Устройство для измерения параметров потока вязкой среды

)5 6 011 1/ БРЕ ОПИС 21 ОяКдрлф1 д РСКОМУ С Т ВУ ный институт ство СС 6, 1982 ство СС , 1977. ство СС О, 1988 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ВЯЗКОЙ СРЕДЫ. (57) Использование: измерение параметров потока гидросмесей различной плотности при их перемещении по трубопроводам с разной скоростью, Сущность изобретения: устройство содержит трубчатое основание (3), четыре упругих пластины (2) с силовводящими элементами на противолежащих концах у каждой, трубчатую направляющую потока (1) с четырьмя сквозными отверстиями (5), расположенными в одной плоскости во взаимно перпендикулярных диаметральных направлениях, и трубчатую гибкую оболочку (14). Направляющая потока (1) установлена внутри основания (3) и внешней поверхностью направляющей потока (1) установлены опоры (6) с прокладками (7). Гибкая оболочка (14) выполнена из полиэтиленовой пленки толщиной, равной 0,1-0,15 мм, и своей цилиндрической поверхностью сопряжена с внутренней поверхностью направляющей потока (1). Силовводящие элементы (12) со стороны одних из концов пластин (2) установлены в контакте с гибкой оболочкой (14) в соответствующих отверстиях (5) направляющей потока (1) и с возможностью смещения в них вдоль оси направляющей потока(1). Упругие пластины (2) выполнены с различной жесткостью и радиально прикреплены к основанию(3), На каждой пластине (2) наклеен тензорезистор (8). Из тензорезисторов (8) собран мост Уинстона, который подключен к регистрирующему прибору. 2 ил.Предлагаемое изобретение относитгч к устройствам для измерения параметров потока гидросмесей различной плотности при их перемещении по трубопроводам с разной скоростью.Цель изобретения - создание устройства для измерения в трубопроводе параметров потока вязкой среды с разной по высоте сечения плотностью, то есть для гидросмесей.Ка фиг, 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства,Предлагаемое устройство включает в себя направляющую потока 1, силовводящие элементы 2, один из концов которого закреплен на основании 3 с помощью гаек 4, а другой размещен в отверстии 5 направ-. ляющей потока. Между основаниями 3 силовводящих элементов 2 и внешней поверхностью направляющей потока 1 установлены опоры 6 с прокладками 7, устраняющими его вибрации. На пластинах силовводящих элементов наклеены рабочие 8 тензорезисторы, которые подключены в схемы электрических мостов 9 Уинстона через усилитель (тензостанцию) 10 к записывающему осциллографу 11;, Жесткость пластин, на которые наклеены тензорезисторы В, Вз, В 4 различная, Жесткость пластин у датчиков В 1, В 2 одинаковая, Силовводящие элементы 2 на незакрепленных концах содержат чувствительную часть 12, которая имеет площадь 10 х 10 мм и установлена в отверстиях направляющей потока с зазорами от 0,01 до 0,1 мм со стороны набегания потока гидросмеси и от 0,25 до 0,3 мм - с противоположной стороны, Чувствительные части 12 элементов 2 устанавливаются строго заподлицо с внутренней поверхностью направляющей потока, что регулируется с помощью гаек 4, Чувствительные части 12 элементов 2 отделены от гидросистемы 13 трубчатой гибкой оболочкой 14 в виде полиэтиленовой пленки толщиной от 0,1 до 0,15 ммУстройство работает следующим образом.Предварительно каждый чувствительный элемент 12 силовводящего элемента 2 тарируется весовым способом. Жесткость пружин у В, Вз, В 4 - различная, самая маленькая у В 4, больше у В 1 и самая большая жесткость у Вз, Жесткость пружины для В, подбирают такую, чтобы при движении по трубопроводу воды без твердых частиц, чувствительный элемент 12, перемещаясь, изгибал пластинку, на которой наклеен тензорезистор 8, Сопротивление тензорезисторов 8 при этом изменяется, что вызы 30 35 40 45 50 5 10 15 20 25 вает изменение величины электрического тока пропорционально изгибу упругой пластинки и записывается на ленте осциллографа 11, Жесткость пластин, на которых наклеены тензореэисторы В и В 2, больше чем у предыдущей, но ненамного так, чтобы наличие твердых частиц в потоке сказывалось на перемещение чувствительного элемента 12 у этих тензорезисторов. Жесткость пластины у датчиков Вг = В и по величине должна быть где-то между жесткостью пластин у тензорезисторов Вз и В 4,Скорость движения потока в направляющей потока 1 постепенно увеличивают, При малых скоростях начинает изгибаться пластина с тензорезистором В 4, затем В 2 и В 1 и при скоростях близким к критическим, пластина с тензорезистором Вз, Разница Вз-В 4 показывает, как возрастает напряжение сдвига с увеличением размеров твердых частиц и их концентрацией. О величине максимальной концентрации твердой фазы в потоке можно судить по отношению Вз - ВЯ 2 - В 4. Полиэтиленовая пленка 14 должна быть тонкой (0,1 - 0,15 мм) и достаточно прочной, чтобы не вносить большой процент погрешности в измерения, и в то же время она должна защищать зазоры между отверстиями направляющей потока 1 и чувствительными элементами 12 от попадания в,них твердых частиц, С помощью предлагаемого устройства фиксируется разность касательных сдвигающих напряжений от движенйя потока в одном сечении направляющего потока одновременно, которая определяется разницей показаний Вз-В. Внутри направляющего потока 1 нормальная составляющая потока равномерно распределена по всему периметру направляющего потока икомпенсируется осевой жесткостью всех четырех элементов 2,Трубчатая гибкая оболочка 14 достаточно хорошо прижимается к силовводящему элементу нормальной составляющей потока. Гибкая оболочка имеет коэффициент удлинения значительно больше, чем коэффициент упругости, поэтому трение гидросмеси при движении в направляющем потоке будет передаваться на чувствительный элемент 12,Если скорость потока постоянна, а осциллограф 11 показывает изменение значения Вз-ВаЯ 2-Вд, то эго означает, что изменилась плотность потока и концентрация твердой фазы. Таким образом устройством определяется изменение вязкостной характеристики гидросмеси.Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства - социальный,Формула изобретения Устройство для измерения параметров потока вязкой среды, содержащее два силовводящих элемента, соединенных с противолежащими концами упругой пластины, основание, с которым жестко соединен один из силовводящих элементов, соединенную опорами с основанием направляющую потока со сквозным отверстием, в котором размещен другой силовводящий элемент, и мост Уинстона, собранный из тензорезисторов и подключенный к регист.рирующему прибору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет изл енения параметров при разных скоростях потока непостоянной по высоте плотности, оно снабжено тремя дополнительными упругими пластинами с силовводящими элементами на противолежащих концах у каждой, трубчатой гибкой оболочкой, выполненной из полиэтиленовой пленки толщиной 0,1 - 0,15 мм, и антивибрационными прокладками, расположенными между направляющими потока и опорами, при этом основание и направляющая потока выполнены в виде труб, в направля ющей потока выполнены три дополнительных сквозных отверстия, лежащих в одной плоскости с первым ее отверстием, все отверстия направляющей потока попарно расположены во взаимно перпендикуляр ных диаметральных направлениях, направляющая потока установлена внутри основания коаксиально с ним, гибкая оболочка наружной цилиндрической поверхностью сопряжена с внутренней по верхностью направляющей потока,силовводящие элементы со стороны одних из концов пластин установлены в контакте с гибкой оболочкой в отверстиях направляющей потока и с возможностью смещения в 20 них вдоль оси направляющей потока, а упругие пластины выполнены с различной жесткостью и радиально прикреплены к основанию, причем каждый из тензорезисторов моста Уинстона закреплен на соот ветствующей упругой пластине.