Вихревой расходомер

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаЯвлено З 010,79 (21) 28 З 5491/18-10 51)М. К .з 6 01 Р 1/66 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытнй,А 3 7 ) 3 . Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Рув Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова) ВИХРЕВОЙ РАСХО ссиводомеры, ело обтеролируемо ительныйом обтека следствиеическоемеет ог"ния, осотого что напряжение раниченный Изобретение относится к измери- Стельной технике и может найти применение при разработке расходомеров,предназначенных для измерения расхода агрессивных взрывоопасных идругих сред.Известны вихревые расхсодержащие трубопровод, ткания, размещенное в конт мпотоке и контрольно-измермеханизм, связанный.с телния (1,Однако .эти расходомеры обладаютневысокой, эксплуатационной надежностью вследствие наличия механических перемещающихся тел, движение которых зависит от различных внешнихусловий.Наиболее близким к изобретению,по своей технической сущности яВляется вихревой расходомер, содержащий трубопровод, размещенное в трубопроводе тело обтекания, выполненное в виде трехгранной призмы, преобразователи сигналов и измерительный блок 2.Однако этот расходомер вон создает электрвнутри потока, идиапазон примене бенно при контроле расхода агреных и взрывоопасных сред,Цель изббретения в , расширениеобласти использования расходомера.Указанная цель достигается тем,что в расходомер введены ультразвуковой волновод и генератор, трехграннай призма жестко закреплена вузле колебаний ультразвукового волновода, который в двух других узлахколебаний закреплен в стенке трубопровода в направлении, перпенди"кулярном потоку, при этом торцы волновода жестко связаны с преобразо.15 вателями сигналов,.один из которых. выполнен в виде излучающего пьезоэлемента, подключенного к генераторуа другой - в виде приемного пьезоэлемента, соединенного. с измерительным20 блокомНа чертеже изображена структурнаясхема вихревого расходомера.Расходомер содержит трубопровод 1в стенке которого закреплен перпен 25 дикулярно контролируемому потокуультразвуковой волновод 2, с торцами которого сочленены излучающийпьезоэлемент 3; соединенный с генератором 4 и приемный пьезоэлемент 5,ЗО соединенный с измерительным блоком 6В узле 7 колебаний волновода 2 жестко закреплена трехгранная призма 8,а волновод закреплен в трубопроводе1 в узлах 9 и 10 колебаний,Пьезоэлементы 3 и 5 закрыты защитными кожухами 1,1 с разъемами 12для соединения с генератором 4 и из 5мерительным блоком 6. При этом присоединение систем электрбдов пьезоэлементов к генератору электрическихколебаний и измерительному .блоку осу Оществляется через разъемы 12,Вихревой расходомер работает следующим образом,Излучающий пьезоэлемент 3 возбуждается от генератора 4 и обеспечивает поток ультразвуковой энергии через волновод 2 к приемному пьезоэлементу 5. Возникновение расхода и егоизменение во времени приводит к образованию вихрей на противоположныхгранях трехгранной призмы 8, Образование вихрей сопровождается возникновением знакопеременных перепадов давления у противоположных граней призмы 8, так как вихри образуются поочередно то у одной, то у 25другой грани с частотой отрыва оттела призмы, пропорциональной величине расхода. Жесткое соединениепризмы 8 с волноводом 2 в узле 7обеспечивает передачу воздействий ЗОот знакопеременных давлений на призмув знакопеременный крутящий моментприложенный к волноводу 2, закрепленному в узлах 9 и 10, действующий вплОскости узла колебательной скорости с частотой, пропорциональнойвеличине расхода, Таким образом,пульсации механических напряжений,локализованных в центральной частиволновода. и обусловленных приложенным знакопеременным крутящим моментом, приводят к модуляции потокаультразвуковой энергии между излучающим 3 и приемным 5 пьезоэлементами, что в свою очередь, приводитк модуляции электрического сигнала,снимаемого а электродов приемногопьезоэлемента 4 и фиксируемого измерительным блоком 6. При изменениивходного воздействия (расхода) изменяется частота вихреобразования 50и, следовательно, частота модуляциимеханического состояния волновода 2,Это, в, свою очередь, приводит к изменению частоты модуляции сигналас приемного пьезоэлемента 5, по которому судят об измеряемом расходе.Таким Образом, в предлагаемомвихревом расходомере в потоке не со"держатся элементы электрической це"пи. В потоке находятся призма и волновод, выполненные из нержавеющейстали, Это пОзволяет расширить область применения расходомера, применять его для контроля взрывоопасных,агрессивных сред, а также значительно повысить надежность расходомера,Отсутствие изоляционных, специальныхзащитных устройств для защиты токопроводящих элементов значительноупрощает конструкцию расходомера итребования к ней,Формула изобретенияВихревой расходомер, содержащий трубопровод, размещенное в трубопроводе тело обтекания, выполненное в виде трехгранной призмы, преобразователи сигналов и измерительный блок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области использования., в него введены ультразвуковой волноводи генератор, трехгранная призма жестко закреплена в узле колебаний ультразвукового волновода, который в двух других узлах колеба ний закреплен в стенке трубопровода в направлении, перпендикулярном потоку, при этом торцы волновода жестко связаны с преобразователями сигналов, один из которых выполнен в виде излучающего пьезоэлемента, подключенного к генератору, другой - в виде приемного пьезоэлемента, соединенно-. го с измерительным блоком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 387216, кл,6 01 Г 1/00, 1972,2. Экспресс-информация. Приборы,средства автоматизации и системыуправления, ГС, Приборы для измерения температуры и расхода в технологических процессах. М 1979.,вып. 4, с, 11-13847046 оставитель И. Засядниковехред Н, Келушак Корректор С. Шекм Редактор Т, ПарФенов аз 5464 П Патент, г, Ужгород, ул. Проектная; лиа ВНИИП по 113035, МТира Государ лам изо ква, Ж 702венногетенийРауш Подпксно комитета СССРи открытийская наб., д 4/5 .,