Измеритель скорости потока Советский патент 1986 года по МПК G01P5/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерителям скорости потока, предназначенным для измерения скоростного давления многофазных потоков при высокой температуре.

Цель изобретения - снижение пог- решностг измерения скорости высокотемпературных потоков.

На чертеже схематически показан измеритель скорости потока.

Устройство состоит из внутренней трубки 1 и трубки 2, расположенной коаксиально и выполненной из токопроводящего материала. На конце внут- 5 ет собой гофрированную кольцевыми

ренней трубки имеется утолщение 3, дпиной 1 0,01 |. (1/25 l) в форме сектора. Так как электрическое поле четверть-волнового резонатора сосредоточено на Свободном конце проводника и распределено по косинусоидальному закону, то увеличение диаметра .свободного конца центрального проводника (внутренней трубки) приводит к изменению косинусоидального закона в сторону возрастания концентрации поля на этом конце, что и обусловливает увеличение локальной чувствительности устройства. Уменьшение длины утолщения (толщина сектора) вызы- .зает ув€шичение концентрации на конце трубки, выполнение его в форме сектора в совокупности с наклоном торца трубки приводит к концентрации электрического поля только на секторе.

Внутренняя трубка удерживается коаксиально в наружной трубке при помо- щи диэлектрической вставки 4, имеющей каналы для пропускания охл,зждаю- Е;Р- среды. Другим концом внутренняя i рубка образует электрический кон- . такт с наружной трубкой, причем длина внутренней трубки от конца с кольцевым утолщением до электрического контакта 1, , где п 1,3,5,... (Д --длина волны в резонаторе),что обеспечивает условия резонанса. . На расстоянии 1 (А /32-Д /8) от короткозамкнутого конца к внутренней трубке присоединен электрический проводник 5, изолированный от наружной трубки диэлектрической вставкой 6. Для предохранения наружной трубки от прогорания через внутреннюю трубку . подается охлаждающая жидкость с малыми диэлектрическими потерями (или ее пар, например этиловый спирт), кото

рая проходит по кольцевому зазору между трубками и удаляется через патрубок 7.

Из условия максимальной добротности резонатора отношение диаметров трубок выбирается из условия 138 , D „ -Г ,.

где ,D - диаметр наружной трубки; d - диаметр внутренней трубки; - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей зазор между трубками. Торец наружной трубки представля

волнами мембрану 8, в центре которой с наружной стороны размещен керамический стержень 9 с утолщением 10 на конце, а с внутренней - пластина в форме сектора 11 напротив сектора на внутренней трубке 3. На наружной трубке коаксиально стержню размещена огнеупорная трубка 12 с коническим концом и радиальной щелью в нем, расположенной в плоскости, проходящей через ось симметрии секторов 8 и 3 и направленной в сторону их расположения. Трубка 12 предназначена для захциты стержня и мембраны

от воздействия высокой температуры, локализации давления потока на утол- щении стержня и прэдотвращения налипания компонентов многофазной среды на стержень и мембрану. Для исключения давления охлаждающей среды и статического давления в измеряемом объ- еме на мембрану последняя фиксируется осью 13, укрепленной в нарзтаной трубке. Для улучшения охлаждения мембраны в секторах 3 и 11 выполнены радиальные щели.

Устройство работает следзтощим образом.

Через проводник 5 от усилителя подается сверхвысокая частота. При давлении среды на утолщение 10 перпендикулярно оси датчика свободный конец стержня 9 перемещается, а стержень упруго деформирует мембрану 8 в форме волны, в результате чего сектор 11 поворачивается на оси на определенный угол и изменяет свое расположение относительно сектора 3 на

внутренней трубке. При этом изменяется величина зазора о и пропорционально ему изменяется емкость резонатора и частота его колебаний, которая с высокой точностью измеряется частотомером.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с аналогами и прототипом увеличение локальности измеряемого давления, измерение скоростного давления многофазных сред в условиях высокой температуры.

С целью увеличения диапазона измеряемых величин скоростных напоров, а также чувствительности датчика керамический стержень и огнеупорная трубка могут быть выполнены с изменяющейся длиной.

Формула изобретения

Измеритель скорости потока, содер-20 жащий корпус с мембраной, в центре которой с наружной стороны установлен стержень, на свободном конце которого размещен отклоняемый потоком элемент, а с внутренней стороны центр 25

tO 5

Редактор В.Ковтун

Составитель А.Соколовский

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 6661/37 Тираж 778« .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

. Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

205

2769924

мембраны соединен с преобразователем поворота, отличающий- с я тем, что, с целью снижения погрешностей измерения скорости высоко- 5 температурных потоков, в нем корпус выполнен в виде трубки, соосной стержню, которая снабжена коаксиальной внутренней трубкой, при этом центр мембраны снабжен осью враще- tO ния, перпендикулярной оси стержня и закрепленной в корпусе, стержень снабжен обтекателем с прорезью,плоскость которой перпендикулярна оси вращения, преобразователь поворота 5 выполнен в виде конденсатора с дву мя пластинами в виде сегментов, одна из которых закреплена на центре мембраны со стороны внутренней трубки, а другая - на торце внутренней трубки, при этом в сегментах конденсаторов выполнены радиальные щели, перпендикулярные оси вращения, а внутренняя трубка и корпус снабжены штуцерами для подвода и отвода охлаждающей среды.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения скорости высокотемпературных потоков . Корпус измерителя выполнен в виде трубки 12, в которой установлен стержень 9, снабженньй обтекателем 10. При давлении среды на обтекатель 10 керамический стержень 9 деформирует мембрану 8, размещенную на торце наружной трубки 2. Пластина-сегмент П поворачивается на оси, изменяя свое расположение относительно пластины-сегмента 3 на внутренней трубке 1. Величина зазора между ними определяет частоту колебаний резонатора, измеряемую частотометром. В пластинах 3 и 11 выполнены радиальные- щели дпя охлаждения мембраны 8. Подаваемая через трубку 1 охлаждающая жидкость предохраняет трубку 4 от прогорания, проходя по кольцевому зазору между ними и выходя через штуцер 7. 1 ил. а S (Л с: to Oi со to - А-А