Шариковый расходомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаиимбвео ИРЕСПУБЛИК ЯО 1 9 А 1/О ЫТИЙ РЕТЕНИЯ 3" ар ВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСНОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ОПИ САНИ(72) Г.А.Дулатин, В.А.Колчин, Г.А.Балакишиев и Н.Д.Пустовалов (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автома" тизации нефтяной и химическойпромышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 395725, кл. Я 01 9 1(32, 1973.2. Авторское свидетельство СССР У 883657, кл.01 Т 1/06, 1980 (прототип).(54) (57) ШАРИКОВЬЙ РАСХОД 01 ЮР, со- держащий, корпус с каналами подвода и отвода потока и вихревои камероисо свободно размещенным в ней чувствительным элементом в виде шара,узел съема сигнала, состоящий из из-лучателя и приемника излучения, первый.из которых подключен к генератору колебаний, а второй - к детектору,на выходе которого включен формирователь и счетчик числа импульсов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения конструкции, излучатель и приемник выполнены в виде идентичных волноводных многовибраторныхантенн кольцевой формы, расположен"ных друг против друга по траекториидвижения шара, причем вибраторы излучателя и приемника рассредоточеныс шагом не менее диаметра шара..Е й,"с 11=- для полого шара Ыу с.);1 1111Изобретение относится к приборостроению, предназначено для измерения объемного расхода жидкостей иможет найти применение в нефтедобывающей, неФтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промьпиленности,Известен шариковый расходомер,содержащий вихревую камеру с тангенциальным входом, шар, акустическийпреобразователь частоты вращенияшара 1,Применение в шариковом расходомере такого узла съема сигнала даетувеличение точности измерения при малых расходах за счет использованияв завихрительной камере многократноотраженных от боковых поверхностейультразвуковых лучей, пересекающихравномерно зону вращения подвижного 20шара. Однако эта конструкция узласъема сигнала в шариковом расходомере требует высокой точности его изготовления.Наиболее близким к изобретению по 25технической сущности является шариковый расходомер, содержащий корпус сканалами подвода и отвода потока ивихревой камерой со свободно размещенным в ней чувствительным элементом З 0 в виде шара, узел съема сигнала, состоящий изизлучателя и приемника излучения, первый из которых подключен к генератору УЗ-колебаний, а второйк детектору, на выходе которого включен формирователь и счетчик числа импульсов 21.В данной конструкции расходомера предъявляются высокие требования к параллелъности отражающих гранейу 40 расположенных на противоположных крышках, к точности их совмещения, высокие требования к перпендикулярности ультразвукового луча, распростраФняющегося в вихревой камерен к траек тории вращения контролируемой жидкости с шаром для получения направленного распространения луча и совпадения его с детектором.Целью изобретения является упрощение конструкции.Цель достигается тем, что в известном шариковом расходамере излучатель и приемник узла съема сигнала выполнены в виде идентичных волноводных55 многовибраторных антенн кольцевой формы, расположенных друг против друга по траектории движения шара, причеь вибраторы излучателя и приемника 029 зфрассредоточены с шагом не менее диаметра шара, .На чертеже представлена конструктивная схема шарикового расходомера.Шариковый расходомер состоит из вихревой камеры 1, волноводных щелевых многовибраторных) антенн кольцевой формы 2, шара 3, генератораСВЧ 4, детектора 5, формирователя импульсов 6 и счетчика 7 числа импульсов.Шариковый расходомер работает следующим образом.При подаче в вихревую камеру измеряемая жидкость приобретает в ней вращательное движение, увлекая засобой шар, и выходит через центральное отверстие. Для определения скорости вращения шара используются СВЧ колебания, излучаемый щелевой волноводной антенной, подключенной к генератору СВЧ. От излучающих щелей СВЧ колебания проходят измеряемую жидкость и принимаются.противоположными щелями приемной антенны. Количество щелей излучаеющей и приемной антенн рассчитываются на волновое сопротивление измеряемой жидкости из условия для сплошного диэлектрического шара1 яике, ),где Г - нормированное сопротивлениеодной резонансной щели,которое зависит от волнового сопротивления жидкости.,в которую излучаются СВЧколебанияфК - количество резонансных щелей в антенне,яи - относительная диэлектрическая проницаемость материала шара,Я - относительная диэлектрическая проницаемость измеряемой жидкости (газа).С целью увеличения "прозрачности"шара в СВЧ поле его диаметр выбирается из условия отсутствия резонанса в шаре: Д = (2 с + 1- - для полого шара,З(2 + 1)4 н= 4 - для сплошногоЕдиэлектрического шара,где ,Х - длина волны электромагнитного излучения в свободномпространстве,О, 1, 2, - произвольноецелое число.В момент появления вращающегося1шара между излучающей и приемной щелями антенн волновое сопротивление среды около этих щелей изменяется. Это вызывает изменение сопротивленияКэтих щелей ( Йт - 1), улучшает3 исогласование волновых сопротивлений щелевых антенн с генератором СВЧ и детектором, что влечет за собой увеличение мощности СВЧ колебаний в приемной антенне (на ее выходе).Таким образом, при вращении шара в вихревой камере в приемной волно 111029водной антенне появляется периодическое изменение мощности СВЧ колебаний. Периодическое изменение мощности, а, следовательно, и уровнясигнала на выходе детектора, следуетс частотой, пропорциональной числупар приемоизлучающих щелей волноводных антенн и пропорционально скорос"ти вращения шара.10СВЧ колебания приемной антенныдетектируются, формируются в импульсы необходимой амплитуды и считываются на счетчике, числа импульсов.15 Применение системы многощелевыхидентичных излучателя и приемникадля определения скорости движения шара упрощает конструкцию расходомера,увеличивает чувствительность первич ного преобразователя в число щелей,размещенных на волноводе вдоль траектории движения. шара, при этом числощелей может быть значительным.ВИИИПИ Заказ 6297/32 Тираж 609 Фылшал ППП Патент 11, г.Ужгород, ул Подписноеектная, 4