Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газожидкостных потоков Советский патент 1979 года по МПК G01N9/00 G01F1/00 

(54) ВИБРАЦИОННО-ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ И РАСХОДА ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ

пендику.тярно плоскости колебаний чувствительного элемента, а шарнир - в виде двух опор, расположенных друг напротив дрЗга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый вибрационпо-частотный преобразонатель; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Преобразователь содержит герметичный корпус 1, систему съема 2 и возбуждения 3, чувствительный элемент 4, выполненный в виде отрезка трубопровода, шарнир 5 и торсион 6.

Вибрационно-частотный преобразователь работает следующим образом.

Подаваемый в систему возбуждения 3 сигнал вызывает поперечные колебания чувствительного элемента 4. Протекающая через чувствительный элемент и окружающая его среда изменяет собственную частоту и коэффипиент затухания колебаний чувствительного элемента 4. В системе съема 2 наводится сигнал, пропорциональный скорости колебаний чувствительного элемента 4. По частоте и амплитуде сигнала на выходе системы съема 2 соответственно определяют измеряемые плотность и расход контролируемой среды.

Известно, что вредное влияние коэффициента демпфирования Лд окружающей чувствительный элемент средой пропорционально внещнему диаметру D и собственной частоте колебаний Юс чувствительного элемента

,ДК,(1)

где Ci - коэффициент пропорциональности. Присоединенная масса окружающей чувствительный элемент среды представляется в виде

,(D-d},(2)

где Cz - коэффициент пропорциональности; d - диаметр проходного канала чувствительного элемента.

При увеличении верхнего предела измерения расхода возрастает допустимое значение диаметра проходного сечения d, что вызывает резкое возрастание величины жесткости на изгиб консольно закрепленной конструкции чувствительного элемента. Это приводит к увеличению собственной частоты колебаний сос чувствительного элемента и уменьщению точности измерения, которое вызвано возрастанием влияния окружающей среды и вредным действием сжимаемости среды.

С целью уменьщения собственной частоты колебаний изменено крепление входного конца чувствительного элемента на щарнирное, а элемент, задающий упругую возрастающую силу, выполнен в виде торсиона.

Шарнир 5 выполнен в виде двух опор, расположенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний. Примером выполнения торсиона 6 приводится упругий стержень, один конец которого жестко закреплен на корпусе 1 преобразователя, а другой - на выходном конце чувствительного элемента 4, причем продольная ось стержня перпендикулярна плоскости колебаний. Жесткость на изгиб и кручение торсиона 6 определяется выбором его геометрических размеров, не зависит от диаметра проходного канала чувствительного элемента и может изменяться в щироких пределах.

Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: уменьшение вредного влияния окружающей чувствительный элемент среды на точность измерения; уменьшение габаритных размеров преобразователя и его металлоемкости; горизонтальное рабочее положение преобразователя; уменьщение вредного влияния реакции протекающей

среды; увеличение метрологически допустимого диаметра проходного канала чувствительного элемента.

Экономический эффект достигается за счет повыщения точности измерения плотности и расхода на газожидкостных потоках и повыщения оперативности управления газожидкостными технологическими процессами.

Формула изобретения

1.Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газо-жидкостных

потоков, содержащий герметичный корпус, внутри которого установлен чувствительный элемент, выполненный в виде отрезка трубопровода, входной конец которого соединен с корпусом, и установленные на корпусе системы возбуждения и съема колебаний, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, преобразователь снабжен торсионом, один конец которого жестко закреплен на корпусе, а другой - на выходном конце отрезка трубопровода чувствительного элемента, причем входной конец отрезка трубопровода соединен с корпусом посредством щарнира.

2.Преобразователь по п. 1, отличающ и и с я тем, что торсион выполнен в виде

упругого етержня, продольная ось которого размещена перпендикулярно плоскости колебаний чувствительного элемента.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, от личающийся тем, что щарнир выполнен в

виде двух опор, расположенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента.

xlXJ

Фш-г,