Датчик расхода Советский патент 1992 года по МПК G01F1/00 

srr.J--.

4

v 5

,LJ J

Фиг

vj

О 00 00

о

ю

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения расхода жидкости в трубопроводе.

Известны датчики расхода, работа которых основана на измерении скоростного напора потока с помощью тела, расположенного в измеряемом потоке. Такие датчики содержат тело в потоке жидкости, преобразователь перемещения этого тела в информационный сигнал, проточную камеРУК недостаткам указанных датчиков следует отнести низкую точность, невысокую надежность и громоздкость. Недостатки, как правило, вызваны несовершенством используемого преобразователя.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является измеритель расхода содержащий корпус, упругую пластину в потоке жидкости, средства крепления указанной упругой пластины, магнитный преобразователь перемещения упругой пластины в электрический сигнал, постоянный магнит, размещенный на незакрепленном конце упругой пластины. В указанном измерителе расхода перемещение упругой пластины под действием скоростного напора потока жидкости фиксируется несколькими магниточувст- вительными элементами (герконами). расположенными в определенных местах корпуса, вне проточной камеры, вдоль траектории движения упругой пластины. Состояние геркона (замкнут, или разомкнут) зависит от взаимного расположения данного геркона и упругой пластины и характеризует величину скоростного напора потока жидкости.

Недостатками указанного измерителя расхода являются плохая чувствительность, низкая точность и громоздкость. Технологическая особенность выполнения преобразователя на герконах ограничивает потенциальную точность измерителя из-за больших габаритов. Кривизна профиля проточной камеры вызывает неустойчивость ламинарного течения, возникает дополнительная турбулентная пульсация скорости, а это приводит к снижению точности определения положения упругой пластины герконами. Дискретность размещения герконов создает зоны нечувствительности преобразователя к перемещению пластины и приводит к дискретному характеру измерений. Сигнал преобразователя малоинформативен (из-за бинарного вида) и требует многоканальной обработки.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике расхода, содержащем магнит, магнитный преобразователь, проточную камеру с окном, внутри которой

перпендикулярно ее продольной оси расположена упругая пластина, закрепленная одним концом на стенке камеры, а другой свободный конец расположен напротив окна, окно проточной камеры закрыто заподлицо со стенкой заглушкой из немагнитного материала, на свободном конце упругой пластины установлен постоянный магнит, а магннечувствительный преобразователь расположен вне проточной камеры за заглушкой, при этом магнитный преобразователь выполнен в виде полупроводникового преобразователя индукции постоянного магнитного поля в частотно-импульсный сигнал.

Существенными отличительными признаками в указанной выше совокупности являются выполнение проточной камеры с окном, закрытым заподлицо со стенкой заглушкой из немагнитного материала, размещение постоянного магнита на свободном конце таким образом, чтобы его магнитное поле распространялось на полупроводниковый преобразователь, выполнение магнитного преобразователя в виде полупроводникового преобразователя индукции постоянного магнитного поля в частотно- импульсный сигнал и установка его вне проточной камеры за заглушкой из немагнитного материала.

Указанная совокупность существенных признаков предопредепяет наличие у настоящего датчика расхода нового свойства, за- кл ючающегося в повышении его быстродействия (скорости реакции) на изменение расхода и улучшении гидродинамических характеристик,

На фиг. 1 и 2 показана схема датчика расхода.

Датчик расхода содержит проточную камеру 1 с окном, внутри которой перпендикулярно ее продольной оси расположена упругая пластина 2, один конец которой жестко закреплен на стенке камеры, а другой

расположен против окна проточной камеры 1. На свободном конце упругой пластины 2 установлен постоянный магнит 3. Окно проточной камеры 1 закрыто заподлицо заглушкой 4 из немагнитного материала. За

заглушкой 4 установлен полупроводниковый преобразователь 5, магнитное поле постоянного магнита 3 распространяется на полупроводниковый преобразователь 5. Полупроводниковый преобразователь с частотно-импульсным сигналом, позволяет

производить непосредственное малоинерционное преобразование напряженности постоянного магнитного поля в частотно- импульсный сигнал большой амплитуды.

Устройство работает следующим обра- зом. Под действием гидродинамического давления потока жидкости, протекающего внутри проточной камеры 1, упругая пластина 2 с закрепленным на ней постоянным магнитом 3 отклоняется, при этом изме- няется индукция магнитного поля между постоянным магнитом 3 и полупроводниковым преобразователем 5, который расположен за заглушкой 4 из немагнитного материала, вне проточной камеры. Величи- на индукции магнитного поля в зазоре постоянный магнит 3 - полупроводниковый преобразователь Б. характеризует значение расхода.

Конструкция датчика, по сравнению с известными, существенно упрощена, снижены затраты на его изготовление. Использование полупроводникового преобразователя с частотно-импульсным выходным сигналом повышает чувствитель- ность датчика и позволяет вести непрерывное изменение расхода с большой точностью. Это дает возможность повысить оперативность управления и сделать его более эффективным в системах использующих датчик.

Формула изобретения

1.Датчик расхода, содержащий магнит, магнитный прообразователь, проточную камеру с окном, внутри которой перпендикулярно ее продольной оси расположена упругая пластина, закрепленная одним концом на стенке камеры, а другой свободный конец расположен напротив окна, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, окно проточной камеры закрыто заподлицо со стенкой заглушкой из немагнитного материала, на свободном конце упругой пластины установлен постоянный магнит а магнито- чувствительный преобразователь расположен вне проточной камеры за заглушкой.

2.Датчик расхода по п. 1,отличающий с я тем, что магнитный преобразователь выполнен в виде полупроводникового преобразователя индукции постоянного магнитного поля в частотно-импульсный сигнал.

Использование: для определения расхода жидкости в трубопроводе. Сущность изобретения1 датчик имеет проточную камеру 1 с окном, внутри которой, перпендикулярно ее продольной оси, расположена упругая пластина 2, один конец которой жестко закреплен, а другой расположен против окна проточной камеры 1, На свободном конце упругой пластины 2 установлен постоянный магнит 3. Окно проточной камеры 1 закрыто заглушкой 4 из немагнитного материала, на которой установлен полупроводниковый преобразователь 5, расположенный вне проточной камеры за заглушкой 2 п.ф 1 ил.

Поток