Датчик вихревого расходомера Советский патент 1975 года по МПК G01F1/00 

1

Изобретение относится к .приборостроению и предназначено для измерения расхода и количества жидкостей ИЛИ газов.

Известен датчик вихревого расходомера, содержащий тело обтекаи-ия в виде полого цилиндра, снабженного внутренней перегородкой с отверстием и нродольными прорезями по образующим. Цилиндр :по,мещают в перпендикулярно оси трубопровода.

Во внутренней полости цилиндра расположен чувствительный элемент.

Однако известное устройство не позволяет измерять |0дновременно массовый расход и плотность.

С целью одновременного измерения массового расхода и ллотности помимо объемного расхода предлагаемый датчик снабжен гибким, консольно установленным в перегородке в зоне отверстия элементом, на .котором расположен чувствительный элемент, .например пьезоэлектрический.

На чертеже изображен .предлагаемый датчик и разрез по А-А.

В кор;пусе 1 перпендикулярно потоку ло-мещен цилиндр 2. На образующей цилиндра выполнены продольные прорези 3, а в средней части внутри цилиндра - перегородка 4 с отверстием. Часть отверстия перекрывает гибкий элемент 5, зажатый в верхней части лерегородки 4. В гибком элементе расположен

чувствительный элемент б (пьезоэлектрическая балоч.ка). Продольные прорези 3 расположены iB области вихреобразования и отрыва пограничного слоя.

Образо.вание вихря у .прорези а тормозит пограничный 1СЛОЙ и создает разность давлений и переток измеряемой среды от а к б и, наоборот, образование .вихря у прорези б создает переток от б к а. Во время лерето.ков, под действием динамического .на.пора движущегося потока, гибкий элемент 5 с пьезоэлементом 6 отклоняется в ту или другую сторону и создает на выходе электрические знакопеременные импульсы, частота которых равна частоте вихреобразования. Амплитуда этих ИМпульсов пропорциональна динамическому напо.ру .потока, .перетекающего от прорези к прорези.

,

где и-амплитуда сигнала; т - плотность потока; V - скорость потока.

Разность давлений между .прорезями а и б, создающая переток, по модулю - величина постоянная, так как энергия .вихря не зависит от скорости обтекания потоком цилиндра 2. Следо.вательно, скорость перетока между прорезями меняет только знак, но по абсолютной величине остается .постоянной. Усилие (по абсолютной величине), с которым перетекающий поток воздействует «а гибкий элемент 5 и пьезоэлемент 6, в соответствии с выше при.ведбнным 1соотношением, . зависит только от плотности потока. Амплитуда выходного сигнала пранорциональна только плотности потока.

Каждый электрический имлульс, выходящий с пьезоэлемента, несет информацию об объемном расходе, массовом расходе, плотности, объемном количестве и массовом количестве, так как один импульс соответствует прохождению через прибор единичного объеМа, амплитуда импульса пропорциональна плотности, а площадь одного нмпульса при неизменной длительности - единичной массе. СумМИруя эти площади за отрезок времени, получим массовое количество, прощедшее через прибор. Среднее значение площади импульсов за единицу времени пропорционально массовому расходу.

Предмет изобретения

Датчик вихревого расходомера, содержащий тело обтекания в виде полого цилиндра, снабженного внутренней перегородкой с отверстием и продольными прорезями по образующим, который помещен в поток перпендикулярно оси трубопровода, и чувствительный элемент, расположенный во внутренней полости цилиндра, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения :массового расхода и плотности, датчик снабжен гибким, консольно установленным в перегородке iB зоне отверстия элементом, на котором расположен чувствительный элемент, например пьезоэлектрический.