегородкой. Источники шформации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N 493332, кл, G 01 F 15/О7, 05.02,19364
2. 2.Авторское свидетельство СССР N 8О359, кл. Q 01 6 5/04, 07.06,48 ( прототип).

   2