Датчик ультразвукового расходомера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 904 А и) 51)5 6 01 1/66 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ледова- ческого АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 15.03,92. Бюл, М 10й (71) Государственный научно-исс тельский институт теплоэнергети приборостроения(54) ДАТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСХОДОМЕРА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборостроительной, нефтяной и химической промышленности, Целью изобретения явля 2ется повышение точности, Электрические колебания, подводимые к обкладкам пьезоэлементов 3, и реобразуются в механические колебания пластин 2, так как поляризация соседних пьезоэлементов 3 противоположна. В контролируемой среде распространяются две акустические волны под углами + й и -а к направлению, перпендикулярному оси трубопровода. Пересекаясь,эти две волны образуют интерференционное поле, интенсивность в котором периодически меняется вдоль оси с пространственным периодом Л, Рассеянное неоднородностями, присутствующими в потоке, .излучение принимается пластиной 4 приемного преобразователя и преобразуется пьезоэлементами 5 в электрические колебания. 1 ил.(3) югде О - средняя скорость движения неодно 5 родностей,В осевом направлении пространственный период Л интенференционного поля,образующегося в области пересечения двухакустических волн, распространяющихся10 под углами + а и - а к направлению, перпендикулярному оси трубопровода, равен зп а(4) 15где Л - длина ультразвуковой волны в контролируемой среде,Подстановка в формулу (4) значения синуса угла из выражения (2) дает 20 О(1,х) = Оп зП (2 лСос) .соз, (1),г х 25б где Оп 1 - амплитудное значение скорости;1 о - частота электрических колебаний,подаодимых к пьезоэлементам; 30х - . координата в осевом направлении;1 - время;б - расстояние между пьезоэлементами 3,В контролируемой среде от такого излучателя распространяются две акустическиеволны под углами плюс а и минус а к на. правлению, перпендикулярному оси трубопровода. При равном расстоянии междугеометрическими центрами соседних пьеэоэлементов направление максимума излучения определяется условием О 2 б где с - скорость звука в контролируемой среде,ф Пересекаясь, зти две волны образуют интерференционное поле, интенсивность в 50 котором периодически меняется вдоль оси с пространственным периодом Л, Движе. ние в таком поле различных неоднородностей, которыми могут служить пузырьки нерастворенных газов, механические вклю чения и турбулентные пульсации скорости потока, приводит к тому, что интенсивность рассеянного ими излучения периодически меняется с частотой, равной Изобретение относится к измерительной технике и может бь 1 ть найти применение в приборостроительной, нефтяной и химической промышленности.Целью изобретения является повышение точности.На чертеже представлена конструкция датчика.Датчик состоит из отрезка трубопровода 1, пластины 2, пьезоэлементов 3 излучающего преобразователя, пластины 4, пьезоэлементов 5 приемного преобразователя.Датчик работает следующим образом.Электрические колебания, подводимые к обкладкам пьезоэлементов 3, преобразуются в механические колебания пластины 2, так как поляризация соседних пьезоэлементов 3 противополокна.Скорость движения каждой точки поверхности пластины 2 в направлении, перпендикулярном оси трубопровода, описывается равенством зЬ =а(2) с 2 боТ,е, пространственный период интерференционного поля определяется только расстоянием между геометрическими центрами соседних пьезоэлементов б и не зависит от скорости звука в контролируемой среде.Рассеянное неоднородностями, присутствующими.в потоке, излучение, изменяющееся по интенсивности с частотой принимается пластиной 4 приемного преобразователя и преобразуется пьезоэлементами 5 в электрические колебания,Датчик позволяет получить на своем выходе электрический сигнал, амплитуда которого промодулирована с частотой, пропорциональной скорости потока и независимой от скорости распространения звука в среде, что приводит к повышению точности. Формула изобретения Датчик ультразвукового расходомера, содержащий установленные на противоположных стенках трубопровода излучающий и приемный преобразователи, выполненные на основе пьезоэлементов, закрепленных на одной пластине, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, излучающий преобразователь выполнен в виде набора и пьезоэлементов с чередую. щейся поляризацией, установленных на равном расстоянии друг от друга, а прием1719904 Составитель Ю.БайковТехред М.Моргентал Корректор Т,Малец Редактор С.Лисина Заказ 764 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ный преобразователь выполнен в виде и цией, установленных на пластине, идентичпьезоэлементов с одинаковой поляриза- но излучающему.