Струйный датчик расхода

союз советсникСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН Р 1/48 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ управления иедовательскийий ин"тптут/48, 1977.АС ХОДится к измери тся к измериенно к струйным жидкости, можетизмерения расаслях промышленетение относ технике, а и ерам газа и ользовано дл различных от тельной расходо ыть ис одов в ости. является расшиения и повышенисхода.струйнь "иг. 2 -- узел ения изме тчика р оказан ы датчик узел 1 11 на н иг.ель 1, состоябистабильных в корпусе 2, выходной 4 ческий преобра анцев 5, эласй переключа ора струйных расположен входной 3 и Бароэлектри остоит из флв госа 3 АРственнцй комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относ Целью изобррение диапазоннадежности даНа фиг. 1 прасхода, разрена фиг. 1; нафнг. 1.Струйньщий из набусилителейснабженномполостями.зователь с 801629757 тельной технике, а именно к струйным расходомерам газа и жидкости, Цель изобретения - расширение диапазона измерений и повышение надежности струйного датчика расхода, Жидкость из трубопровода попадает во входную полость, проходит через струйный пере ключатель, где возникает периодическое колебание струи жидкости, вызывающие в окнах импульсы давления, частота которых пропорциональна расходу, Импульсы давления преобразуются пьезо керамическим диском в электрический сигнал За счет эластичных прокладок чувствительность преобразователя увеличивается, а дроссели позволяют ограничить перепад давления на диске.3 з,п. Ф-лы, 3 ил. тичных прокладок б и одного или нескольких ньезокерамических дисков 7. Кольцевые проточки, выполненные на внутренних поверхностях фланцев 5, образуют с эластичными прокладками 6 полости 8 и 9, сообщенные каналами 10 и 11 с выходными окнами 12 и 13 струйного переключателя 1. Каналы 10 и 11 снабжены ограничителями величины импульсов давления в виде дросселей 14 и 15, расположенных в коллекторе 16 со стороны выходных окон 12 и 13.Струйный переключатель 1 выполненодном блоке с бароэлектрическим преобразователем и закреплен в корпусе 2 с помощью упругих элементов 17, В корпусе 2 размещен электронный блок 18 предварительного усилителя выхол. кладками б.могут. быть расположены дополнительные прокладки 20 из материалас низкими адгезионными свойствами.Дроссели 14 и. 15.иргут быть снабженыконическим участком 21 со стороны. бароэлектрического, преобразователя,Струйнйй датчик расхода .работаетследующим Образом.Датчик,. устанавливается в трубопромд последовательно илй в байпаснуюлинию. При.прохождении измеряемойсреды на. датчике создается перепаддавлений, Формирующий силовые струибистабильных усИлителей,. йли в случаебайпасного подключения перепад давлений создается дополнительным сужающнмустройством, установленным в основноймагистрали трубопроводаИз трубопровода текучая среда попа.дает во входную полость.З, проходит 25через струйный переключатель 1, затемчерез коллектор 16 в . в выходную полость 4, В струйном переключателе 1при наличии перепада давлений происходит периодическое переключениенаправления течения Формирующейсясиловой струи за счет отрицательныхобратньж связей, при этом поочереднов выходных. окнах 1.2 и 13 возникаютимпульсы давления Частота этих импульсов пропорциональна расходу измеряемой среды. Таким образом, по частоте пульсаций давления в струйном.переключателе 1 можно судить о расхо"де протекающей через-датчик среды.Импульсы давления, возникающие40в выходных Окнах 12.и 13 струйногопереключателя, по каналам 10 и 11передаются соответственно в полости8 и 9 барозлектрического преобразователя и воздействуют на пьезокерамнческий. диск. 7,. в результате чегона.обкладках диска возникают электри-.ческие заряды которые затеи усили-.ваются, нормализуются в электронномблоке 18 и по проводнику .19 посту 50пают на вторичный прибор.Выполнение бароэлектрицеского преобразователя в виде пьезокерамнческого диска 7, обжатого между двумя резиновыми прокладками 6, позволяетобеспечить его максимально возможнуючувстительность, обусловленную геометрией, и при, этом предохранить пьезокерамический диск от повреждения при взаимодействии его с яанцами 5 под действием импульса давления. В отличие от жесткой заделки здесь давление действует на всю площадь пьезокерамического диска, а из работы не исключается поверхность, упруго зажатая между фланцами 5. При этом .прогиб пьезокерамического диска происходит по.всей поверхности, .отсутствует линия перегиба в месте заделки, что повышает надежность устройства, Расположенные с обеих сторон пьезокерамического диска 7 эластичные прокладки 6 предохраняют его от непосредственного контакта с измеряемой средой, практически не снижая чувствительность за счет. того, что деФормация диска носит нзгибный характер, а изгибная упругость резиновых прокладок 6 невелика.Электрический заряд, возникающий на поверхности пьезокерамического диска 7, тем больше, чем больше воздействующее давление, которое может изменяться в диапазоне 2-1000 мм вод, ст., т.е, в 500 раз. Такой диапазон изменения величины сигнала давления затрудняет приведение электрического сигнала к стандартной величине, .ограничивает диапазон измеряемых расходов и усложняет электронную схему, Величина амплитуды импульсов. давления не является необходимым параметром для измерения объемного расхода. Увеличение амплитуды импульсов выше величины, необходимой для их регистрации, снижает эффективность работы датчика расхода, создает избыточные напряжения на пьезокерамическом диске, ухудшающие его надежность и долговечность, Для ограничения амплитуды сигналов давления, поступающих по каналам 10 и 11 в полости 8 и(при измерении расхода газа), датчик расхода снабжен дросселями 14 и 15, расположенными в коллекторе 16. Дроссели совместно с каналами 10 и 11 и,полостями 8 и 9 выполняют роль Фильтров низких частот, т.е. импульсы, генерируемые при небольшом перепаде давлений, имеющие небольшую амплитуду, проходят к бароэлектрическому преобразователю без изменения, а при увеличении перепада давлений, начиная с некоторой.его величины, амплитуда импульсов давления ограничивается, а набароэлектрический преобразователь162 Э 57 Формула изобр етения5 10 ление нарастанию давления в каналах 10 и 11, а минимальное - вытеканию среды из каналов 10 и 11 и полостей 8 и 9, Этим ограничивается величина заряда на поверхности пьезокерамического диска, Электронный блок настраивается на максимальнуюувствительность.В области низкого перепада давлений (до 30 мм вод ст,) воздействие на пьезокерамический диск и.пульсов 2 давления соизмеримо с воздействием на него внешних вибраций. Б связи с . этим появляется необходимость предусмотрения зашиты от вибрации Выполнение струйного переключателя в одном блоке с бароэлектрическим преобразовагелем и упругое его закрепление вкорпусе 2 посредством упругих элементов 17 позволяют уменьшить длину , каналов 10 и 11, а также понизить влияние внешней вибрации в диапазоне частот промышленного оборудования (насосы, электродвигатели и тп),С целью предотвращения склеивания между собой эластичных прокладок 6. и пьезокерамического диска 7, которое происходит при работе датчика, между ними могут быть установлечы дополнительные прокладки 20 из материала с низкими адгезионными свойствами, например фторопластовй ленты толщиной О., 1-0,2 мм, Не оказывая влияния иа работоспособность датчика, прокладки .позволяют упростить. его разборку и исключить поломку хрупкого пьезокерамического диска.Таким образом, изобретение обеспечивает работу в большем диапазоне поступают ограниченные по величинесигналы давления. При этом дроссели14 и 15 могут быть выполнены так,чтобы сопротивление прямому потоку(к бароэлектрическому преобразовате.лю) было больше, чем обратному, например, за счет выполнения в калиброванном отверстии дросселя коническогоучастка 21 со стороны преобразователя, а со стороны струйного переключателя " плоского торца, перпендикулярно оси дросселя. Такое решениеобеспечивает максимальное сопоотиврасходов при одновременном повышениинадежности самого датчика. Струйный датчик расхода, содержащий корпус, струйный переключатель с входной.и выходной полостями, выходные окна которого сообщеныканалами с бароэлектрическим преобразователем, о т л и.ч а ю щ и й.с ятем, что, с целью расширения диапазона измерения и повьшения надежности,датчик снабжен ограничителями. амплитуды импульсов давления а бароэлектрический .ресбразователь сигналовдавления состоит иэ пьезокерамического диска, эластичных прокладок ифпанцев с выполненными на внутреннихторцах аланцев кольцевыми выемками,при этом гьезокерамический диск расположен между пластичными прокладками и.Фланцами, а поверхности эластич-ных прокладок со стороны фланцев образуют с поверхностями кольцевых выемок полости, сообщенные с выходнымиокнами струйного гереключателя каналами, а ограничители импульсов давления выполнены в виде дросселей, расположенных в упомянутых каналах со стороны выходных окон струйного переключателя.2. Датчик по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что струйный переключатель и выходной преобразователь сигналов выполнены в одном блоке, упругозакрепленном в корпусе,3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что чувствительный элемент выходного преобразователя снабжен дополнительными прокладками из материала с низкими адгезионными1свойствая, например фторопласта,расположенными между пьезоэлектрическим диском и эластичными прокладками.4. Датчик по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дросселисо стороны бароэлектрического преобразователя выполнены с коническимучастком, а с обратной стороны -в виде плоского торца, перпендикулярного к оси дросселя,1629757 Составитель В. Буткина Техред Л,Сердюкова Корректор М ец акт ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 ЗаВНИИП 432. Тираж 424Государственного комитета113035, Москва, Ь по изобр