Датчик расхода Советский патент 1992 года по МПК G01F1/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью расхода жидкости.

Известен расходомер, принятый в качестве аналога, п котором чувствительный элемент выполнен в виде тела вращения обтекаемой формы, укрепленного на одном конце ферромагнитной втулки, второй конец которой помещен в индуктивную катушку преобразователя, при этом втулка свободно посажена на подпружиненную ось; укрепленную поперек измерительного трубопровода (авт.св. № 396557, кл, G 01 F 1/00.29.08,73).

Недостатками аналога являются низкая частота собственных колебаний, обуславливающая появление частотных погрешностей и снижение точности измерений, сложность конструкции, связанная с необходимостью герметизации индуктивного датчика, неопределенностьпапряженно-дб- формированного состояния всей механической системы датчика, создаваемое начальной деформацией пружины, и как следствие, неопределенность сигнала при замере малых расходов, неизбежное трение втулки о направляющие.

Известен расходомер, принятый в качестве прототипа, содержащий взаимно перпендикулярные патрубки, на пересечении которых расположен чувствительный элемент дифференциального типа с преобразователем давления, связанный с потоком жидкости подводящими каналами, а также через поршень (патент США 4612814, кл. G01 F 1/28, опубл. 1986).

Недостатками прототипа являются Сложность конструкции и низкая точность измерения.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух концентрично расположенных колец,

ч

х|

со

hO

соединенных между собой круговым упругим шарниром, образованным двумя тонкими цилиндрическими оболочками и тремя тонкими кольцевыми перемычками, при этом одно кольцо соединено с жестким центром, зафиксированным от осевых перемещений, а другое кольцо посредством тонкой кольцевой перемычки соединено с корпусной частью Чувствительного элемента, причем ось чувствительного элемента совпадает с осью входного патрубка, а преобразователь давления выполнен в виде тензорезисторов, установленных на наружных поверхностях двух концентрично расположенных колец.

На чертеже изображен предлагаемый датчик расхода.

Упругий элемент датчика будучи цельным телом вращения включает корпусную часть 1, кольца 2 и 3, жесткий центр 4, круговой упругий шарнир 5. На подрезистор- ном выступе кольца 2 размещены тензорезисторы б и 7, а йа подрезисторном выступе кольца 3 - тензорезисторы 8 и 9. Герметизация рабочей зоны тензорезисторов от внешней среды и фиксация осевого смещения жесткого центра осуществляется кожухом 10, сопряженным с корпусной частью упругого элемента винтами 11 через прокладку 12.

Устройство работает следующим образом.

При подаче измеряемого потока жидкости через устройство (за счет давления на донную часть упругого элемента устройства) при фиксированном от осевых перемещений жестком центре меридиональные сечения колец 2 и 3 поворачиваются о противоположных направлениях (см. четреж). При этом тензорезисторы 8 и 9 испытывают приращение деформаций сжатия, а тензорезисторы б и 7 - приращение деформаций растяжения, что позволяет реализовать измерительную мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами.

Техническим преимуществом заявляемого устройства по сравнению с прототипом является простота конструкции и увеличение точности измерения. Формула изобретени я

Датчик расхода, содержащий взаимно перпендикулярные патрубки, чувствительный элемент и преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде двух концентрично расположенных колец, соединенных между собой круговым упругим шарниром, образованным двумя тонкими цилиндрическими оболочками и тремя тонкими кольцевыми перемычками, при этом одно кольцо соединено с жестким центром, зафиксированным от осевых перемещений, а другое кольцо посредством тонкой кольцевой перемычки

соединено с корпусной частью чувствительного элемента, причем ось чувствительного элемента совпадает с осью входного патрубка, а преобразователь давления выполнен в виде тензорезисторов, установленных

на наружных поверхностях двух концент- ричио расположенных колец.

8

шшшуштш

а

7

Использование: для измерения с высокой точностью расхода жидкости. Сущность изобретения; деформируемая часть упругого элемента устройства дво измерения расхода выполнена в виде двух концентрично расположенных колец, ма наружных цилиндрических поверхностях которых размещены тензорезисторы, соединенные между собой круговым упругим шарниром, образованным двумя тонкими цилиндрическими оболочками и тремя тонкими кольцевыми перемычками, При этом одно из колец с помощью тонкой кольцевой перемычки соединено с жестким центром, зафиксированным от осевых перемещений, а другое кольцо посредством тонкой кольцевой перемычки соединено с корпусной частью упругого элемента, причем ось упругого элемента расположена вдоль потока жидкости. 1 ил.