Датчик скорости двухфазного потока Советский патент 1979 года по МПК G01P5/18 G01F3/00 

На фиг. 1 изображен пpeдлaгae fый датчик, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. i. Датчик содержит коленообразный диэлектрический трубопровод I, на поверхности которого закреплены две пары кольцевых электродов 2 и 3. На поверхности электродов 3 через диэлектрические прокладки 4 закреплены дополнительные электроды 5 в виде стаканов с отверстиями в основаниях. Диаметр отверстия в стакане 5 меньше днаметра кольцевых электродов 2 и 3. Торцовые поверхности электродов 3 и 5 выполнены гребенчатыми. Начальная емкость между электродами 2 и 3 равна емкости между электродами 3 и 5. Электроды датчика заключены в электростатический экран и включены на вход блока сравнения, снабженного указателем (на чертеже не показан). Допускается закрепление электродов 5 на поверхности электродов 3 без диэлектрической прокладки 4. Датчик работает следующим образом. Напряженность электрического поля, создаваемого между кольцевыми электродами 2 и 3, имеет наименьшую величину в центре сечения трубопровода, а наибольщую величину - в зазоре между электродами у стенки трубопровода I. Изменение направления движения потока в трубопроводе J приводит к наложению на дисперсный поток поля центробежных сил. В результате вниз по направлению двиг жения потока за изгибом в трубопроводе I, в месте установки второй пары электродов .2 и 3, произойдет смещение частиц под действием центробежных сил. Так как электрическое поле имеет наибольщую величину напряженности у стенок трубопровода 1 в зоне зазора между электродами 2 и 3, перемещение частиц трубопровода 1 в сторону выпуклости траектории движения, в область повышенной напряженности, вызовет большое приращение емкости между парой электродов 2 и 3 по сравнению с первой парой электродов 2 и 3, установленных вверх по направлению движения потока частиц, где они не подвергаются действию силы. Так как две пары электродов 2 и 3 включены на вход блока сравнения, выполненного, например, в виде моста переменного тока, в противоположнь е плечи которого включена каждая пара Эглектродов 2 и 3, а на выход - измерительный прибор, его показания будут пропорциональны линейной скорости двухфазного потока. При увеличении температуры двухфазного потока в условиях воздействия дестабилизирующих факторов кроме измерительных сигналов между электродами 2 и 3 формируются компенсационные сигналы между торцовой поверхностью электродов 3 н 5. Так.как зазор между электродами 3 и 5 равен толщине трубопровода I, электрическое поле в зазоре проникает только на глубину, равную толщине диэлектрической трубы 1. Это позволяет сформировать компенсационный сигнал, равный измерительному, но за вычетом составляющей сигнала, содержащей информацию об измеряемой скорости. При этом увеличение расстояния между каждой парой электродов 2 и 3 автоматически влечет за собой уменьшение расстояния между торцовыми поверхностями электродов 3 и 5. Это позволяет при изменении температуры продукта или окружающей среды автоматически осуществить стабилизацию начальной емкости между электродами 2 и 3 путем соответствующего обратно пропорционального изменения емкости между электродами 3 и 5. Это в свою очередь позволяет неп-рерывно автоматически в процессе изменения диэлектрической проницаемости и линейных размеров диэлентрической трубы I осуществить компенсацию влияния температуры на результат измерения скорости потока. Выполнение торцовой поверхности электродов 3 и 5 гребенчатыми позволяет получить линейную обратно пропорциональную зависимость изменения их емкости, когда линейная деформация трубы I на участке между электродами 2 и 3 становится больше 1 мм. Формула изобретения Датчик скорости двухфазного потока, содержащий коленообразный диэлектрический трубопровод и две пары кольцевых электродов, закрепленных по обе стороны от колена, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения высокотемпературного потока, на одной из каждой пары электродов установлен дополнительный электрод в виде стакана с отверстием в основании, диаметр которого равен диаметру кольцевых электродов, а расстояние между основанием стакан.а и торцовой поверхностьк) второго электрода пары равно толщине диэлектрического трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 301541, кл. О 01 F 5/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 533871, кл. G 01 Р 5/08, 1976.

А-А