Расходомер Советский патент 1992 года по МПК G01F1/28 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения массовых постоянных ограниченных во времени и пульсирующих расходов жидких и газообразных сред.

Необходимость в измерении массовых кратковременных и пульсирующих расходов возникает в специальных областях дви- гателестроения, медицине и других отраслях хозяйства, где используются расходы, длительность которых составляет доли секунды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является расходомер, содержащий корпус с каналом для измеряемой среды и установленную в корпусе трубу с внутренним конусом, открытым в канал и закрытым наружным концом К трубке прикреплена наружным концом штанга, внутренний конец которой вставлен в канал. В канале смонтирована обтек лопатка которая прикреплена к внутреннему концу штанги и прилагает к штанге усилие, направленное поперек потока среды Секция

трубки прогибается под действием этого усилия и тензометр считывает прогиб секции.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность, что исключает возможность их использования для измерения расходов малой длительности и пульсирующих расходов; вторичные преобразователи находятся в измеряемой среде, что не соответствует требованиям взрыве- безопасности и пожаробезопасности.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Цель достигается использованием в расходомере чувствительного элемента гидродинамического типа, состоящего из мембраны, в центре которой закреплен рычаг с телом обтекания, помещаемым в измерительную магистраль.

При движении измеряемой среды по измерительной магистрали гидродинамические или аэродинамические силы заставляют колебаться тело обтекания с частотой, пропорциональной расходу и через

(/

С

vj 00 СП

со

рычаг прикладывают к мембране момент, создающий ее изгиб с частотой колебания тела обтекания. К верхней стороне мембраны крепятся вторичные преобразователи (тензорезисторы), преобразующие деформацию поверхности мембраны в электрический сигнал, частота которого пропорциональна расходу.

Изоляция вторичных преобразователей от измеряемой среды достигается тем, что верхняя сторона мембраны находится в герметичной полости, заполненной жидкостью с большим удельным электрическим сопротивлением, в качестве которой может быть использовано трансформаторное масло. Кроме того, эта полость с жидкостью является компенсатором статического давления в измеряемой среде.

Применение рычага переменной длины, а также тела обтекания различной площади позволяет использовать прибор влюбом диапазоне расходов (плоскость колеблющегося тела обтекания не перекрывает измерительного канала, т.к. располагается не перпендикулярно, а вдоль потока).

Чувствительность и динамические характеристики расходомера определяются конструктивными параметрами мембраны, рычага и тела обтекания, а также зонами понтажа тензорезисторов на мембране и могут быть выбраны оптимальными.

Разгрузка мембраны реакцией компенсационной жидкости позволяет широко варьировать толщиной мембраны для обеспечения оптимизации чувствительности и динамических характеристик измерений.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 - графические зависимости отклонения и деформации мембраны от ее радиуса.

Расходомер (фиг. 1) состоит из корпуса 1, стакана 2, в котором закреплена мембрана 3 с рычагом А и телом обтекания 5. Мембрана закреплена с помощью резьбового кольца 6. Со стороны верхней полости к

мембране прикреплены тензорезисторы 7, которые соединены с гермовыводами 8 крышки 9, герметизирующей верхнюю полость,

Крышка 9 им еет отверстие 10, заглушаемое после заправки верхней полости компенсационной жидкостью с исключением попадания воздуха.

Тензорезисторы 7 образуют измерительный мост, запитываемый напряжением постоянного тока, С выхода моста снимается измеряемый сигнал.

Графические зависимости (фиг. 2), на которых представлены зависимости отклонения мембраны д и относительной деформации еот отношения текущего радиуса г к радиусу мембраны R позволяют выбрать оптимальные зоны монтажа тензорезисторов.

Таким образом, заявляемый расходомер имеет конструкцию, принципиально от- личающуюся от прототипа и заключающуюся в использовании в качестве чувствительного элемента одной мембраны с рычагом и телом обтекания и полости, герметизирующей измерительный мост от измеряемой среды. Полость выполняет одновременно функцию компенсации действия статического давления измеряемой

среды на мембрану.

Формула изобретения Расходомер, содержащий корпус с размещенными в нем чувствительным элементом с тензорезисторами и штангу, на

свободном конце которой смонтировано тело обтекания, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительный элемент выполнен в виде мембраны, разделяющей корпус на две полости,

верхняя из которых выполнена герметичной и заполнена компенсационной электроизолирующей жидкостью, причем тензорезисторы размещены на мембране со стороны верхней полости, а штанга закреплена на

другой стороне мембраны.

ft .X г г УЧ.

шт

f/a/ijCHr&teHue

Использование: при измерении массовых постоянных, ограниченных во времени и пульсирующих расходов жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: в расходомере, содержащем корпус с размещенными в нем чувствительным элементом с тензорезисторами и штангу, на свободном конце которой смонтировано тело обтекания, чувствительный элемент выполнен в виде мембраны, разделяющей корпус на две полости, верхняя из которых выполнена герметичной и заполнена компенсационной электроизолирующей жидкостью, причем тензорезисторы размещены на мембране со стороны верхней полости, а штанга закреплена на другой стороне мембраны. 2 ил

S ///////////////////////7/

INK}Фиг. i

C(W

тензорезисто/м

Месткыи цен/г /}

mfy$arr/ o8o3