Датчик текущих значений быстроизменяющихся малых расходов жидкости в трубопроводе Советский патент 1981 года по МПК G01F1/34 

Изобретение относится к технике изме рения текущих значений быстроизменягошихся и установившихся расхоцов жидкостей и газов в трубопровооах и предназначено аля отработки раз1шчного роца тепловых двигателей и двигательных установок, а также может быть использовано цля измерения расходов любых некриогенных жидкостей, в том числе неэлектропро вооных, непрозрачных, взрывоопасных, имеющих незначительные газовые вкгаоче- ния и загрязнения, агрессивных и ар. . Преапочтительный диапазон максиматьных расходов для предложенного датчика составляет . 50 + 200г/с. Известен датчик, содержащий перепацоизмерительное устройство в виде сужающе-расширяющегося сопла l, Однако известный датчик не обладает достаточной точностью измерения быстроизменяющихся мальк расходе® жиокостн. Более близким является датчик, который имеет высокие динамические характеристики и содержит корпус и балочку, на которой поток меняет свое направление на противоположное, 2.. Установка такого датчика в трубопровод существенно увеличивает, гиоравлическое сопротивление. Уменьшить цо приемлемых значений потери ПОЛНОГО давления в известном oai чике при заданных его динамических характеристиках и заданной его потребной чувствительности нельзя, так как всегда есть ограничение минимального сигнала с датчика, который может быть испо:ьзсвав для усиления вторичной аппаратурой. Целью изобретения является создание датчика для измерения текущих значений быстроизменяюшихся малых расхоцов сознающего при максимальном расходе гиоравлическое сопротивление (ncvepH давления) не более 0,3 кг/см н явАяку щегося в то же время технологичным с точки зрения изготовления и экспдуатапии. Указанная иель достигается тем, что в нзвестном датчике быстроизменякхаюсся малых расходов жидкости в трубопроводе, имеющем перепадоиэмеригельное усгройсо. во, выполненное в виде закрепленной на ксисольном держателе баночки чувствитель него.элемента в проточную часть, образованную балочной чувствительного элемента и сужающимся и расшир5пощимся каналами в сопловой вставке, сопловая вставка заменена укрепленным над балочкой чувстви тельного элемента дефлектфом, имеющим продольный прО(}иль в виде сужающ&-расши ряющегося сопла, причем сужение и расши рение расположены за пределами прогибав- мой части балочки, а боковые стенки даф;ектфа отделены минимальными зазорами от боковых стенок балочки и имеют отверстиядля соединения полости втекания жидкости в конус ситчика с полостью зазора между балочкой чувствительного элемента и держателем, полости втекания и вытекания из датчика разделены перегородкой. Растяженре зоны, в которой создается перепад давления на балочке чувствительного элемента на всю длину ее прогибаемой части, позволяет при прочих разных условиях (жес1кости балочек и ее размеров, расходов жидкости, усиления вторичной аппаратуры и Др.), обеспечить потребный прогиб балочек при гораздо меньшем падении давления в жидкости, а также осуществление поворота жидкости при малых скоростях и на вдвое .меньший угол, достигаемое предложенной кшструкцией, позволяет резко уменьшить потери полного давления в проточной части датчика. На фиг, 1 изображен датчик, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А 4иг. 1, Датчик содержит, корпус I (фиг, 1 и 2 держатель 2, в котором за защитной мембраной 3 расположена электромагнитная головка 4 (индуктивный полумост). Индуктивный полумост 4 регистрирует, прогиб балонки 5 чувствительного элемен та, Балочка 5 в закреплении 6 (фиг. 1) имеет возможность перемещаться в про допьном направлении. Проточная часть датчика 7 (4яг. 1 и 2) образуется балочкой 5 и дефлектором 8, который имеет продольный профяль в виде сужающе-расширяющегося сопла, В дефлекторе 8 имеются отверстия 9 для соединения полости втекания жидкости 10 (фиг, 1) в корпус рщгчика с полостью 11 (фиг. 1) зазора между балочкой 5 и держателем 2. Боковые стенки дефлектора 8 отделены минимальными зазорами от боковых стеHpji балочки. Целость втекания Ю (фиг, 1 вытекания 12 жидкости из датчика разделены перегсродкой 13 (фиг. 1), При наличии расхода жидкости через датчик образуется разность давлений в проточной части 7 датчика и в полости 11 зазора между балочкой 5 и держателем 2. Эта разность давлений равна падению статического давления в сужающерасширяющемся канале, который образован дефлектором 8 и балочкой 5. Разность давлений или перепад давления над и под балочкой чувствительного элемента 5 вы- зывает ее прогиб, который регистрируется индуктивным полумостом 4, Малая масса балочки и присоединенной жидкости при высокой жесткости балочки позволяет иметь большую собственную частоту чувствительного элемента и соответственно высокие динамические характеристики. Конструкция предложенного датчика позволит при хорошей технологичности изготовления и 1малом гидравлическом сопротивлении проточной, части датчика обеспечить измерение расхода с погрешностью не более - по амплитуде + 1% и по фазе -3 С при колебаниях расхода с частотой до 2ОО + ЗОО Гц (в пересчете на сигнал синусоидальной формы с ампли в шэеделах рабочего диапазона от УУ11И этом статическая составляющая погрешности, отнесенная к верхнему пределу измерения, составит не бо/юе +2,5%, Формула изобретения Датчик текущих значений бысвроизменяюшихся малых расходов жидкости в трубопроводе, содержащий перепадоизмери;тельное устройство, отличающийся тем, что, с целью уменьшения полного давления жидкост.и в проточной части датчика, последняя образована балочкой и укрепленным над ней дефлектором, .имеющим продольный про(}иль в виде сужаюше-расширяющегося сопла, боковые стенки которого отделет1ы зазорами от боксовых стенок балочки и имеют отверстия для соединения полости втекания жидкости в корпус датчика с полостью зазора между балочкой и держателем, причем полости втекания и вытекания жидкости из датчика разделены перегородкой. Источники шформации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N 493332, кл, G 01 F 15/О7, 05.02,19364 2.Авторское свидетельство СССР N 8О359, кл. Q 01 6 5/04, 07.06,48 (прототип).

2