Датчик меточного расходомера

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ нн 802793(й) Дололнителъиое к ввт. свид-ву(22) Звавлеио 15.02.7 о(21) 2725156/18-10с присоединением заявки Мо -(23) ПриоритетОпублииоваие 07,02,81.Бюллетень Й 9 5Дата опубликования описаиил 07. 02,61 рм з 6 01 Г 1/70 Государстаенный комитет СССР по делам изобретений н открытий(33) УДК 681. .121(088.8) ЪауманЗН вявитель е техническое училище иамвн 54 ) ДЬТЧИ 1 ИЕТОЧНО носится к прибонаэначено для иэпотока или расходи:щами во врееееаихарактеристиками. изобретение отростроениа и предмеувкия скоростииащееееещ с переметенлофиэ ичес кими Целью выаение т 0 щение датяется поня и упро обретечняности нэмека,известны меточиые расходомери, вкюючаюнвее в себя вторичный прибор и датчик, ееетоящий иэ генератора метек с иеточиаком индикатора, ФормирЗчещаго метки в потоке, и одного вяи весковъких регистраторов меток, раеволожееиык на известном расстояиаи друг от друга и регистрирующих время прокождеиия меток 1 1.Веяьниитство меточных расходомервз иснольэует метки красителя, химические, тепловые и др. Всем этим раеводемерам свойственна высокая ногреюиость измерения, вызванная трудностью индикации метки иэ-эа инерционаести ее генерирования и размыва ее потоком.Известны приборы с нагреваемым элементом (проволочкой ), расположенным внутри трубопровода 2. Ток может нодаваться в виде отдельных аепульсов, тогда в аэродинамическом следе эа проволокой образуются тепловые метки, скорость которых равна местной скорости йотока.Для контроля эа скоростью движения тепловой метки на некотором расстоеаииот нагревательного элемента устанавливается малоннерционный термопреобраэователь.Испольэование в качестве нагревателя тонкой проволочки поэволяет получить в подобных устройствах метку с крутыми склонами, но снижает эксплуатационную надежность расходомера и ограничивает тем самым сферу его применения лабораторными условиями.йовыяение же прочности нагревателя ведет к увеличению его массы и ухудшению формы тепловой метки эа счет инерционности нагревателя.Таким обраэом, существующие конструктивные решения тепловых меточных расходомеров не поэволяют создать простое, точное и надежное устройство для иэмерения скорости потока в различных эксплуатационных условиях.Это достигается тем, что генератор меток выполнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементахплохообтекаемого тела, а нагреватель расположен внутри этого тела,На плохообтекаемое тело действует периодическая возмущающаясила, вызывающая колебания тела,которые позволяют интенсифицировать процесс формирования метокв потоке при импульсном режиме работы источника индикатора и повысить тем самым точность измерения скорости потока,На Фиг. 1 изображен датчик меточного расходомера для теплового меточного расходомера; на фиг, 2 - разрез А-А фиг. 1.Датчик состоит из участка трубопровода 1, плохообтекаемого тела 2,в котором располагается нагреватель3, двух термочувствительных элементов 4 и 5, расположенных в корпусена известном расстоянии друг от дру.га, и упругих элементов б.Работает датчик следующим образом, 25Если подключить нагреватель 3к источнику питания, работающемув непрерывном режиме, то плохообтекаемое тело 2 нагревается.При наличие потока в трубопроводе измеряемая среда обтекает нагретое тело 2. Пограничный слой, приомыкающий к телу, нагревается дотемпературы, превышающей температуру измеряемой среды, и отрываетсяот тела в виде вихрей с образованиемвихревой дорожки за телом. Термочувствительные элементы 4 и 5, помещенные в следе за телом, фиксируютпроходящие вихри в виде измененийтемпературы. Если сигналы с термочувствительных элементов податьна хронометр, то по измеренномувремени переноса вихря от одногоэлемента к другому можно измеритьскорость потока, 45Образование тепловой метки засчет вихреобразования около обтекаемого тела имеет следующие преимущества:1, Отсутствие устройства, осу- оществляющего импульсный нагрев обтекаемого тела.2. Перенос тепла вращающимся вихрем обеспечивает большее времяжизни тепловой метки и, следовательно, более точное выделение метки термочувствительными элементами.Оба преимущества обеспечивают высокую точность измерения и конструктивную простоту прибора.При обтекании плохообтекаемого 60тела потоком на тело со стороны потока действует периодическая возмущающая сила, которая вызывает поперечные колебания обтекаемого тела, что может быть использовано для повышения точности работы меточного расходомера, поскольку при колебаниях тела интенсифицируются процессы обмена между ним и потоком.В случае теплового меточного расходомера интенсификация теплообмена между генератором меток и потоком имеет большое значение при импульсном питании нагревателя, Если подключить нагреватель Э к источнику питания, вырабатывающему импульсы греющего тока, то при наличии измеряемой среды в ней будут формироваться тепловые метки, которые будут переноситься потоком. Термочувствительные элементы 4 и 5 фиксируют тепловые метки в виде измерений температуры и при наличии хронометра позволяют измерить скорость потока по времени переноса тепловых меток. При этом из-за наличия колебаний формирование метки в потоке происходит значительно быстрее, чем без колебаний, что повышает точность регистрации меток и, следовательно, ведет к повышению точности измеряемой скорости.упругие элементы б обеспечивают оптимальное соотношение между частотой срыва вихрей с обтекаемого тела 2 и собственной частотой его колебаний.увеличение коэффициента тепло- отдачи ведет к пропорциональному сокращению переходного процесса и увеличению крутизны фронтов меток.Полученные результаты справедливы и для меточных расходомеров с метками другой физической природы, но имеющим общие с тепловыми метками закономерности генерации и переноса, например метками красителя.формула изобретенияДатчик меточного расходомера,состоящий иэ участка трубопроводагенератора меток с нагревателем ирегистраторов меток, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения датчика, генератор меток выполнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементах плохообтекаемого тела, а нагреватель расположенвнутри этого тела.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кремлевский П.П. Расходомерыи счетчики количества:-Л., Иашиностроение, 1975 с, 715, 716,2. Патент Г 1 Р 9 114142,кл, 42 е 23/50, 1975 (прототип),екмар дписн ектная Филиал ППП "Патент , г ду А-А мижм(аз 10601 53 ТирВНИИПИ Государственнопо делам изобрет113035 Москва 3-35 о комитета ний и откры а ская наб СР йд, 4/5