Измеритель скорости потока газа или жидкости Советский патент 1993 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к технике измерений скорости потоков газа или жидкости, как в открытых, так и закрытых каналах, в частности, для измерения скорости воздуха в вентиляционных трубопроводах, а также может быть использовано для измерения расхода, пропорционального скорости.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений и повышение чувствительности за счет непосредственного воздействия потока на колеблющееся -(-ело.

На фиг.1 представлена конструктивная схема измерителя; на фиг.2 - схема регистрации колебаний; а на фиг.З -основные соотношения размеров измерителя.

Измеритель содержи i трубчатый корпус 1 прямоугольного (или круглого) сечения, колеблющееся тело в виде легкой призмы 2 с лопастью 3. Призма 2 снабжена шарнирной осью 4, например, в виде стальной оси с кернами, входящими в подпятники 5, ввинченные в диаметрально противоположные стенки трубчатого корпуса 1. Таким образом, призма 2 сбалансирована лопастью 3 и может качаться по типу часового маятника. Вслед за колеблющимся телом размещено тело обтекания 6, например, в виде пластины шириной d с минимальным зазором относительно лопасти 3. Расширение корпуса

1 обеспечивается скошенными задними торцами стенок .корпуса, где и перемещается лопасть 3.

Схема регистрационных колебаний содержит катушку индуктивности 7 с сердечником 8, включенную в контур генератора электрических колебаний 9. Далее следует демодулятор 10, усилитель 11, формирователь импульсов 12 и частотомер 13.

Измеритель работает следующим образом. Под воздействием турбулентных вихрей потока перед телом б и срываемых с ребер призмы 2 колеблющееся тело (призма

2 с лопастью 3) выходит из положения покоя, проворачиваюсь в какую-нибудь сторону. Появляется дополнительный момент силы давления потока, воздействующего на переднюю «рань призмы 2. Призма повора(Л

С

00

N3 О

со

СО

со

чивается сильнее на оси А. При этом жестко связанная с ней лопасть 3 поворачивается в противоположную сторону, открываясь по- току. Упругая реакция потока толкает лопасть в обратном направлении. Благодаря моменту инерции тело перебрасывается в противоположную сторону. Начинаются автоколебания, частота которых практически линейно зависит от скорости.

Лопасть 3, которая может быть выполнена из магнитомягкого материала (или армирована им) пересекает поле катушки 7 над сердечником 8. При этом в контуре генератора 9 возникают потери, приводящие к амплитудной и фазовой модуляции частоту генератора. Демодулятор выделяет возникающие импульсы, которые усиливаются усилителем 11, поступают на формирователь 12 и далее на частотомер 13.

Экспериментальная проверка измерителя в воздухе при d 6-8 мм показала, что колебания начинались при скоростях потока около 1,5-2,5 м/с и продолжались без срывов до достигнутых на лабораторной установке скоростей 60 м/с. Коэффициент преобразования скорости в частоту составил 2.6-2,9 Гц/м/с. В макете же прототипа колебания, больше напоминающие вибрацию, начинались при скорости 20 м/с и прекращались - при 50 м/с. что подтверждает эффективность предложенного решения. Причем измеритель работает и в

ОП

0

5

0

5

0

жидкости, при этом частота колебаний растет и зависит от плотности жидкости. Формула изобретения

1. Измеритель скорости потока газа или жидкости, содержащий размещенные в трубчатом корпусе колеблющееся тело в виде трехгранной призмы, установленное на шарнирной оси, расположенной в теле призмы вдоль одного из ее боковых ребер перпендикулярно потоку, и тело обтекания, установленное в зазором относительно колеблющегося тела, регистратор, отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона измерений и повышения чувствительности, призма снабжена лопастью, закрепленной консольно на боковом ребре призмы, примыкающем к шарнирной оси, при этом плоскость установки лопасти перпендикулярна противолежащей ей грани призмы, направленной против направления потока, причем тело обтекания закреплено за колеблющимся телом, в плоскости шарнирной оси перпендикулярно направлению потока, ширина тела обтекания равна ширине грани призмы, направленной против направления потока, а сечение трубчатого корпуса расширено в зоне колебаний лопасти.

2. Измеритель по п.1. от л ичающий- с я тем, что лопасть выполнена в виде плоской прямоугольной пластины, длина которой в направлении потока составляет L - (1,2-2,5)d, где d - ширина грани призмы, направленной против направления потока.

--/

Фиг.1

i J

8

фи г. г

Использование: изобретение относится к технике измерения скорости потоков газа или жидкости как в открытых, так и в закрытых каналах, в частности для измерения скорости воздуха в вентиляционных трубопроводах. Сущность изобретения: измеритель содержит трубчатый корпус прямоугольного сечения, тело в виде призмы с лопастью, которое установлено на оси, с кернами, входящими в подпятники, при этом лопасть выполнена из стальной ленты, припаяна к оси и впрессована в ней в тело призмы, и тело обтекания и виде пластины. 3 ил.

Фиг3