Струйный датчик расхода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Советских Сфцнеектнчеак их Реслу 4 лнк(22) Заявлено 090377 (21) 2460332/18-10с присоединением заявки йо(51)М, Кл,з С 01 Р 1/48 Государственный комитет СССР но дедам изобретеииб и открмтий(Ордена Ленина институт проблем управления(54) СТРУЙНЫЙ ДАТЧИК РАСХОДА Изобретение относится к технике измерения расхода и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для измерения расхода жидко-, стей и газов.5Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является струйный. датчик расхода, содержащий струйный переключатель и выходной преобразователь рода энергии сигнала, например бароэлектрический, подключенный к выходным соплам струйного переключателя, сопло питания которого соединено со входным, а дренажные полости в . с выходным отверстиями 15 датчика расхода, причем управляющие сопла переключателя соединены с его выходными соплами каналами отрицательной обратной связи 1).Недостаток этого датчика состоит в том, что его характеристика существенно зависит от температуры .и имеет узкий диапазон линейности характеристики.25Цель изобретения - уменьшение нелинейности характеристики датчика.Поставленная цель достигается тем, что струйный датчик расхода снабжен струйными переключателями, оси которых расположены в плоскостях, обра- ЗО эующих боковую поверхность призмы или пирамиды, причем выходные: сопла каждого переключателя соединены с управляющими соплами последующего переключателя.На фиг, 1 показана конструктивная схема датчика с бистабильными струйными переключателями; на фиг. 2 - схема датчика, выполненного на моно- стабильных струйных переключателях. Струйный датчик расхода содержит струйные переключатели 1, сопла 2 питания которых соединены со входным отверстием 3, а дренажные полости 4 с - выходным отверстием 5 датчика расхода. Выходные сопла 6 каждого переключателя 1 подключены к управляющим соплам 7 .последующего переключателя 1 коммуникационными каналами 8. К выходным соплам б одного иэ переключателей 1 (выходного) подключен выходной преобразователь 9. Оси 10 струйных переключателей 1, совпадающие с осями питающих сопел 2, расположены в плоскостях образунщих боковую поверхность 11 призме или пирамиды.Струйный датчик расхода работает следующим образом.Приходящая к датчику контролируемая среда через отверстие 3 поступает к соплам 2 питания струйных переключателей 1 и в виде силовых струйпопадает в выходные сопла 6 и, далее,в коммуникационные каналы 8. Из ком"муникационных каналов 8 среда поступает к управляющим соплам 7, выте,кая из которых, отклоняет в ту илииную сторону силовые струи в переключателях 1, после чего через дренажные полости 4 и выходное отверстие 5покидает датчик.В каждом бистабильном струйномпереключателе 1 силовая струя можетпопасть лишь в одно из его выходныхсопел б, а соответственно, и. в одиниз коммуникационных каналов 8.Пусть в начальный момент в некотором (первом) струйном переключателе 1 струя попадает в верхний, коммуникационный канал 8 и отклоняет 20вниз силовую струю в соседнем струйном переключателе 1.Его силовая струячерез нижний коммуникационный канал 8и связанное с ним управляющее содло 7третьего (выходного) переключателя 3 направляет силовую струю изсопла питания 2 в верхний коммуникационный канал 8, откуда давлениераспространяется к верхнему входупреобразователя 9, на электрическом З 0выходе которого появляется положительный импульс напряжения.Одновременно давление из верхнегокоммуникационного канала 8 после выходного преключателя 1, поступая куправляющему соплу 7 следующего переключателя 1, ставит силовую струюв этом струйном переключателе 1 внижнее положение. Далее процесс переключения распространяется по цепочке струйных переключателей 1 так, 40что все нечетные переключатели 1 сверхним, а все четные с нижним положением струи. При нечетном количестве струйных переключателей появляется давление в верхнем коммуникационном канале 8, из которого давление распространяется в управляющеесопло 7. и перебрасывает силовую струювыходного переключателя 1 вниз, и навыходе преобразователя 9 появляется 0отрицательный импульс напряжения.Далее процесс повторяется,На выходе преобразователя 9 происходят колебания электрического напряженияПериод этих колебаний состоит из длительности переключенияструй в струйных переключателях 1 ивремени распространения давления вкоммуникационных каналах 8 междуструйными переыпочателями 1.Длительность переключений струй 60обратно пропорциональна расходу среды, а длительность распространениядавления по коммуникационным каналам 8 практически не зависит от расхода, она пропорциональна отношению длины канала к скорости звука в нем, Из-эа этого при малых расходах длительность переключения во много раз больше длительности передачи сигнала по коммуникационным каналам 8. По мере увеличения расхода длительность передачи давления по каналу начинает занимать все большую долю периода колебаний. В результате функциональная характеристика датчика (зависимость частоты колебаний от расхода) оказывается нелинейнойДйапаэон расходОв, в котором нелинейность этой характеристики не выходит из заданных пределов, зависит рт соотношения длин коммуникационного канала 8 и силовой струи.В известном датчике это отношение всегда больше единицы и практически составляет 1,5-2. В предлагаемом дат" чике отношение, длин каналов и струй можно:выполнить существенно меньше единицы, что приводит к расширению диапазона расходов, при котором линейность характеристики датчика сохраняетсяДля уменьшения длины коммуникационных каналов 8, струйные переключатели располагают в затылок друг другу, но так как схема 1 кольцевая 1, то добиваются минимальных длин каналов расположением осей сопел питания в плоскостях, образующих боковую поверхность 11 призмы или пирамиды.Чтобы избежать перекрещивания коммуникационных каналов 8, следует брать нечетное число струйных переключателей 1, Это упрощает конструкцию и способствует уменьшению длины каналов 8.Формула изобретенияСтруйный датчик расхода, содержащий струйный переключатель и выходной преобразователь сигнала, например бараэлектрический, подключенныйк выходным соплам струйного переклю"чателя, сопла питания которого соединено со входным, а дренажные полостис выходным отверстиямЯ датчика расхода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьщения нелинейности характеристики датчика, он снабженструйными переключателями, оси которых располакеиы в плоскостях, образующих боковую поверхность призмыили пирамиды, причем выходные. соплакаждож переключателя соединены суправляющими соплами последующегопереключателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Андреев Н. Струйный датчик расхода. "1 Приборы и элементы автоматики и вычислительной техиики 1,1974, Р 17, с. 17 (прототип).