Датчик вибрационного расходомера

)5 0 О. Р 1/84 ИТЕТ СССР И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТНЕИНЫЙ ГЮ ДЕЛАМ ИЭОЬРЕ.ГЛ 3 Я БРЕ РАСХОДО к измеяет поточностзлементдва нонетлевык вйЬ ОПЙСАНИЕ И.(5 У) Изобретение относитсярительной технике и позволвысить чувствительность иизмерений. Чувствительныйустр-ва представляет собойследовательно соединенных участков 2 трубопровода, выполненных в виде полных витков пружин сжатия. Концы 5 прукин выведены в сторону основания 4 корпуса 1 на равном расстоянии от оси симметрии витка, перпендикулярной этому основа-нию 4, Электромагнитным вибратором6 возбуйдают в прузинах колебания,амплитуда которых возрастает по мере удаления от основания 4 и достигает максимума у перемычки. Взаимныеугловые отклонения боковых частейпруаин, измеряемые датчиками 7, удваиваются, поскольку измеряемый поток через петли трубопровода двиается в одном направлении, а колеблются они встречно. 1 ип, 405439Изобретение относится к йриборостроеяию, а именно к средствам измерения массового расхода, и можетнайти применение для измерения расхо-. 5да технологических сред в различныхотраслях промьппленности.Целью изобретения является повышение чувствительности и точностиизмерения. 1 ОНа чертеже показан датчик вибрационного расходомера, общий вид.В корпусе 1 заключен чувствительный элемент в виде двух петлевыхучастков трубопровода 2, соединенных 15последовательно обводной линией 3. и жестко соединенных в основании 4корпуса. Обводная линия подключенатак, чтобы измеряемый:поток черезпетлевые участки трубопровода про Оходил в одинаковом направлении. Каждый из петлевых участков трубопрово да представляет собой полный витоквиятовой пружины сжатия с концами 5,выведенными в сторону корпуса на 25равном расстоянии от линии сниметрии Т витка пружины, перпендикулйрной основанию, Концы пружин жесткозакреплены в основании корпуса,Винтовые пружины изготовлены сшагом, превьппающим внешний диаметртрубопровода, так что между нижнимичастями витка пружины имеется зазор.Величина шага выбирается так, чтобыпри максимальном изгибающем моментеот кориолисовых сил, соответствующемверхнему пределу диапазона измерения.расхода, виток пружины яе смыкался,поскольку дальнейший изгиб пружинысопровождался бы поворотом витка 4 Овокруг точек, где произопщо их соприкосновение. При этом жесткость пру"жины значительно увеличиваетсй и измерение расхода станет невозможным,В центре верхней части пружины 45(перемычек) установлен электромагнитный вябрато,б, а на боковых частях - датчики угловых отклонений.7.Электромагнитный вибратор 6 состоит из силовой и измерительной кату"шек, раэме 1 Пеяных в корпусе, жесткозакрепленном яа перемычке одной нзпружин.Внутри катушек находятся постоянные магниты, установленные на штоке,жеетко закрепленном яа перемычке дру". гой пружины. Датчики угловых отклонений представляют собой оптическуюпару в инфракрасном спектре светодиод-фотодиод, жестко закрепленную на одной пружине, и прерыватель светового потока (флажок), закрепленный на другой пружине.Датчик работает следующим образом.При включении электромагнитного вибратора и отсутствии расхода измеряемой среды перемычки пружин совершают встречные параллельно-поступательные движения с частотой колебаний, равной собственной частоте электромеханической системы,Нижние части каждого витка совершают сложные колебательные движения (параллельно-поступательные и иэгибочные) относительно жестко закрепленных прямолинейных концевых участков пружин, выполняющих роль торсионовВ свою очередь торсионы совершают крутильные колебания и изгибочные колебания в том же направлении, что и перемычка своего витка.Амплитуда колебаний каждого участка витка пружин возрастает по мере удаления от основания корпуса и достигает максимума у перемычки.Поскольку при колебаниях все участки пружин (кроме перемычек) совершают криволинейные движения, то при наличии расхода со стороны измеряемого потока на них действуют кориолисовые силы инерции, имеющие максимальное значение у перемычек .В зонах расположения датчиков угловых отклонений имеет место изменение направления движения измеряемого потока, в следовательно, и сил Кориолиса, создающих изгибный момент М, Этот момент вызывает отклонения витка относительно оси симметрии пружины на угол 0, пропорциональный массовому расходу М измеряемой среды. Поскольку измеряемый поток через петлевые участки трубопровода движется в одном направлении, а колебания их встречные, то взаимные угловые отклонеяия боковых частей пружин удваиваются, что облегчает их из- мерение датчиками угловых отклонений,Связь между взаимным углом отклонения 9 и массовым расходом измеряемой среды М определяется Формулой210 Як УЯ.ю 4 ,)Я Яг хС(1- ;)140 4 И Фо рмула изобретения ПИ Заказ 3092 Тираж 549 Подписно пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,1 ронзв .поли где 1. - общая плина трубки пружины,Р - длина перемычки;Я - круговая частота вынужденных колебаний;б - амплитуда угла вынужденныхтмколебаний;С - жесткость пружины относительно оси симметрии виткавИ - круговая частота свободныхколебаний пружины относи"тельно оси У;- время колебаний.Выбирая геометрию пружин так, чтобы 9Ю, можно существенно повысить чувствительность вибрационного расходомера и точность измерения рас" хода. Датчик вибрационного расходомера,содержащий корпус с чувствительным 5элементом в виде двух последовательно соединенных петлевых участков трубопровода, жестко закрепленных в ос"новании корпуса, вибратор н датчики 10 угловых отклонений петлевых участков,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения чувствительностии точности измерения, петлевые участки трубопровода выполнейы в виде 15 порных витков пружин сжатия, концыкоторых выведены в сторону основаниякорпуса на равном расстоянии от осисимметрии витка пружины, перпендикулярной этому основанию.