Шариковый расходомер

 

ШАРИКОВЫЙ РАСХОДОМЕР, со держащий ,корпус с каналами подвода и отвода потока и вихревой камерой со свободно размещенным в ней чувствительным элементом в виде шара, узел съема сигнала, состоящий из излучателя и приемника излучения, первый из которых подключен к генератору колебаний, a второй - к детектору, на выходе которого включен формирователь и счетчик числа импульСов, о тл и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции, излучатель и приемник выполнены в виде идентичных волноводных многовибраторных антенн кольцевой формы, расположенных друг против друга по траектории движения шара, причем вибраторы из-, лучателя и приемника рассредоточены (Л с шагом не менее диаметра шара. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

INllWN

РЕСПУБЛИК,SU„„1

9 А за0 Ь 01 Р 1/06 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И OTHPblTHA

+f 1 ° й. РЙГ@ г

:1..;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) (57) ШАРИКОВЫЙ PACXOQONEP, со- держащий, корпус с каналами подвода

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3336263/18-10 (22) 10.09.81 (46) 30.08.84. Бюл. и 32 (72) Г.А.Дулатин, В.А.Колчин, Г.А.Балакишиев и Н.Д.Пустовалов (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автома" тизации нефтяной и химической промышленности (53) 681. 121(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 395725, кл. ф 01 9 1/32, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 883657, кл. Q 01 Т 1/06, 1980 (прототип). и отвода потока и вихревой камерой со свободно размещенным в ней чувствительным элементом в виде шара, узел съема сигнала, состоящий из из- лучателя и приемника излучения, первый из которых подключен к генератору колебаний, а второй — к детектору, на выходе которого включен формирователь и счетчик числа импульсов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, излучатель и приемник выполнены в виде идентичных волноводных многовибраторных антенн кольцевой формы, расположенных друг против друга по траектории движения шара, причем вибраторы излучателя и приемника рассредоточены с шагом не менее диаметра шара.

Z й" c)

1М вЂ” для полого шара (8g с.й );

1 1111

Изобретение относится к приборостроению, предназначено для измерения объемного расхода жидкостей и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефте- химической и газовой промышленности.

Известен шариковый расходомер, содержащий вихревую камеру с тангенциальным входом, шар, акустический преобразователь частоты вращения ша- 1О ра 1 ).

Применение в шариковом расходомере такого узла съема сигнала дает увеличение точности измерения при ма- 15 лых расходах за счет использования в завихрительной камере многократно отраженных от боковых поверхностей ультразвуковых лучей, пересекающих равномерно зону вращения подвижного 2п шара. Однако эта конструкция узла съема сигнала в шариковом расходомере требует высокой точности его изготовления.

Наиболее близким к изобретению по 2 технической сущности является шариковый расходомер, содержащий корпус с каналами подвода и отвода потока и вихревой камерой со свободно размещенным в ней чувствительным элементом ЗО в виде шара, узел съема сигнала, состоящий из излучателя и приемника излучения, первый из которых подключен к генератору УЗ-колебаний, а второйк детектору, на выходе которого включен формирователь и счетчик числа импульсов 21.

В данной конструкции расходомера предъявляются высокие требования к параллелъности отражающих граней, 4) расположенных на противоположных крышках, к точности их совмещения, высокие требования к перпендикулярности ультразвукового луча, распростраФ няющегося в вихревой камере, к траек- 4 тории вращения контролируемой жидкости с шаром для получения направленного распространения луча и совпадения его с детектором.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что в известном шариковом расходамере излучатель и приемник узла съема сигнала выполнены в виде идентичных волноводных

55 многовибраторных антенн кольцевой формы, расположенных друг против друга по траектории движения шара, причеь вибраторы излучателя и приемника

029 2 ф рассредоточены с шагом не менее диаметра шара..

На чертеже представлена конструктивная схема шарикового расходомера.

Шариковый расходомер состоит из вихревой камеры 1, волноводных щелевых (многовибраторных) антенн кольцевой формы 2, шара 3, генератора

СВЧ 4, детектора 5, формирователя импульсов 6 и счетчика 7 числа импульсов.

Шариковый расходомер работает следующим образом.

При подаче в вихревую камеру измеряемая жидкость приобретает в ней вращательное движение, увлекая за собой шар, и выходит через центральное отверстие. Для определения скорости вращения шара используются

СВЧ колебания, излучаемый щелевой волноводной антенной, подключенной к генератору СВЧ. От излучающих щелей

СБЧ колебания проходят измеряемую жидкость и принимаются.противоположными щелями приемной антенны. Количество щелей излучаеющей и приемной антенн рассчитываются на волновое сопротивление измеряемой жидкости из условия — для сплошного диэлектрического шара (ъе ), где à — нормированное сопротивление одной резонансной щели, которое зависит от волнового сопротивления жидкости, в которую излучаются СВЧ колебания, К - количество резонансных щелей в антенне, и - относительная диэлектрическая проницаемость материала шара, .

Я вЂ” относительная диэлектрическая проницаемость измеряемой жидкости (газа).

С целью увеличения "прозрачности" шара в СВЧ поле его диаметр выбирается из условия отсутствия резонанса в шаре: д„ = (2д + 1)„-,— для полого шара, .З

3 1 (2 + 1)

4н= 4 — для сплошного Е диэлектрического шара, где 3 — длина волны электромагнитного излучения в свободном пространстве, О, 1, 2,... — произвольное целое число.

В момент появления вращающегося

mapa между излучающей и приемной щелями антенн волновое сопротивление среды около этих щелей изменяется.

Это вызывает изменение сопротивления

Y. этих щелей (Йг - 1), улучшает

31 согласование волновых сопротивлений щелевых антенн с генератором СВЧ и детектором, что влечет за собой увеличение мощности СВЧ колебаний в приемной антенне (на ее выходе).

Таким образом, при вращении шара в вихревой камере в приемной волно111029 водной антенне появляется периодическое изменение мощности СВЧ колебаний. Периодическое изменение мощности, а. следовательно, и уровня сигнала на выходе детектора, следует с частотой, пропорциональной числу пар приемоизлучающих щелей волноводных антенн и пропорционально скорос1ти вращения шара.

СВЧ колебания приемной антенны детектируются, формируются в импульсы необходимой амплитуды и считываются на счетчике, числа импульсов.

Применение системы многощелевых идентичных излучателя и приемника для определения скорости движения шара упрощает конструкцию расходомера, увеличивает чувствительность первич20 ного преобразователя в число щелей, размещенных на волноводе вдоль траектории движения. шара, при этом число щелей может быть значительным.

° ЩЦЯПИ Эаказ 6297/32 Тираж 609 Подписное

Филнал ППП Патент1, г Ужгород ул Проектная 4