Датчик меточного расходомера Советский патент 1981 года по МПК G01F1/70 

(54), ДАТЧИ М8ТОЧНОГО РАСХОДОМЕРА

1

Мзобретеиие относится к приборостроенгао и предвазначено для измереняя скорости потока шги рачгхояа Km3yis& s s с первмешшми во врвьф&сш твгшоф«знчвскими характеристиками.

Известны меточные расходомеры, вкла&чакэдие в себя вторич{}ьШ та. датчик, состоящий нэ генврагсфа меток с ИСТОЧНИКОМ {шди-катора, фар «шр одцего метки в потоке, и одного ийи ескояькнх регистрраторов меток, ра©Ж:)ложе««ьвс на известном расстоян-ии от друга и регистрирующих время прохождеиия меток l .

Вояъиииство меточньис расходомереа исяользует метки красителя, хими-чески, теплов хе и др. Всем эт1д расходомерам свойственна высокая погреошость измерения, вызванная труя«ость индикация метки из-за инерц юва ости ее генерирования и размыва ее потоком.

Известны приборы с нагреваемым элетлеитом (проволочкой), расположенгаал внутри трубопровода 2. Ток может иодаваться в виде отдельных Ш1 гтул-ьсов, тогда в аэродинамическом следе за проволокой образуются тепловые метки, скорость

KOTOpi K местной скорости iTbтока.

Для контроля за скоростью движения тепловой метки на некотором расетоошш L от нагревательного элемента устанавливается малоинерционный термолреобразователь.

Использование в качестве нагревателя тонкой проволочки позволяет получить в подобных устройствах метку с крутьми склонгми, но снижает эксплуатационную надежность расходомера и ограничивает тем саквлм сферу его применения лабораторными условиями.Повышение же прочности нагревателя ведет к увеличению его массы и ухудшению формы тепловой метки за счет инерционности нагревателя.

Таким образом, существукицие конструктивные решения тепловых меточных расходомеров не позволяют созда простое, точное и надежное устройство для измерения скорости потока в различных эксплуатационных условиях.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение датчика.

Это достигается тем, что генератор меток вьшолнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементах плохообтекаемого тела, а нагреватель расположен внутри этого тела.

На плохообтекаемое тело действует периодическая возмущающая сила, вызывающая колебания тела, которые позволяют интенсифицировать процесс формирования меток в потоке при импульсном режиме работы источника индикатора и повысить тем самым точность измерения скорости потока.

На фиг. 1 изображен датчик меточного расходомера для теплового меточного расходомера; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Датчик состоит из участка трубопровода 1, плохообтекаемого тела 2, в котором располагается нагреватель 3, двух термочувствительных элементов 4 и 5, расположенных в корпусе на известном расстоянии друг от друга, и упругих элементов 6.

Работает датчик следующим образом.

Если подключить нагреватель 3 к источнику питания, работающему в непрерывном реисиме, то плохообтекаемое тело 2 нагревается.

При наличие потока в трубопроводе измеряемая среда обтекает нагретое тело 2. Пограничный слой, при-о мыкающий к телу, нагревается до температуры, превышающей температуру измеряемой среды, и отрывается от тела в виде вихрей с образование вихревой дорожки за телом. Термочувствительные элементы 4 и 5, помещенные в следе за телом, фиксируют проходящие вихри в виде изменений температуры. Если сигналы с термочувствительных элементов подать на хронометр, то по измеренному времени переноса вихря от одного эг емента к другому можно измерить скорость потока.

Образование тепловой метки за счет вихреобразования около обтекаемого тела имеет следующие преимущества:

Оба преимущества обеспечивают высокую точность измерения и конструктивную простоту прибора.

При обтекании плохообтекаемого тела потоком на тело со стороны потока действует периодическая возмущающая сила, которая вызывает поперечные колебания обтекаемого тела, что может быть использовано для повышения точности работы меточного расходомера, поскольку при колебаниях тела интенсифицируются процесJ сы обмена между ним и потоком. В случае теплового меточного расходомера интенсификация теплообмена между генератором меток и потоком имеет большое значение при импульсном питании нагревателя. Если подключить нагреватель 3 к источнику питания, вырабатывающему импульсы греющего тока, то при наличии измеряемой среды в ней будут формироваться тепловые метки, которые будут переноситься потоком. Термочувствительные элементы 4 и 5 фиксируют тепловые метки в виде измерений температуры и при наличии хронометра позволяют измерить

0 скорость потока по времени переноса тепловых меток. При этом из-за наличия колебаний формирование метки в потоке происходит значительно быстрее, чем без колебаний, что

5 повышает точность регистрации меток и, следовательно, ведет к повышению точности измеряемой скорости.

Упругие элементы б обеспечивают оптимальное соотнсяиение между час,. тотой срыва вихрей с обтекаемого тела 2 и собственной частотой его колебаний.

Увеличение коэффициента теплоотдачи ведет к пропорциональному

сокращению переходного процесса и увеличению крутизны фронтов меток. Полученные результаты справедливы и для меточных расходомеров с метками другой физической природы, но имеющим общие с тепловьми

0 метками закономерности генерации и переноса, например метками красителя.

Формула изобретения

Датчик меточного расходомера, состоящий из участка трубопровода, генератора меток с нагревателем и регистраторов меток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения датчика, генератор меток выполнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементах плохообтекаемого тела, а нагреватель расположен внутри этого тела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 42 е 23/50, 1975 (прототип).

А-А

(ytt/IUVCHO }