Датчик акустического расходомера

 

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкостных и газовых потоков ультразвуковыми методами. Целью изобретения является повышение точности и надежности. В качестве чувствительных элементов использованы стержни прямоугольного сечения, выполненные на дне канавок, выбранных на наружной поверхности волноводов на диаметрально противоположных сторонах его вдоль продольной оси. Толщина, ширина и расстояние от стенки канавки до стержня меньше длины изгибных колебаний, возбуждаемых в стержне с помощью пьезоэлектрического преобразователя, связанного с одним из торцов стержня волноводом. Излучаемые в исследуемую среду под острым углом к стержню акустические колебания частично рассеиваются на неоднородностях потока. Другим чувствительным элементом принимаются рассеянные колебания, если его пьезоэлектрический элемент связан волноводом со сменным торцом, и принимаются нерассеянные колебания, если пьезоэлектрический элемент связан волноводом с противоположным торцом стержня. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU ÄÄ 1520342 (51) 4 С 01 F 1/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4208772/31-10; - 4209578/31-10 -. (22) 16. 03. 87 (46) 07.11.89. Вюл. t 41 (71) Горьковский политехнический институт (72) В,И.Мельников и А.B.Äóíöåâ (53) 681.121(088.8) (56) Патент СИА " 467659, кл. С 01 r 1/66, 1984, Датчики параметров теплоносителей ядерных реакторов, АИНФ-155.- М.:

ЦНИИ Атоминформ, 1973, с. 62. (54) ДАТЧИК АКУСТИЧЕСКОГО РАСХОДОМЕРА (57) Изобретение относится к технике измерения расхода жидкостных и газовых потоков ультразвуковыми методами. Целью изобретения является повышение точности и надежности. В качестве чувствительных элементов использованы стержни прямоугольного сече1

Изобретение относится к измерительной технике. и может найти применение в приборостроительной, нефтяной, химической и энергетической промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерений и надежности работы датчика акустического расходомера.

На фиг.1 представлена конструкция датчика акустического расходомера с .волноводами, связанными со смежными торцами стержней; на фиг.2 - то же, с волноводами, связанными с противоположными .орцами стержней.

2 ния, выполненные на дне канавок, вы- бранных на наружной поверхности волноводов на диаметрально противоположных сторонах его вдоль продольной оси. Толщина, ширина и расстояние от стенки канавки до стержня меньше длины изгибных колебаний, возбуждаемых в стержне с помощью пьезоэлектрического преобразователя, связанного с одним из торцов стержня волноводом.

Излучаемые в исследуемую среду под острым углом к стержню акустические колебания частично рассеиваются на неоднородностях потока. Другим чувствительным элементом принимаются рассеянные колебания, если его пьезоэлектрический элемент связан волноводом со сменным торцом, и принимаЬтся нерассеянные колебания, если пьезоэлектрический элемент связан волноводом с. противоположным торцом стержня. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Датчик состоит из пьезоэлектрических преобразователей 1 и 2, волноводов 3 и 4, чувствительных элементов 5 и 6, измеритепьного участка трубопровода 7.

Датчик работает следующим образом.

Электрические колебания, поступающие на обкладки пьезоэлектрического преобразователя, преобразуются в изгибные механические колебания в волноводе 3. Механические изгибные колебания передаются волноводом 3 чувствительному элементу 5 и распростра" няются в нем со скоростью, превышающей скорость звука в контролируемой

1520342 среде. При этом происходит излучение ультразвуковых колебаний в исследуемую среду под острым углом к оси трубопровода. В датчике (фиг.1) чувствительным элементом 6 принимаются колебания, рассеянные на неоднородностях потока, а в датчике, выполненном по схеме, представленной на фиг.2 - колебания„ прошедшие через поток, Ультразвуковые колебания в исследуемой среде, достигшие чувствительного элемента 6, возбуждают в последнем изгибные колебания, которые передаются волноводом 4 к пьезоэлектрическому преобразователю 2, где они преобразуются в электрические колебания. Чувствительные элементы 5 и 6 с соответствующими волноводами и пьезоэлектрическими преобразователями взаимозаменяемы, т.е ° каждый из них может и излучать колебания и принимать их.

Датчик акустического расходомера позволяет осуществлять излучение и прием ультразвуковых колебаний в кон- 2 тролируемую среду без нарушения целостности внутренней поверхности трубопровода. Пьезоэлектрические преобразователи могут быть расположены на некотором расстоянии от трубопровода за счет использования волноводов, что повышает надежность датчика при использовании его для измерения расхода высокотемпературных потоков.

Формула изобретения

1. Датчик акустического расходомера, содержащий измерительный участок трубопровода, на диаметрально противоположных сторонах которого размещены два чувствительных элемента, каждый из которых связан волноводом с пьезоэлектрическим преобразователем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, каждый чувствительный элемент выполнен в виде стержня прямоугольного сечения, выполненного на дне канавки, выбранной на наружной поверхности измерительного участка трубопровода вдоль его оси, причем ширина и толщина стержня и расстояние от стенки канавки до стержня меньше длины волны изгибных колебаний в стержне, а волноводы связаны с торцами стержней.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что волноводы связаны со смежными торцами стержней.

3. Датчик по п.1, отличаю - шийся тем, что волноводы связаны с противоположными торцами стержней.

1520342 фиг.2

Составитель 1).Байков

Техред М.Хоцанич Корректор Т.Палий

Редактор М.Бланар

Заказ 6745/41 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г

Производственно-издательский комбинат "Патент", с. Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101