Расходомер Советский патент 1982 года по МПК G01F1/34 

(54) РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерению расходов однородных жидких и газообразных сред. Известны расходомеры, содержащие подключенную к источнику питания полость, заслонку, сопло с выходом в атмосферу и дифманометр, вход которого соединен с полостью Недостатками таких расходомеров яв ляются сравнительно низкие метрологические свойства и надежность работы, обусловленные наличием в их конструкции инерционных подвижных частей, а также люфтов кинематической передачи Наиболее близким по технической сущности к изобретению является расходомер, содержащий корпус, внутренняя полость которого состоит из глухой вспомогательной камеры и проточно рабочей камеры с входным и выходным каналами, разделенных между собой мембранным воспринимающим эл1 ментом, связанным с преобразователем перемещения, и индикатор расхода . Однако изменение объема р; бочей полости камеры расходомера и переме- i щение воспринимающего элемента при изменении величины расхода потока измеряемой среды приводит к снижению точности измерения расхода. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в расходомере, содержащем корпус, внутренняя полость которого состоит из глухой вспомогательной камеры и проточной рабочей камеры с входным и выходным каналами, разделенных между собой мембраннь|м воспринимакицим элементом, связанным с преобразователем перемещения, и индикатор расхода, воспринимающий элемент выполнен в виде биморфного кристалла, механически связанного своим центром с преобразователем перемещения, выполненным в виде струны с автогенератором возбуждения, причем он дополнительно снабжен генератором эталонной частоты. 390 усилителем постоянного тока и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом автогенератора, а второй - с выходом генератора эталонной частоты, а выход - со входом усилите ля постоянного тока, выход которого соединен с обкладками биморфного кристалла и индикатором расхода. На чертеже приведена конструктивная схема расходомера, Расходомер состоит из корпуса 1, глухой вспомогательной камеры 2 и проточной рабочей кгмеры 3, разделенных между собой мембранным воспринимающим элементом 4, выполненным в и;л,е биморфного кристалла. Рабочая камера имеет .входной.5 и выходной 6, каналы, причем выходной канал расположен против центра мембранного воспринимающего элемента 4, Во вспомогательной камере 2 расположен струн ный преобразователь 7 перемещения с системой самовозбуждения автогенератора 8, Один конец преобразователя пе ремещения струны закреплен в центре воспринимающего элемента, а второй на корпусе. Расходомер содержит также генератор 9 эталонной частоты, усилитель 10 постоянного тока, индикатор 11 расхода и блок 2 сравнения один вход которого соединен с выходом автогенератора, второй - с выходом генератора 9 эталонной частоты, а вы ход - с входом усилителя 10 постоянн го тока, выход которого соединен с обкладками биморфного кристалла 4 и индикатором I1 расхода. Расходомер работает следующим образом, При изменении величины расхода Q контролируемой среды, проходящего че рез входной 5 и выходной 6 каналы рабочей камеры 3 расходомера, меняется величина силы F, действующей на воспринимающий элемент 4. Вследствие изменения силы F происходит деформация воспринимающего элемента (биморф ного кpиcтaллaJ 4 вдоль продольной оси канала 6 расходомера, что привод к изменению натяжения чувствительног элемента струны) 7 автогенератора 8 и, как следствие, к изменению частот последнего. При этом на выходе блока 12 сравнения формируется сигнал,рассогласования, пропорциональный разности частот f и :L соответственно автогенератора 8 и генератора 9 эталонной частоты. Сигнал рассогласова4НИН через усилитель 10, поступает на обкладки биморфного кристалла 4. При подаче сигнала на биморфный кристалл происходит сжатие одного из его слоев и расширение другого, что создает усилие, действующее на биморфный кристалл вдоль оси выходного ка нала 6 расходомера в направлении, противоположном действию силы, пропорциональной измеряемому расходу Q, Под действием этого усилия кристалл возвращается в первоначальное положение, а автогенераторная система 8 - в исходное состояние, при котором ее частота ,. равна частоте эталонного генератора 9. В момент равенства частот генераторов 8 и 9 напряжение и„,.( на выходе усилителя 10 пропорционально величине измеряемого расхода Q, Таким образом, расходомер обеспечивает преобразование величины расхода Q потока контролируемой среды в электрический сигнал, поступающий на индикатор I1 расхода. При работе воспринимающий элемент 4, благодаря такому выполнению расходомера, остается неподвижгшм, что обеспечивает постоянство объема рабочей камеры 3 расходомера. Указанное обстоятельство приводит к повышению точности измерения расхода, В основу работы данного расходомера могут быть положены два различных физических явления, одно из которых состоит в стремлении мембранного воспринимающего элемента приблизиться к выходному каналу, возникающем из-за присасывающего действия выходного отверстия, пропускающего поток. При этом возбуждакщая сила создается за счет течения вещества в зазоре между воспринимающим элементом и выходным каналом, С уменьшением этого зазора величина силы присасывания возрастает, чем обеспечивается возможность повышения чувствительности расходомера при измерении малык расходов. Второе явление, ко торое также может быть реализовано в предлагаемом расходомере, состоит в .нагнетании давления в проточной рабочей камере за счет перепада давлений между входным 5 и выходным 6 каналами. При этом воспринимающий элемент 4 будет испытывать изгибающее действие, направленное из рабочей камеры 3 во вспомогательную камеру 2, в результате чего натяжение 590 струны 7 преобразователя перемещения будет уменьшаться. Реализация второго явления обеспечивается, при выборе расстояния между воспринимающим элементом А и выходным каналом 6 значительно большего, например равного диа метру воспринимающего элемента. В обоих описанных случаях постоянство расстояния между воспринимающим элементом 4 и противоположной ему стенкой рабочей камеры 3 позволяет устранить погрешность измерения, имеющую место в известных расходомерах. Отсутствие перемещения воспринимакщего элемента в процессе работы пред лагаемого расходомера обеспечивает возможность существенного уменьшения зазора между воспринимающим элементом и выходным каналом, а, следовательно и повышения чувствительности и точности при измерении малых расходов.. Формула изобретения Расходомер, содержащий корпус, внутренняя полость которого состоит из глухой вспомогательной камеры и проточной рабочей камеры с входным и 74 выходным каналами, разделенных между собой мембранным воспринимающим элементом, связанным с пребразоватепем перемещения, и индикатор расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, воспринимающий элемент выполнен в виде биморфного кристалла, механически связанного своим центром с преобразователем перемещения, выполненным в виде струны с автогенератором возбуждения, причем он дополнительно снабжен генератором эталонной частоты, усилителем постоянного тока и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом автогенератора, а второй - с выходом генератора эталонной частоты, а выход - с входом усилителя постоянного тока, выход которого соединен с обкладками биморфного кристалла и индикатором расхода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 368485, кл. G 01 F 1/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 741056, кл. G 01 F 1/05, 1980 (пpoтoтипJ.

.

ц«(((..(«:«

УЧЧЧУУХУЧУЧУМ X.IVVVVVVV44V4V4V4

ia