Массовый вибрационный расходомер Советский патент 1992 года по МПК G01F1/84 

„ З.

4,

. ,&.

«

. - - ъ „

, j sT

4v

, .SU -4

-ч

да ° Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно к устрой- ст ай для; й ЗШрёнйя 1массово7-о расхода РГ сжатых газов, а также количеJE4 A SftiWt KWt й -v- ,а

ства указанных сред в единица/массы, и foioll6ef быть использовано при автоматизации технолйгй чёеких процессов и осущест- ШС№№ 8&88Ш. расчетов при отпуске |1бШйу1 сТ5е 4 в нефтяной, газовой, химической промышленности и других отраслях иар&ДШ «Ь хШ1йства

fff Л г«

лю1- -, - Ч -

Известен массовый вибрационный рас- ходоме рТс%с ВШ|Йй йз датчика расхода, со- дё(5Жа1Д гЪ бсШвание с каналами подвода и отвода 5кй дй стРГили газа и закрепленными ffaWu с в6Шбжногстью колебаний U-об трубопроводами, узлы съема сигналаГ содержащие соленоиды, разме- трубопроводе, и магниты, закрШАен йШ1й №вТбром трубопроводе, и возбуждения колебаний, состоящий из со леноЩа, sMpirtneiHHdro на одном труТэогГ- рЪводе, и магтнитаТразмещеннбго на втором трубопроводе, и электронного блока, соеди Wi& -«

лй13Р- Г 5 Й .

Ч: aTi-s -jiAai.f -Ъ- -ачн- З&Ьг.

ненного с входами соленоида и выходами узлов съема сигнала

Недостатками да иного устройства являются, во-первых, несовпадение центра масс колеблющихся трубопроводов с точкой, в которой амплитуда колебаний трубопроводов максимальна, а во-вторых конечная жесткость трубопроводов в направлении перпендикулярном направлению колебаний, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний. Оба недостатка приводят к

-Ъг.

резкому увеличению погрешности измерения расхода при воздействии на устройство внешней вибрации, особенно в случае совпадения (или близости) частоты вибрации к частоте собственных колебаний трубопроводов.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является массовый вибрационный расходомер, состоящий из датчика расхода, содержащего основание с каналами подвода и отвода жидкости и закрепленными на нем с возможностью колебаний трубопроводами, узлы съема сигнала

ч О

сл о о

состоящие из закрепленных на основании соленоидов и смонтированных на трубопроводах магнитов, и узел возбуждения колебаний, состоящий из установленных на основании последовательно соединенных соленоидов и размещенных на трубопроводах магнитов, и электронного блока, соединенного с выходами узлов съема сигнала и входами узла возбуждения колебаний.

Недостатком данного устройства также является увеличенная погрешность измерения массового расхода при воздействии внешней вибрации вследствие всегда имеющей место остаточной несбалансированности колеблющихся трубопроводов и технологическом разбросе их жесткостей, в том числе и в направлении колебаний, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний, Из-за этого воздействие вибрации на трубопроводы различно и обуславливает уве- личение погрешности измерения расхода.

Цель изобретения - повышение точности измерения расхода и уменьшение влияния внешней вибрации на показания устройства.

Указанная цель достигается тем, что в массовом вибрационном расходомере, состоящем из датчика расхода, содержащего основание с каналами подвода и отвода жидкости и закрепленными на нем с воз- можностью колебаний относительно основания и друг друга трубопроводами, узлы возбуждения колебаний и съема сигнала, состоящие из установленных на основании соленоидов и размещенных на трубопрово- дах магнитов, и электронного блока, соединенного с выходами узлов съема сигнала и входами узла возбуждения колебаний, каждый из трубопроводов связан с основанием датчика расхода упругими элементами, вы- полненными, например, в виде пластин, размещенных в плоскости, перпендикулярной направлению колебаний трубопроводов, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний.

С целью увеличения собственной частоты колебаний трубопроводов при одновременном сохранении жесткости трубопроводов в направлении действия сил Кориолиса упругие элементы могут быть соединены с трубопроводами в месте, максимально удаленном по оси трубопроводов от мест закрепления трубопроводов в основании датчика расхода.

Для максимального уменьшения влия- ния внешней вибрации на показания прибора упругие элементы могут быть соединены с трубопроводами в месте установки на них узлов съема сигнала, причем их жесткость в направлении колебаний, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний, выбирается возможно малой.

Изобретение поясняется чертежами на которых изображены конструктивные схемы датчика расхода с расположением упругих элементов в виде пластин, соединенных с трубопроводами в месте, максимально удаленном по оси трубопроводов от мест их закрепления в основании устройства (фиг.1), и в месте установки на трубопроводах узлов съема сигнала (фиг.2).

Датчик расхода (фиг.1) состоит из основания 1 с каналами подвода 2 и отвода 3 жидкости и закрепленных на нем с возможностью колебаний относительно основания 1 и друг относительно друга трубопроводов 4 и 5. Узлы съема сигнала состоят из размещенных на основании соленоидов 6-9 и закрепленных на трубопроводах 4 и 5 магнитов 10-13. Узел возбуждения колебаний состоит из установленных на основании 1 соленоидов 14 и 15 и закрепленных на трубопроводах 4 и 5 магнитов 16 и 17. Трубопроводы 4 и 5 соединены с основанием 1 упругими элементами, выполненными в виде пластин, установленных в плоскости, перпендикулярной направлению колебаний трубопроводов 4 и 5, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний.

Отличием датчика расхода, изображенного на фиг,2, является то, что упругие элементы - пластины 20-23 - соединены с трубопроводами 4 и 5 в месте закрепления на них магнитов 10-13 узлов съема сигнала.

Работает устройство следующим образом.

Электронный блок (не показан), воспринимая выходной синусоидальный сигнал от одного из узлов съема сигнала, например от последовательно соединенных соленоидов 6 и 8, вырабатывает импульсный сигнал той же частоты с амплитудой, зависящей от амплитуды входного сигнала, который подается на соленоиды 14 и 15 узла возбуждения колебаний. Таким образом обеспечиваются колебания трубопроводов 4 и 5 в противо- фазе на собственной частоте и стабилизация амплитуды указанных колебаний.

Одновременно сигнал с выхода данного узла съема сигнала сравнивается в электронном блоке с синусоидальным сигналом от второго узла съема сигнала (с выхода последовательно соединенных соленоидов 7 и 9). При этом на выходе электронного блока формируется унифицированный сигнал, пропорциональный временному сдвигу между упомянутыми синусоидальными сигналами, который, в свою очередь, пропорционален массовому расходу жидкости или сжатого газа через устройство.

Пластины имеют жесткость в направлении колебаний, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний, равную примерно 2-3 жесткостям трубопроводов в этом же на- ПТрҐвл%нии, благодаря этому обеспечивает- 5 ся не только защита рассматриваемой колебательной системы от внешней вибра ъ,х.ъ w .

ции, но и повышается чувствительность к

,- „ ,

изменению массового расхода через трубопроводы. Происходит это за счет того, что 10 пропо р цйональнб к&рню квадратному из суммарной (собственной и упругих элементов) жесткости возрастает частота собствен- ных колебаний трубопроводов в наЪрШленТлиШле баний, возбуждаемых уз- 15 лом возбуждения олебаний, и соответст- вен но действующая на колеблющиеся трубопроводы сила Кориолиса. Пропорционально Ъ иле Кориолиса увеличивается де- трубопроводов в месте установки 20 узлов съема сигнала.

- В датчике расхода (фиг.2) за счет того что упругие элементы - пластины 20-23 - соединены с трубопроводами 4 и 5 в месте закрепления на них магнитов 10-13 дости- 25 гается максимальная защита узлов съема сигнала отТзоздёйствия внешней вибрации Для исключения уменьшения чувствительности к изменению массового расхода через устройство жесткость пластин 20-23 в 30 направлении колебаний, возбуждаемых узлом возбуждения колебаний выполняется

принебрежимо малой по сравнению с жесткостью трубопроводов 4 и 5 в этом же направлении.

Формула изобретения

1.Массовый вибрационный расходомер, состоящий из датчика расхода, содержащего основание с каналами подвода и отвода жидкости и закрепленными в нем с возможностью колебаний относительно основания и друг друга трубопроводами, узлы возбуждения колебаний и съема сигнала, состоящие из установленных на основании соленоидов и размещенных на трубопроводах магнитов, и электронного блока, соединенного с выходами узлов съема сигнала и входами узла возбуждения колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения расхода путем уменьшения влияния внешней вибрации на показания расходомера, каждый из трубопроводов соединен с основанием датчика расхода упругими элементами, выполненными в виде пластин, размещенных в плоскости, перпендикулярной направлению колебаний трубопроводов.

2.Расходомер поп 1,отличающий- с я тем, что упругие элементы соединены с трубопроводами в месте установки на них узлов съема сигнала и узла возбуждения и выполнены с малой жесткостью в направлении возбуждаемых колебаний

Сущность изобретения: расходомер содержит корпус с трубками, узлом возбуждения колебаний трубок и узлами съема показаний. Трубки связаны с корпусом пластинами, перпендикулярными плоскости колебаний. Пластины расположены в местах крепления узлов съема и возбуждения колебаний. 4 ил.

л (

Фиг.1

/I -A

у/хл

20 /У

Ш 7 №21

5-5

7ч И

рШ

/УХХ/УТУУл

227 I7 фигЗ

Вид В

Ц

У

10

-Ы:

ШС

/

ff

20

Лшг4

Шя