Датчик расхода Советский патент 1993 года по МПК G01F1/00 

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

ЖИДКОСТИ.

Известен расходомер, 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.

Недостатками такой конструкции является низкая чувствительность и узкий частотный диапазон измерений.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение частотного диапазона измерений.

Эта цель достигается тем, что чувствительный элемент датчик выполнен в виде трех концентрично расположенных кольцевых частей, сопряженных между собой тонкостенными кольцевыми перемычками и расположен на торце выходного патрубка, а преобразователь давления выполнен в виде тензорезисторов, размещенных на внешней, поверхности средней кольцевой части чувствительного элемента.

Конструкция датчика представлена на чертеже.

Его упругий элемент, будучи цельным, состоит из следующих условно-составных частей: изгибаемой средней кольцевой части 1, тонкостенных кольцевых перемычек 2 и 3, донной части 4, корпусной части 5, под- резисторных выступов 6 и 7. На внешней цилиндрической поверхности подрезистор- ного выступа 6 средней кольцевой части расположены тензорезисторы 8 и 9, а на внешней цилиндрической поверхности подрезисторного выступа 7.средней кольцевой части - тензорезисторы 10 и 11. От внешней среды рабочая зона тензорезисторов герметизируется крышкой 12 при помо- щи винтов 13.

Ввиду того, что напряженно-деформированное состояние упругого элемента осе- симметричное, для анализа работы датчика достаточно рассмотреть плоскую задачу в меридиональном сечении, представленном

на фиг. 1. При подаче измеряемого потока жидкости во внутреннюю полость упругого элемента, на среднюю кольцевую изгибаемую часть будет действовать сила F2, обусловленная давлением на донную часть 4, и сила РЗ. обусловленная давлением на торец кольцевой изгибаемой части 3. Поддействи- ем этих силовых факторов меридиональное сечение кольцевой части 3 повернется на

угол относительно точки 0. При этом радиальные перемещения в зоне размещения тензорезисторов определяется следующим образом Uj p YJ,8, 9, 10, 11

Тангенциальная деформация тензорезисторов в этой зоне будет равна

Ej Uj/Rj

где Y, RJ - соответственно ордината и радиус размещения j-ro транзистора.

Так как тензорезисторы попарно размещены по разные стороны от оси X, при работе датчика тензорезисторы 8 и 9 испытывают деформации растяжения, а тензорезисторы 10 и 11 - сжатия. Это позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя активными тензорезисто- рами и обеспечить высокий коэффициент передачи, (м В/В), определяемый зависимостью

Ј /Ej/Јj /

где S - коэффициенттензочувствительности материала тензорезисторов.

Фор мула из обретения Датчика расхода, содержащий расположенные взаимно перпендикулярно патрубки, чувствительный элемент и преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения частотного диапазона, чувствительный элемент выполнен в виде трех концентрично расположенных кольцевых частей, сопряженных между собой тонкостенными кольцевыми перемычками, и расположен в торце входного

патрубка, а преобразователь давления выполнен в виде тензорезисторов,размещенных на внешней поверхности средней кольцевой части чувствительного элемента.

Использование: при измерении расхода жидкости. Сущность изобретения: упругий элемент датчика, будучи цельным, состоит из следующих условно-составных частей: изгибаемого кольца 1, цилиндрических оболочек 2 и 3, донной части 4, корпусной части 5, подрезисторных выступов 6 и 7. На цилиндрической поверхности подрезисторного выступа 6 размещены тензорезисторы 8 и 9, а на цилиндрической поверхности выступа 7 - тензорезисторы 10 и 11. От внешней среды рабочая зона тензорезисторов герметизируется крышкой 12 при помощи винтов 13. 1 ил.