ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СТРУЙНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК РАСХОДА ЖИДКОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01F1/66 G01F13/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в системах пневматического контроля и управления расходом жидкостей при дозировке их в Технологических установках аппаратов химической промышленности.

Известны непрерывно работающие датчики расхода жидкости и универсальные датчики частотного типа. Однако передающиеся от первых датчиков сигналы подвержены значительным искажениям в каналах, а во-вторых, трудно получить линейную зависимость частоты от измеряемого .параметра.

Цель изобретения-упрощение конструкции и увеличение линейного диапазона характеристики изменения частоты выходных пневматических импульсов.

Для этого в предлагаемом датчике конец трубки, опущенный в бак, снабжен расширением, величина которого, выраженная через объем аккумулируемой в нем жидкости, обратно пропорциональна частоте переключений и прямо пропорциональна разности между расходом жидкости и произведением частоты переключений, сечения бака и длины сифонной трубки, причем отношение расхода поступающей в бак жидкости к максимальному расходу через трубку сифона меньше единицы, а сечение расширенного конца трубки меньше сечения бака.

На чертеже изображена схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит сифонный преобразователь непрерывного расхода в импульсную подачу жидкости с трубкой /, опущенной в бак 2, в который жидкость поступает из крана 5 и из которого через сифон она отводится в сливной канал 4, трубку 5, имеющую расширенную концевую часть, образующую аккумулятор жидкости и соединенную с каналом управления струйного .пневматического элемента 6, у которого канал 7 является основным выходным.

Устройство работает следующим образом.

При непрерывной подаче жидкости из крана 5 в бак 2.осуществляется импульсная подача ее в сливной канал 4.

Переключения элемента 6 вызываются снижением при работе сифона уровня жидкости в баке 2 ниже нижнего торца трубки 5 или при заполнении бака опусканием уровня жидкости до нижнего открытого отверстия трубки.

Проведенные исследования показали, что характеристика v / (Qo), где v - частота переключений элемента 6, а Qo - непрерывный расход жидкости через кран 3, при работе без корректора - аккумулирующей емкости, линейна лищь в узком диа-пазоне изменения Qo. Диапазон изменения Qo, при котором характеристика V / (Qo) линейная, расширяется нри работе с аккумулирующей трубкой. При работе датчика с аккумулирующей трубкой v ,(1) f 1 + 2 -Ь 4- 4 где ti - время заполнения от уровня II до уровля I, (Qi,), где - площадь сечения бака, Я - длина трубки сифонного преобразователя, опущенной в бак; tz - время снижения от уровня I до уровня II, t,S (Qo, , Я), где 5 (Qo, Q, L,H}функдия величин Q,, , Н, которая при ламинарном течении в трубке сифона равна /(Q/«()l(.), и при турбулентном течении в трубке сифона равна 2 {(F/C) (/Г- ) + (FQJC) In X Xl(Cyr-Qo)I()b где Qm - максимальный расход жидкости в трубке сифонного преобразователя, равный при ламинарнОМ режиме Cj, (а -Я), при турбулентном- - Я, причем Qo/Qm l; L - длина наружной трубки сифонного преобразователя, С и С - козффициенты соответствующих расходных характеристик; ts - время задержки наполнения бака при заполнении аккумулирующей трубки, , где V - максимальный объем аккумулируемой жидкости; 4 - время задержки опорожнения бака при истечении жидкости из аккумулирующей трубки, 4 W(Qi-Qo). где Q;-расход через трубку сифона, при ламинарном течении в ней Qi V/lCj,(L - l)l, а при турбулентном течении Qi V/(CYr), где / - размер, определяющий положение аккумулирующей трубки. Подстановка указанных значений ti, tz, U и 4 в выражение (1) дает 1(2) + 9(Qo, Рш..Я) в общем случае характеристики v 9(Qo), описываемые уравнениями (1) и (2), «елинейные. Однако они могут быть приближены к линейным, если выбрать параметры датчика так, чтобы сумма второго и третьего слагаемых в знаменателе выражения (2) была существенно меньше первого слагаемого. При этом FH+V- Опыты подтвердили, что линейный диапазон характеристики v f (Q) может быть расщирен при выполнении трубки 5 в виде аккумулирующей жидкость емкости, заполнение которой происходит при подходе уровня жидкости к нижнему открытому ее отверстию, и опорожнение при опускании уровня ниже этого отверстия, причем для заполнения емкости используется разрежение, создающееся в канале управления струйного элемента 6 при работе последнего. Предмет изобретения Пневматический струйный частотный датчик расхода жидкости, содержащий сифонный преобразователь непрерывного расхода жидкости, поступающей в бак, в дискретно подаваемые ее порции и пневматический измеритель уровня, трубка которого помещена в бак и соединена с каналом управления струйного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения линейного диапазона характеристики изменения частоты выходных пневматических импульсов, в нем конец трубки, опущенный в бак, снабжен расширением, величина которого, выраженная через объем аккумулируемой в нем жидкости, обратно пропорциональна частоте переключений и прямо пропорциональна разности между расходом жидкости и произведением частоты переключений, сечения бака и длины сифонной трубки, причем отнощение расхода поступающей в бак жидкости к максимальному расходу через трубку сифоиа меньше единицы, а сечение расширенного конца трубки меньше сечения бака.

Д

//

в.

II II и и

ж

,

7//77 f7777f/ff//