Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газожидкостных потоков

ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ011659937 Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30.04.79, Бюллетень Ло 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 2.1488.8)(72) Авторы изобретения Булыгин,Аверин,нко, А Колесников, В. С. Нестере Исаев, Е, Г. Зиновьев, В.и С. С, Пустынников на Трудового Красного Зн ической и газовой промыш й научно-исследовательски противопожарной обороны Л. Лавроваков Московский ор нефтехи и Всесоюз(71) Заявители институтитут мени енно инс(54) ВИБРАЦИОННО-ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ И РАСХОДА ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКО Изобретение относится к средствам измерения с помощью вибрационно-частотных преобразователей плотности, расхода и других параметров контролируемых сред и может быть использовано при автоматическом контроле и управлении технологическими процессами в нефтяной, газовой и химической промышленности, а также в автоматических установках пожаротушения.Известны конструкции вибрационно-частотных преобразователей, которые используют взаимодействие колебаний чувствительного элемента с контролируемой средой для измерения плотности и расхода.Недостатком указанных преобразователей является зависимость демпфирования контролируемой среды, которая участвует в колебаниях чувствительного элемента, от структуры газожидкостного потока.Наиболее близким к предлагаемому является вибрационно-частотный преобразователь, чувствительный элемент которого выполнен в виде двухступенчатой консольной трубы с переменной площадью проходного сечения. Протекающая через внутреннюю полостьи окружающая чувствительный элемент среда воспринимает поперечные колебания чувствительного элемента и изменяет его 5 собственную частоту и коэффициент затухания колебании, по величине которых определяют плотность и расход среды.Недостатком указанного преобразователя является малая точность измерения за 10 счет вредного влияния присоединенной массы и демпфирования окружающей чувствительный э.пемент средой.Целью изобретения является повышениеточности измерения путем уменьшения соб ственной частоты колебаний чувствительного элемента.Поставленная цель достигается тем, чтопреобразователь дополнительно снабжен торспоном, один конец которого жестко за крсплец на корпусе, а другой - на выходном конце отрезка трубопровода чувствительного элемента, причем входной конец отрезка трубопровода соединен с корпусом посредством шарнира. Торсион предлагает ся выполнять в виде упругого стержня,продольная ось которого размещена пер659937 10 45 50 55 60 псндикулярно плоскости колебаний чувствительного элемента, а шарнирв виде двух опор, расположенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента,На фиг. 1 схематично изображен вредлаи;е ый ибр циопно-часотный п 1 зсобр азо ватель; на фиг. 2 - разрез по Л Л на фиг. 1.Г 1 реобразоватсль содержит герметичный корпус 1, систему съема 2 и возбуждения 3, чувствительный элемент 4, выполненный в виде отрезка трубопровода, шарнир б и торсион 6.Вибрационно- гастотный преобразователь работает следуошим образом,Подаваемый в систему возбуждения 3 сигнал вызывает поперечные колебания чувствительного элемента 4. Протекающая через чувствительный элемент и окружающая его среда изменяст собственную частоту и коэффициент затухания колебаний чувствительного элемента 4, В системе съема 2 наводится сигнал, пропорциональный скорости колебаний чувствительного элемента 4. По частоте и амплитуде сигнала на выходе системы съема 2 соответственно определяют измеряемые плотность и расход контролируемой среды,Известно, что вредное влияние коэффициента демпфирования К окружающей чувствительный элемент средой пропорционально внешнему диаметру В и собственной частоте колебаний а, чувствительного элемента где С - коэффициент пропорционагьпости,Присоединенная масса окружающей чувствительный элемент среды представляется в виде Л 1= С, (.О - Ю), (2)где С - коэффициент пропорциональности;й - диаметр проходного канала чувствительного элемента,При увеличении верхнего предела измерения расхода возрастает допустимое значение диаметра проходного сечения д, чтовызываст резкое возрастание величиныжесткости на изгиб консольно закрепленной конструкции чувствительного элемента,Это приводит к увеличению собственной частоты колебаний со. чувствительного элемента и уменьшению точности измерения,которос вызвано возрастанием влияния окружающей среды и вредным действиемсжимаемости среды.С целью уменьшения собственной частоты колебаний изменено крепление входногоконца чувствительного элемента на шарнирное, а элемент, задающий упругую возрастаоцую силу, выполнен в виде торсиона,1 О 15 20 25 30 35 Шарнир 5 выполнен в виде двух опор, рисо;ожси,х друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колеба. ний. Примером выполнения торсиона б приводится упругий стержень, один конец которого жестко закреплен на корпусе 1 преобразователя, а другой -- на выходном конце гувствителього элемента 4, причем продольная ось стержня перпендикулярна плоскости колебаний. Жесткость на изгиб и кручение торсиона б определяется выбором его геомстри сских оазмеров, нс зависит от дамсра проходного канала 1 увствлтел. - Ого э;сТента и можс измси 5 Г 5 и ппро. ких пределах.Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: уменьшение вредного влияния окружающей чувствительный элемент среды на точность измерения; уменьшение габаритных размеров преобразователя и его металлосмкости; горизонтальное рабочее положение прсобразоватсля; уменьшение вредного влияния реакции протекающей среды; увеличение метрологичсскп допусп- мого диаметра проходного канала чувствительного элемента,Экономлческий эффект достигается за счет повышения точности измерения плотности и расхода на газокидкостных потоках и повышения оперативности управления газожидкостнымп технологичсскгми процессами. Формула изобретения 1, Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газо-жидкоствых потоков, содержащлй герметичный корг.ус, внутри которого установлен чувствительный элемент, выполненный в виде отрезка трубопровода, входной конец которого соединен с корпусом, и установленные на корпусе системы возбуждения и съема колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точност.л измерения, преобразователь снабжен торсионом, один конец которого жестко закреплен на корпусе, а другой - на выходном конце отрезка трубопровода чувствительного элемента, причем входной конец отрезка трубопровода соединен с корпусом посредством шарнира,2. Преобразователь по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, о торсиои выполнен в виде упругого стержня, продольная ось которого размещена перпендикулярно плоскости колебаний чувствительного элемента.3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отл ич а ю щи й с я тем, что шарнир выполнен в виде двух опор, расположенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента,Заказ 1046/14 Изд.269 Тираж 1089 Подписное НПО осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауновская иаб., д. 4,5 Типосрафя, пр. Сапиова, 2