Микрорасходомер

(56) Авторское свидетельство СССР И, кл. 0 01 Р 3/00, 1970.Авторское свидетельство СССР М 706702, кл. 6 01 Е 3/00, 1979. (54) МИКРОРАСХОДОМЕР(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для изме-,ап,ри- оплоттакже аний. струкмеров, плу 4,объедине ися нее ы в б5 поов 6,Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и индикации микрорасходов, например, газа в автоматизированных микроплотных и микромодельных установках, а также при автоматизации научных исследований.Известны микрорасходомеры газов, содержащие погруженное в кювету с жидкостью сопло и фотоэлемент с оптическими системами, подключенный к фиксирующему прибору,Недостаток таких устройств состоит в том, что для их реализации необходимо применять прозрачные жидкие среды и кювету, а также довольно сложную систему оптического счета преобразования пузырьков газа. Это снижает надежность и прибор имеет значительные габаритные размеры. Кроме того для измерения пределов измерения необходимо применять жидкости с большой плотностью, а номенклатура оптически прожаетЬа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТ рения и индикации микрорасходов, н мер, газа в автоматизированных микр ных и микромодельных установках, а при автоматизации научных исследов Цель изобретения - упрощение кон ции и уменьшение габаритных раз Газ подводится через штуцер 2 к со . отделяясь от сопла 4, каждый пузыре мирует импульс давления, передающ пъезокерамическому соплу 4. Посл преобразует механические импул электрические сигналы, которые пос работки усилителем формирователем ступают на вход счетчика импульс 1 ил,зрачных жидкостей ограничена. Это суобласть применения расходомеров.Наиболее близким к изобретению явл ется расходомер, содержащий кювету с жидкостью, входной штуцер с соплом, дополнительную пробку с мембраной, установленную на одном уровне с торцом сопла и перпендикулярно ему, а на втором конце трубки размещена камера с установленным в ней микрофоном, выход которой через усилитель-формирователь импульсов подключен к электрическому счетчику.Достоинством этого устройства является его некритичность к оптическим свойствам жидкости, заполн я ю щей кювету. Однако его существенным недостатком является сложность конструкции акустического подсчета количества пузырьков газа и значительные габаритные размеры. Кроме того при измерении расхода газа в линиях со значительными колебаниями статического давления необходимо применение до 171990010 15 20 25 30 35 полнительных мер для защиты акустической системы регистрации пузырьков, что также увеличивает затраты и габаритные размеры,Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров микрорасходомераЦель достигается тем, что в микрорасходомере. содержащем кювету с жидкостью, входной штуцер с цилиндрическим соплом, усилитель-формирователь импульсов, подключенный к счетчику импульсов, во входном штуцере установлена эластичная втулка, а сопла выполнено из пъезокерамики с двумя электродами, подключенными к усилителю-формирователю импульсов, причем сопла размещено в эластичной втулке,На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Микрорасходомер состоит из кюветы 1, частично заполненной жидкостью, не реагирующей с измеряемым газом, входного штуцера 2, в котором в эластичной втулке 3 размещено цилиндрическое сопла 4 с двумя напцленными на ее поверхность электродами, которые подключены к усилителю-формирователю импульсов 5, выход которого подключен к счетчику импульсов 6,Работа устройства заклюцается в следующем.В зависимости от изменения расхода газа, который подводится через входной штуцер 2 к соплу 4, изменяется частота отделения пузырьков на погруженном в жидкость срезе сопла 4. То, что с изменением расхода изменяется частота отрыва пузырьков газа при барботаже, объясняется тем, что при расходе ускоряется процесс формирования пузырька, которое происходит под действием силы давления газа, преодолевающей действие сил поверхностного натяжения на границе раздела "жидкость-газ", При отделении каждого пузырька формируется импульс давления, передающийся пъезокерамицескому соплу 4. Последний преобразует механические импульсы в электрические сигналы, которые после обработки усилителем-формирователем 5, поступают на вход счетцика импульсов 6. Счетчик 6 осуществляет измерение количества пузырьков газа, которое пропорционально его расходу, за заданный оператором интервал времени, а также для контроля изменения генерируемого количества пызырьков газа, Подсчет импульсов может производиться по программе двумя 3-разрядными десятичными счетчиками и одним б-разрядным, управлением оператором с помощью переключателя, имеющего положение "Старт" и "Стоп". Выполнение сопла из пъезокерамического материала с двумя электродами, размещенного во входном штуцере в эластичной втулке имеет следующие преимущества.1, Достигается совмещение в одном элементе генератора пузырьков газа и чувствительного элемента, реагирующего на частоту отделения пузырьков со среза сопла, что практически не требует дополнительного пространства для территориального размещения устройства регистрации пузырьков. Это обстоятельство позволяет уменьшить габаритные размеры и упростить конструкцию устройства.2, Размещение сопла в эластицной втулке, выполненного, например, из искусственного каучука, защищает систему съема от внешних вибраций, т.е, повышается надежность измерения.3, Применение в качестве паъезокерамического сопла трубчатого пьезоэлемента размещенного в эластичной втулке, от звукоснимателя с корундовыми иглами обыкновенного или стереофонического бытового проигрывателя, позволяет значительно сократить затраты на реализацию устройства, Габаритные размеры такого трубчатого пье- . зоэлемента: длина 15 мм, диаметр внутренний 0,6 мм, внешний 1,3 мм, полностью отвечают требованиям к геометрическим размерам сопла известных расходомеров.4, Не требуется защита сопла от колебаний статического давления в линии, так как пъезокерамика практически не изменяет генерируемые импульсы от колебаний давления.Пъезоэлектрическая керамика, использованная в качестве чувствительного элемента, имеет следующие преимущества; относительная дешевизна, хорошая частотная характеристика - ниже своей резонансной частоты керамика не дает амплитудных и фазовых искажений, широкий диапазон температуры измеряемой среды (например, для керамики типа ЦТС интервал рабочих температур равен 60-300 С) высокая механическая прочность (до 35 10 Н/см ) и высокая чувствительность (до ЗмкВ/бар). Разработан опытный образец устройства со следующими техническими характеристиками: предел измерения 0,25 л/ч; амплитуда импульсов от усилителя-формирователя 5 В, максимальное количество пузырьков через кювету 400 шт,/мин. погрешность счета импульсов 0,2%, габаритные размеры кюветы 22 х 93 мм.Формула изобретения Микрорасходомер, содержащий кювету с жидкостью, входной штуцер с цилиндри-,1719900 Составитель А.АзимовКаменская Техред М.Моргентал Корректор Т.М Редакт Заказ 764 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,ческим соплом, усилитель-формирователь импульсов, подключенный к счетчику импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритных размеров, он снабжен эластичной втулкой, установленной во входном штуцере, а сопло выполнено иэ пъезокерамики с двумя электродами, подключенными к усилителю-формирователю импульсов, причем сопло установлено в эластичной 5 втулке,