Датчик вибрационного расходомера Советский патент 1990 года по МПК G01F1/84 

,(46) 30.08.90. Вюп. 32

(21)3939414/24-10.

(22)08.08.85

(72) В.М.Зверев, Ю.В.Костнн« В.1В.Каравашки) к Ю.Г.Дброснмов (53).8(088.8)

(56)Заявка ФРГ 3046793, кя. G 01 F 1/84, 1980.

Патеиг США If 4311054, кл. G 01 F 1/84, 980. , .(54) ДАТЧИК ВИБРАЦИОННОГО РАСХОДОМЕРА

(57)Изобретение относится k HSMe рительной технике и позволяет по- чуйствительность и точность измерений. Чувствительный элемент устр-ва представляет собой два последовательно соединенных петлевых

участков 2 трубопровода, вьтолнён- ных в виде полных в итков пружин сжатия. Концы 5 пружин вьгаедены в сторону основания 4 корпуса 1 на равном расстоянии от оси симметрии витка, перпендикулярной этому основанию 4. Электромагнитным вибратором 6 возбуждают в пружинах колебания, амплитуда которых возрастает по мере удаления от основания 4 и достигает максимума у перемычки. Взаимные угловые отклонения боковых частей пружин, измеряемые датчиками 7, удваиваются, поскольку измеряемый поток через петли трубопровода движется в одном направлении, а колеблются они встречно. 1 ил.

о в

о

О1

4;

Изоб.ретение относится к приборостроению, а именно к средствам измерения массового расхода, и может найти пpи eнeниe для измерения расхода технологических сред в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения.

На чертеже показан датчик вибрационного расходомера, общий вид.

В корпусе 1 заключен чувствительный элемент в виде двух петлевьпс участков т увопровода 2, соединенных последовательно обводной линией 3 и жестко соединенных в основании А корпуса. Обводная линия подключена так, чтобы измеряемый-поток через петлевые участки трубопровода проходил в одинаковом направлении. Каждый из петлейых участков трубопровода представляет собой полный виток винтовой пружины сжатия с концами 5 выведенными в сторону корпуса на равном расстоянии от линии сиймет рии Y битка пружины, перпендикулярной основанию. Концы пружин жестко закреплены в основании корпуса

Винтовые пружины изготовлены с шагом превышающим внешний Диaмetp трубопровода, taK что между нижними частями витка пружины имеется зазор. Величина шага выбирается так, чтобы при максимальном изгибающем моменте от кориолисовых сил, соответствующем верхиег у пределу диапазона измерения расхода, виток пружины не смыкался, поскольку дальнейший изгиб пружины сопровождался бы поворотом ви тка вокруг точек, где произошло их соприкосновение. При этом жесткость пружины значительно увеличивается и измерение расхода станет невозможным,

В центре верхней части пружины (перемычек) установлен электромагнитный вибратор.б, а на боковых частях датчики угловых отклонений-7.

Электромагнитный вибратор 6 состоит из силовой и измерительной катушек, размещенных в корпусе, жестко закреплением на перемычке одной из пружин

Внутри катушек находятся постоянные магн,иты, установленные на штоке, жестко закрепленном на перемычке дру гой пружины. Датчики угловых отклонений представляют собой оптическую пару в инфракрасном спектре светодиод-фотодиод, жейтко закрепленную на одной пружине, и прерыватель светового потока (флажок), закрепленный на другой пружине.

Датчик работает следующим образом,

При включении электромагнитного вибратора и отсутствии расхода измеряемой среды перемычки пружин совер- шают встречные параллельно-поступательные движения с частотой колебаний, равной собственной частоте электромеханической системы.

Нижние части каждого витка со- вершают сложные колебательные движения (параллельно-поступательные и изгибочные) относительно жестко закрепленных прямолинейных концевых участков пружин, вьтолняющих роль торсионо1в.

В свою очередь торсионы совершают крутильные колебания и изгибочные колебания в том же направлении, что и перемычка сбоего витка. Амплитуда колебаний каждого участка витка пружин возрастает по мере удаления от основания корпуса и до- с тигает максимума у перемычки.

Поскольку при колебаниях все участки пружин (кроме перемь чек) совершают криволинейные движения, то при наличии расхода со стороны измеряемого потока на них действуют ко риолисовые силы инерции, имеющие максимальное значение у перемычек.

Г

в зонах расположения датчиков угловых отклонений имеет место изменение направления движения измеряемого потока в следовательно, и сил Кори- олиса, создающих изгибный момент МК, Этот момент вызывает отклонения витка относительно оси симметрии пружины на угол б, пропорциональный массовому расходу М измеряемой среды. Поскольку измеряемый поток через петлевые участки трубопровода движется в одном направлении, а колебания их встречные, то взаимные угловые отклонения боковых частей пружин удваиваются, что облегчает их измерение датчиками угловых отклонений,

Связь между взаимным углом откло- нения 9 и массовым расходом иэмеря- емой среды М определяется формулой

М lllSl i iJ.ifjyJ

c(i--p-)

sj .n W, t.

2 6