SU883657A1 - Шариковый расходомер жидких сред - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к тахометрической расходометрии и предназначено дл  измерени  объемного расхода жидких сред, например хлористого винила и эмульсионной воды,  вл ющейс  сырьем химической промышленности в процессе получени  поливинилхлорида.

Известен шариковый расходомер жидких сред с ультразвуковым съемом сигнала, в котором при использовании одного излучател  и приемника осуществл етс  многоточечный контроль перемещени  шарика в камере за счет многократного отражени  ультразвукот вого луча от внутренней стенки камеры с тангенциальным подводом потока , выполненной в виде многогранника 1 .

Однако выполнение внутренней баковой стенки камеры в виде многогранника приводит к ухудшению метрологических характеристик преобразовател  расхода, вследствие чего уменьшаетс  точности измерени  расхода .

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности шариковый расходомер жидких сред, содержит камеру с тангенциальным подводом

потока и помещенным в нее с возможностью вращени  шаром, пьезоэлектрический излучатель, подключенный к ультразвуковому генератору, и пьезо .приемник, св занный через формирователь и усилитель с частотомером 2,

Однако расположение в известном шариковом расходомере излучател  и приемника ультразвуковой энергии на разных торцах камеры друг пратив друга приводит к большой скважности формируемых импульсов и снижению точности измерений.

Увеличение количества узлов съема сигнала позвол ет уменьшить скважность выходныхимпульсов, однако усложн ет конструкцию и, в конечном итоге, повышает стоимость прибора.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  малых расходов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в шариковом расходомере жидких сред, содержащем камеру с тангенциальным подводом потока и помещенным и нее с возможностью вращени  шароМ| пьезоэлектрический, излучатель, подключенный к ультразвуковому генератору , и пьезоприемник, св занный через усилитель и формирователь с 30 частотомером, излучатель и приемник

ультразвуковой энергии установлены на одной торцевой стенке камеры, а на противоположной торцевой стенке или на обеих вдоль траектории движени  шара рассредоточены образующие пары плоские отражатели, установленные между собой под пр мым углом, а относительно ультразвукового луча, пронизывающего камеру, - под углом 450, причем плоские отражатели, установленные друг против друга на противоположных торцах камеры, развернуты между собой на угол 2Т/п , где п - число раз пересечени  ультразвуковым лучом полости камеры.

На фиг.1 представлена конструктивна  схема шарикового расходомера} на фиг. 2 и 3 - ход ультразвуковых лучей , пересекающих траекторию двих ени  шара, соответственно, три раза за один оборот и четыре (показан , схематически} . г

Шариковый расходомер жидких сред содержит плоско-параллельную камеру 1 с тангенциальным подводом потока, шар 2, размещенный в ней с возможностью вращени , ограничительное кольцо 3, пьезоэлектрический излучатель 4 и приемный пьезоэлемент 5, расположенные на торцевой стенке 6 камеры 1, плоские отражатели 7 рассредоточенные на торцевой стенке 8 или на обеих стенках (6 и 8) вдоль траектории движени  шара 2.

Плоские отражатели 7 образуют паоы зеокал, установленные между собой под ПРЯМЫМ углом. Относительно луча (центрального; ультразвукового излучател  4 они ориентированы под углом 45 так, что падающий на них луч, отража сь многократно , может вовращатьс  к пьезоэлементу 5. Пьезоизлучатель 4 подключен к выходу генератора ультразвуковых колебаний 9, а, пьезоприемник через усилитель 10 и формирователь 11 - к конденсаторному частотомеру 12.

Работа шарикового расходомера происходит следующим образом.

При. подаче от автогенератора 9 на пьезоэлектрический излучатель 4 электрического синусоидального напр жени  резонансной частоты пьезоэлемент а последний преобразует их в ультразвуковые колебани , которые в виде ультразвукового луча проход т через стенку камеры 1,измер емую жидкость и, пересека  полость камеры,попадают перпендикул рно на внутреннюю поверхность верхней стенки ее. Ввиду того,что на границе раздела стенка камеры - измерительна  жидкость коэффициент отражени  не равен единице , часть падающей ультразвуковой волны входит в материал стенки ка-меоы и, отразившись от плоских отражателей под углом вновь проходит через измерительную жидкость, пересека  ПРИ 9том ВТОРОЙ раз траекторию движени  шара в диаметрально противоположном месте.Далее он проходит в нижнюю стенку и попадает на приемный пьезоэлемент 5.

Подача измер емой среды в рабочую камеру расходомера приводит к вращению шара 2 по круговой траектории, в результате чего он периодически пересекает ультразвуковой луч, многократно преломл емый отражател ми. При этом, если на стенке 8 установлена только одна пара отражателей 7, то вращающийс  шар два раза за один оборот.пересекает ультразвуковые лучи , пронизывающие перпендикул рг о рабочую камеру. При пересечении вращающимс  шаром ультразвукового луча на приемном пьезоэлементе модулируетс  амплитуда электрического сигнала за счет плохого прохождени  ультразвукового луча через материал шара, который может быть выполнен полым. Периодическое по вление и исчезновение электрического сигнала на приемном пьезоэлементе при помощи усилител  10 и формировател  11 превращаетс  в электрические сигналы пр моугольной формы с частотой следовани , соответствующей скорости вращени  шара, которые подаютс  на конденсаторный частотомер 12, преобразующий их в ток или напр жение посто нного тока, пропорциональные и 3 мер  емому р ас ходу.

Таким образом, расположение на торцевой стенке 8 одной пары плоских отражателей, ориентированной диаметрально, позвол ет в два раза увеличить частоту следовани  выход- . ного сигнала за один оборот вращак цегос  шара.

На фиг.2 и 3 представлены схематические изображени  хода ультразвуковых лучей, пересекающих через равные интервалы траекторию движени  шара, соответственно, три раза за один оборот и четыре. Пунктирными лини ми изображены плоские отражатели , лучи, излучающий и приемный пьезоэлементы в низшей стенке камеры жирными лини ми показаны отражатели и лучи в верхней стенке камеры. Круж ки означают, что лучи проход т перпендикул рно плоскости уертежа из нижней стенки камеры в верхнюю, а звездочка наоборот - из верхней в нижнюю. Дл  трехкратного пересечени  ультразвуковым лучом.траектории движени  шара плоские отражате ли , установленные друг против друга на противосто щих стенках камеры, повернуты между собой на угол 90, а дл  п-кратного - на угол 2 Й/п.

В случае нечетного числа пересеений луча за один оборот вращащегос  шара (фиг.2), приемный пьезоэлемент 5 также располагаетс  на нижней стенке завихрительной камера но вне траектории движени  шара.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Шариковый расходомер жидких сред, содержащий камеру с тангенциальным подводом потока и помещенным в нее с возможностью вращения шаром, пьезоэлектрический излучатель, подключенный к ультразвуковому генератору, и пьезоприемник, связанный через усилитель и формирователь с частотомером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых расходов, излучатель и прием ник ультразвуковой энергии установлены на одной торцевой стенке камеры, а на противоположной торцевой стенке или на обеих вдоль траектории движения шара рассредоточены образую5 щие пары плоские отражатели, установленные между собой под прямым yi;лом,а относительно ультразвукового луча, пронизывающего камеру-под углом 45^е, причем плоские отражатели, установленные друг против друга на противоположных торцах камеры, развернуты между собой на угол 2Г/п, где η - число раз пересечения, ультразвуковым лучом полости камеры.