Датчик скоростного напора потока жидкости или газа

 

1. ДАТЧИК СКОРОСТНОГО НАПОРА ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, содержапщй корпус и установленные в нем упругий чувствительный элемент в виде световода, источник света и фотоприемник , оптически согласованные через световод, а также воспринимающий элемент, консольно связанный с упругим чувствительным элементом, о тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,световод выполнен нерегулярным и снабжен устройством регулировки степени его начального сжатия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЙИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮМЗ \к% (21) 3552097/18-10; 3518535/18-10 (22) 01. 12. 82 (46) 07.08. 84. Бюл. ¹ 29 (72) А.Т. Ахмадиев, Н. К. Надиров, А.Л. Патлах и Б. К. Сиранов (71) Институт химии нефти и природных солей АН Казахской ССР (53) 532.474(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 781698, кл. G 01 P 3/36, l980 (прототип)...SU„„1107054 A

g(g) С 01 Р 3/36; G 01 Р 5/02 (54) (57) 1. ДАТЧИК СКОРОСТНОГО НАПОРА

ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, содержащий корпус и установленные в нем упругий чувствительный элемент в виде световода, источник света и фотоприемник, оптически согласованные через световод, а также воспринимающий элемент, консольно связанный с упругим чувствительным элементом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности,световод выполнен нерегулярным и снабжен устройством регулировки степени его чального сжатия.

1107054

2. Датчик по и. 1, отличаюшийся тем, что нерегулярный световод выполнен в форме спирали, прикрепленной своими диаметральными образующими к корпусу и консоли воспринимающего элемента.

3. Датчик по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что нерегулярный световод выполнен в виде скрученного стержня некруглого сечения, жестко закрепленного по концам скрутки в корпусе.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока в трубопроводе.

Наиболее близким к предлагаемому 5 является датчик аналогичного назначения, содержащий корпус и установленный в нем упругий чувствительный элемент, выполненный в виде световода, источник света и фотоприемник, оптически согласованные через световод, а также воспринимающий элемент,консольно связанный с упругим чувствительным элементом. Воспринимающий элемент и чувствительный элементы выполнены в виде свернутого в кольцо световода (1).

Недостатком известного датчика является его низкая чувствительность к скоростному напору потока 20

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике скоростного напора потока жидкости или газа, содержа- 25

meM корпус и установленные в нем упру гий чувствительный элемент в виде световода, источник света и фотоприем. ник, оптически согласованные через световод, а также воспринимающий эле- 30 мент, консольно связанный с упругим чувствительным элементом, световод выполнен нерегулярным и снабжен устройством регулировки степени его начального сжатия. 35

При этом нерегулярный световод выполнен в форме спирали, прикрепленной своими диаметральными образующими к корпусу и консоли воспринимающего эле. мента. 40

Кроме того, нерегулярный световод выполнен в виде скрученного стержня некруглого сечения, жестко закрепленного по концам скрутки в корпусе.

На фиг.1 и 2 представлены конструкции двух вариантов датчика скоростного напора.

Датчик содержит источник 1 оптического излучения, приемники 2 и 3 оптического излучения, корпус 4, воспринимающий элемент в виде плохообтекаемой поворотной лопасти 5, упругий чувствительный элемент, совмещающий одновременно функции преобразователя, выполненный в виде световодов, изогнутых в форме цилиндрических спиралей 6 и 7.

Имеется также устройство регулировки степени начального сжатия спиралей 6 и 7 (He показано).

В данном варианте датчика используется свойство зависимости светопропускания волоконных световодов от радиуса изгиба.

Световоды изогнуты в форме многовитковых цилиндрических спиралей в связи с тем, что в этом случае чувствительность к перемещению больше, чем в случае полувитка, а также увеличивается жесткость, что позволяет их использовать одновременно как упругий элемент и преобразователь с высокой чувствительностью.

Работа первого варианта датчика (фиг. 1) происходит следующим образом.

При отсутствии потока контролируемой среды поворотная лопасть 5 занимает исходное положение, при котором спирали из световодов имеют начальную одинаковую степень деформации, обеспечивающую нахождение рабочей точки на среднем участке наибольшей чувствительности зависимости светопропускания световодов от перемещения поворотной лопасти, а также — нахождение в исходном положении поворотной лопасти. При этом световопы имеют! 107 Е) Фис. Р

ВНИИПИ Заказ 5751/31 Тираж 823 Подписное

Филиал .ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 одинаковое начальное светопропускание, а на выходе фотоприемников 2 и

3 — одинаковые электрические сигналы, Эти приемники включены в плечи неравновесного моста (не показан), в диаго.

5 нале которого при этом сигнал разбаланса равен О., Под действием потока контролируемого материала в трубопроводе возникает динамический напор струи, воздей-10 ствующий на поворотную лопасть 5, которая отклоняется, например, в направлении стрелки. При этом спираль

7 еще более деформируется, а степень деформации спирали 6 уменьшается.

Это приводит к изменению световых потоков источника 1, прошедших к фотоприемникам 2 и 3 по .световодам (сопротивление 2 увеличивается, а

3 — уменьшается), что вызовет разбаланс моста, в сигнале которого заложена информация о величине и направлении скоростного напора струи контролируемого потока.

Второй вариант датчика кроме аналогичных корпуса 4, плохообтекаемого тела 5, источника 1 излучения и фотоприемника 2 содержит световод 8 прямоугольного сечения, имеющий скрученный участок 9, закрепленный на концах

10 и 11 (фиг.2).

В данном варианте датчика используется эффект зависимости светопро054

4 пускания световода прямоугольного сечения от степени скрученности.

Датчик (фиг.2) работает следующим образом.

В отсутствии потока среды чувствительный элемент 5, подпружиненный скрученным участком световода 9, занимает некоторое исходное положение.

При этом световод 8 имеет исходную степень с помощью скрученности, а значит, некоторое начальное значение потока источника 1 излучения, прошедшее участки световодной линии 8 связи и скрученный участок 9, попадает на приемник 2 излучения, на выходе которого присутствует некоторый электрический сигнал.

Под действием потока среды в трубопроводе, чувствительный элемент 5 перемещается, что приводит к изменению степени скрученности световода на участке 9. В результате изменяется его светопропускание, а также величина потока, дошедшая до приемника 2 излучения, т.е. изменяется электрический сигнал на его выходе в соответствии с величиной скорости потока среды в трубопроводе.

Предлагаемый датчик по сравнению с известным более грост по конструкции и в юстировке,так как содержит меньшее число конструктивных элемен тов.