Расходомер

(51) Ч. Кл. С О 1 Р 1 у 34 3 Ьсударстюаы 11 коиктет СССР яе далаи изобретений к атерыткй(23) Приоритет -Опубликовано 23.01.82. Бюллетень3 Дата опубликования описания 23.01,82Г. С. Алексеев, Р. И. Королева, А, И. Колярский,В. А, Павленко, А. Б. Редин, В. Е, Сенкфич и Ю. А ТурицыЭГМосковский ордена Трудового Красного Знамени гбрный:институт( 54) РАСХОДОМЕР Изобретение относится к измерениюрасходов однородных жидких и газообразных сред.Известны расходомеры, содержащиеподключенную к источнику питания полость, заслонку, сопло с выходом в фатмосферу и дифманометр, вход которого соединен с полостью 111.Недостатками таких расходомеров являются сравнительно низкие метрологические свойства и надежность работы,обусловленные наличием в их конструкции инерционных подвижных частей, атакже люфтов кинематической передачи.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является рас 15ходомер, содержащий корпус, внутренняя полость которого состоит иэ глухой вспомогательной камеры и проточнойрабочей камеры с входным и выкоднымканалами, разделенных между собой20мембранным воспринимающим эл.ментом,связанным с преобразователем перемещения, и индикатор расхода 11,Однако изменение объема рабочей полости камеры расходомера и переме-щение воспринимающего элемента при изменении величины расхода потока измеряемой среды приводит к снижению точности измерения расхода.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в расходомере, содержащем корпус, внутренняя полость которого состоит из глухой вспомогательной камеры и проточной рабочей камеры с входным и выходным каналами, разделенных между собой мембранньри воспринимающим элементом, связанным с преобразователем перемещения, и индикатор расхода, воспринимающий элемент выполнен в виде биморфного кристалла, механически связанного своим центром с преобразователем перемещения, выполненным в виде струны с автогенератором возбуждения, причем он дополнительно снабжен генератором эталонной частоты,3 900 усилителем постоянного тока и блоком сравнения, один вход которого соединен с выходом автогенератора, а вто-. рой - с выходом генератора эталонной частоты, а выход - со входом усилите ля постоянного тока, выход которого соецинен с обкладками биморфного кристалла и индикатором расхода.На чертеже приведена конструктивная схема расходомера, 39Расходомер состоит из корпуса , глухой вспомогательной камеры 2 и проточной рабочей камеры 3, разделенных между собой мембранным воспринимающим элементом 4, выполненным в 1 рице биморфного кристалла, Рабочая камера имеет, входной 5 и выходной 6 каналы, причем выходной канал расположен против центра мембранного воспринимающего элемента 4, Во вспо- Ж могательной камере 2 расположен струнныщ преобразователь 7 перемещения с системой самовозбуждения автогенератора 8. Один конец преобразователя перемещения струны закреплен в центре И воспринимающего элемента, а второй - на корпусе, Расходомер содержит также генератор 9 эталонной частоты, усилитель 10 постоянного тока, индикатор 1 расхода и блок 12 сравнения Вд один вход котороГо соединен с выходом автогенерагора, второй - с вьходом генератора 9 эталонной частоты, а выход - с входом усилителя 10 постоянного тока, выход которого соединен с обкладками биморфного кристалла 4 и индикатором 11 расхода. Расходомер работает следующим об- . разом.40При изменении величины расхода Ц контролируемой среды, проходящего через входной 5 и выходной 6 каналы рабочей камеры 3 расходомера, меняется величина силы Р, действующей на45 воспринимающий элемент 4. Вследствие изменения силы Р происходит деформация воспринимающего элемента (биморфного кристалла 4 вдоль продольной оси канала б расходомера, что приводит:О к изменению натяжения чувствительного элемента (струны) 7 автогенератора 8, и, как следствие, к изменению частоты последнего. При этом на выходе блока 12 сравнения Формируется сигнал,рассогласования, пропорциональный разЯ ности частот Е исоответственноГавтогенератора 8 и генератора 9 эталонной частоты. Сигнал рассогласования через усилитель 1 О, поступает на обкладки биморфного кристалла 4. При подаче сигнала на биморфный кристалл происходит сжатие одного из его слоев и расширение другого, что создает усилие, действующее на биморфный кристалл вдоль оси выходного ка - нала 6 расходомера в направлении, противоположном действию силы, пропорциональной измеряемому расходу Ц.Под действием этого усилия кристалл возвращается в первоначальное положение, а автогенераторная система 8 - в исходное состояние, при котором ее частота Х равна частотет эталонного генератора 9.В момент равенства частот генераторов 8 и 9 напряжение О , на выходе усилителя.10 пропорционально величине измеряемого расхода Ц.Таким образом, расходомер обеспечивает преобразование величины расхода Ц потока контролируемой среды в электрический сигнал, поступакнций на индикатор 11 расхода. При работе восприниманзций элемент 4, благодаря такому выполнению расходомера,остается неподвижным, что обеспечивает постоянство объема рабочей камеры 3 расходомера. Указанное обстоятельство приводит к повышению точности измерения расхода. В основу работы данного расходомера могут быть положены два различных физических явления, одно из которых состоит в стремлении мембранного воспринимающего элемента приблизиться к выходному каналу, возникающем из-за "присасывающего" действия выходного отверстия, пропускающего поток. При этом возбуждающая сила создается за счет течения вещества в зазоре между воспринимающим элементом и выходным каналом. С уменьшением этого зазора величина силы "присасывания" возрастает, чем обеспечивается возможность повышения чувствительности расходомера при измерении малык расходов, Второе явление, которое также может быть реализовано в предлагаемом расходомере, состоит в .нагнетании давления в проточной рабочей камере за счет перепада давлений между входным 5 и выходным 6 каналами. При этом воспринимающий элемент 4 будет испытывать изгибающее действие, направленное из рабочей камеры 3 во вспомогательную камеру 2, в результате чего натяжение17 формула изобретения тель И. ПоповА. Бабинец Сост Корректор М, Пож хре едактор Т. Киселе Подписноитета ССткрытийнаб., д аж 6 аз 12167/5 е ИИП 1 к и ственного Госуделам обретении -35, Рауш 4/ к осква,лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 5 9001струны 7 преобразователя перемещениябудет уменьшаться, Реализация второгоявления обеспечивается при выборерасстояния между воспрчнимающим элементом 4 и выходным каналом 6 значительно большего, например равного диаметру воспринимающего элемента,В обоих описанных случаях постоянство расстояния между воспринимающимэлементом 4 и противоположной ему 10стенкой рабочей камеры 3 позволяетустранить погрешность измерения, имеющую место в известных расходомерах,Отсутствие перемещения воспринимающего элемента в процессе работы пред 15лагаемого расходомера обеспечиваетвозможность существенного уменьшениязазора между воспринимающим элементоми выходным каналом, а, следовательно,и повышения чувствительности и точно сти при измерении малых расходов Расходомер, содержащий кдрпус, 25внутренняя полость которого состоитиз глухой вспомогательной камеры ипроточной рабочей камеры с входным и выходным каналами, разделенных междусобой мембранным воспринимающим элементом, связанным с пребразователемперемещения, и индикатор расхода,о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерений,воспринимающий элемент выполнен в виде биморфного кристалла, механическисвязанного своим центром с преобразователем перемещения, выполненным ввиде струны с автогенератором возбуждения, причем он дополнительно снабжен генератором эталонной частоты,усилителем постоянного тока и блокомсравнения, один вход которого соединен с выходом автогенератора, а второй - с выходом генератора эталоннойчастоты, а выход - с входом усилителяпостоянного тока, выход которого соединен с обкладками биморфного кристалла и индикатором расхода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 368485, кл. С 01 Е 1/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРКф 741056, кл. С О 1 Г 1/05, 1980прототип),