Устройство для измерения скорости и направления потока жидкости или газа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 Р 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4488239/10 (22) 14.07.88 (46) 15.05,91, Бюл, М 18 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.А.Ковалев, Н.П.Пыльник, И,В,Сидорко и П,В.Сивак (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1432405, кл. 6 01 Р 5/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 881621, кл. G 01 Р 5/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА (57) Изобретение относится к измерительной TBxHNKe и может быть использовано для измерения вектора скорости потока жидкости или газа, Целью изобретения является повышение надежности и расширение рабочего диапазона измерений. В коллектор 3 подается сжатый воздух, истекающий из всех его сопл 4...7. Приемные сопла 14...17 воспринимают одинаковые по давлению пневмосигналы, если поток не воздействует на шаровой зонд 13, При отклонении зонда 13 под действием потока происходит перераспределение давлений в приемных соплах, регистрируемое пневмосистемой. Чувствительность устройства к потоку обеспечивается натяжением упругого элемента 8, 2 ил.

1649452

Изобретение относится к измерительной технике и может быть, использовано для измерения величин скорости и определения направления потока среды, Целью изобретения является повыше- 5 ние надежности и расширения рабочего диапазона измерений.

На фиг, 1 изображен разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 2 — разрез Б-Б на фиг. 1.

В корпусе 1, снабженном герметичной 10 крышкой 2, расположен коллектор 3 с вертикальным 4 и горизонтальными патрубками с соплами 5, 6 и 7, верхний конец которого связан с упругим полым элементом 8, например гофрированным пластмас- 15 совым пневмоприводом или сильфоном, верхний конец которого в свою очередь соединен с устройством для изменения натяжения упругого элемента 9, Нижний вертикальный патрубок по- 20 средством кронштейна 10 жестко связан со стержнем 11, пропущенным через центр мембраны 12 и на нижнем конце имеющим шаровой зонд 13.

Напротив насадков 5, 6 и 7 соосно с ним 25 установлены приемные сопла 14 — 17, снабженные эллипсоидальными насадками 18—

20 и пневматически связанные с отводными пневмопроводами 21 — 24.

Патрубок упругого элемента подсоеди- 30 нен к источнику сжатого воздуха.

Устройство работает следующим образом, Нижняя часть стержня 11 с шаровым зондом 13 погружается в среду, параметры 35 которой измеряются, Корпус 1 устройства жестко монтируется на трубе или резервуаре. Отводные пневмопроводы 21 — 24 подсоединяются к системе измерения пневмосигналов, включающей в себя мик- 40 ропроцессар для быстрой одновременной регистрации и преобразования сигналов.

В коллектор 3 подается сжатый воздух, истекающий в виде струи с одинаковым расходом иэ всех его сопл 4 — 7. Проймные 45 сопла 14 — 17 воспринимают одинаковые по давлению пневмосигналы, регистрируемые системой измерения.

В корпусе 1 создается избыточное давление воздуха, пытающееся прогнуть вниз 50 мембрану 12, Зто усилие уравновешивается упругостью элемента 8, и таким образом система коллектор-стержень-зонд находится s устойчивом равновесии.

При отклонении зонда 13 от исходного 55 положения под действием движущейся жидкости, например, вправо в плоскости фиг. 1 происходит следующее. По правилу рычага система коллектор-стержень-зонд отклоняется относительно центра мембраны 12 против часовой стрелки, При этом сопла 5 коллектора 3 приближается к приемному соплу 15, одновременно смещаясь относительно их совместной оси вниз, а сопло 6 отклоняется от приемного сопла 16, перемещаясь при этом вверх. Однако благодаря эллипсоидальному насадку 19 сигнал в пневмопроводе 23 уменьшается в меньшей степени, чем, например, сигнал в ППИ.

Вертикальный же патрубок 4 также отклоняется от вертикальной оси устройства. При этом сигналы по давлению в приемных пневмопроводах уменьшаются пропорционально отклонению стержня 11 от вертикальной оси, а значит, величине скорости.

При перемещениях зонда влево или перпендикулярно плоскости чертежа аналогичные изменения сигналов происходят соответственно в соплах 5 и 7, а также в соплах

6 и 7. Для обеспечения измерения пространственной картины распеределения скоростей в горизональной плоскости коллектора необходимо равномерно разместить не менее трех патрубков с соплами. Однако крестообразное размещение четырех патрубков или звездообразное пяти обеспечивает вы пол нение той же задачи с такой же точностью, но не более. Недостатком такой системы является ее громоздкость и необходимость оперативной обработки большего числа сигналов, что делает более трудоемким процесс градуировки устройства и измерения скорости.

Вертикальная составляющая вектора скорости фиксируется одновременным и одинаковым изменением всех сигналов в приемных соплах 15, 16 и 17 и практически неизменным сигналом по давлению в сопле 14.

Чувствительность системы к измерениям сигналов обеспечивается натяжением упругого элемента 8. При меньшем его натяжении и большей податливости упругого элемента, обеспечиваемой узлом 9, устройство может измерять малые величины скоростей, а при большем натяжении — более высокие скорости.

Возможность регулирования натяжения упругого элемента 8 позволяет выбрать достаточно большие рабочие отклонения коллектора 3 от исходного положения и одновременно уменьшить погрешности измерения.

Диапазон измерения скоростей регулируется устройством изменения натяжения 9 и обязательно учитывается при грэдуировке устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости и направления потока жидкости или газа, со1649452

48

Составитель Ю.Власов

Редактор Н. Швыдкая Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 1519 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 держащее корпус с крышкой и мембраной, вертикальный стержень с шаровым зондом, верхним концом пропущенным через центр мембраны, а также размещенные в корпусе датчики положения типа сопло-сопло с эл- 5 липсоидальными приемными насадками, установленные в горизонтальной плоскости, коллектор с радиальными отверстиями и систему измерения пневмоточности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения 10 надежности и расширения, коллектор выполнен в виде верхнего и нижнего вертикальных патрубков, соосных с вертикальным стержнем, между которыми в

16 горизонтальной плоскости расположено не менее трех патрубков с соплами, причем диаметры патрубков и сопел выполнены одинаковыми, верхний вертикальный патрубок коллектора с помощью ppofQ элемента соединен с с уст ройством натяжения и снабжен выходным отверстием для подсоединения к источнику сжатого воздуха, нижний вертикальный патрубок коллектора посредством жидкой связи соединен с вертикальным стержнем, при этом в корпусе соосно с соплом устновлено не менее четырех приемных сопл, связанных с отводными приемопроводами, соединенными с системой измерения пневмосигналов.