Шариковый датчик расхода жидкостей

288330 Союз Свавтскик Социалистическим РеспубликЗависимое от авт. свидетельства М Кл. 42 е, 23101 42 е, 23,50 Заявлено 22.7.1969 ( 1331255/18-10)с присоедипенпсм заявки ЛЪ МПК Комитет по дизобрвтеиий и опри Совете ИиСССР лам иоритет крытиистре 9( У К 6 публпковано 03,Х 11 1970 юллетень Х 1 я 29.1.1971 Дата опубликования описа Авторыизобретени А. Балакишиев, В, А, Колчин, М. Д. Агаев и Ш. Г. Шахбаз институт Нефтехимавтомат аявите ХОДА ЖИДКОС АТЧИК Р ШАРИКОВ- "1 1 ш Ячно-исследовательский и проектн Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения расхода жидкости тахометрическим методом, опоможет широко применяться в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, сажевой и других отраслях промышленности.Известны датчики расхода с вращающимсячувствительным элементом (крыльчаткой, шариком), в которых для съема сигнала используются различные преобразователи: магнитоиндукционные, индуктивные и др.Но такие расходомеры не могут работать насредах с высокой температурой, требуют выполнения шариков из металла и не обеспечивают требуемой точности при измерении малых расходов на горизонтальных трубопроводах,В предлагаемом датчике для расширениятемпературного диапазона узел съема сигналавыполнен в виде акустического преобразователя с пьезоэлектрическими элементами, расположенными на верхней и нижней крышкахкамеры соосно на расстоянии от оси выходного отверстия, равном радиусу окружности вращения шарика, который выполнен полым. 2На чертеже изображен датчик и блок-схемапреобразовательных узлов.Шариковый датчик расхода жидкостей представляет собой завихрительную камеру 1,внутри которой в круговом кольце 2 свободно 3 размещается шарик 3, содержащпп воздушную полость (пз любого материала), а с внешней стороны на верхней и нижней крышках друг против друга на расстоянии от центра, равном радиусу окружности, вдоль которой вращается шарик, устанавливаются два пьезоФкристалла 4 - излучатель и приемник, образующие со средами между ними акустический канал (используются пьезокристаллы типа КТС, работающие до температуры 350 С).В электронную часть прибора входят генератор 5 ультразвуковых колебаний, формирователь б и унифицированный преобразователь 7.Устройство работает следующим образом.В завихрительную камеру измеряемая жидкость поступает по касательной и получает в ней вращательное движение, подчинающееся закон вихревых движений. Шарик, находящийся в завихрптельной камере, увлекается потоком и приобретает круговое движение, скорость которого равна скорости вихря в зоне траектории. Поэтому между измеряемой скоростью потока и скоростью шарика для случая, кода с вязкосттпо жидкости моно не считаться, устанавливается простая связь, определяемая соотношением28833 О Предмет изобретения Составитель й. ВарнекТеггред Л. Я. Левина Корректор Т. А. Абрамова Редактор Т. Иванова.Изд,22 Заказ 16/8 Тзграгк 480 ПодписноеЦНЙИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 где т, - Измеряемая скорость потока;- коэффициент отставания шарика отпотока;г - радиус траектории движения шарика;5Я - радиус завихрительной камеры;к - скорость шарика. Связывая среднюю скорость контролируемото потока с измеряемым расходом и учитывая 10 связь линейной скорости с числом оборотов шарика, получаем2 г 1 РгЯгде Ц - расход; 15Р - площадь поперечного сечения входного отверстия завихрительной камеры;- число оборотов шарика. 20Как.было уже сказано, зону траектории шарика ,.пересекает в перпендикулярном направлении .акустический канал, в котором от излучателя к приемнику распространяются непрерывные ультразвуковые колебания, 25Как только шарик при своем вращении попадает в акустический канал, ультразвуковой сигнал на приемном кристалле практически исчезает, так как в этот момент ультразвуковой .луч полностью будет перекрыт воздушной по- З 0 лостью шарика. Таким образом, при вращательном движении шарика приемный кристалл оказывается в режиме периодического приема ультразвуковых сигналов с частотой, равной числу оборотов шарика.После преобразования ультразвуковых сигналов в электрические последние детектируются в виде отрицательных П-импульсов, через эмиттерный повторитель поступают па электронный преобразователь ПИРСУ с унифицированным выходом, предназначенным для преобразования входной частоты в выходной сигнал. Шариковый датчик расхода жидкостей, со. держащий вихревую камеру с тангенциальным входным и выходным отверстием в дне камеры, шарик, вращающийся под действием жидкости внутри камеры, и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения температурного диапазона, в нем узел съема сигнала выполнен в виде акустического преобразователя с пьезоэлектрическими элементами, расположенными на верхней и нижней крышках камеры соосно на расстоянии от оси вы. ходного отверстия, равном радиусу окружно. сти вращения шарика, который выполнен по. лым.