Расходомер

 

Использование: при измерении массовых постоянных, ограниченных во времени и пульсирующих расходов жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: в расходомере , содержащем корпус с размещенными в нем чувствительным элементом с тензорезисторами и штангу, на свободном конце которой смонтировано тело обтекания , чувствительный элемент выполнен в виде мембраны, разделяющей корпус на две полости, верхняя из которых выполнена герметичной и заполнена компенсационной электроизолирующей жидкостью, причем тензорезисторы размещены на мембране со стороны верхней полости, а штанга закреплена на другой стороне мембраны. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф i с (21) 4905567/10 (22) 05.12.90 (46) 30.11.92. Бюл. N 44 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.П.Сергеев, И.В.Коробко и А,K.Íèêèтин (56) Патент США N 4604906, кл, G 01 F 1/28,1986. (54) РАСХОДОМЕР (57) Использование: при измерении массовых постоянных, ограниченных во времени и пульсирующих расходов жидких и газообИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения массовых постоянных, ограниченных во времени и пульсирующих расходов жидких и газообразных сред:

Необходимость в измерении массовых кратковременных и пульсирующих расходов возникает в специальных областях двигателестроения, медицине и других отраслях хозяйства, где используются расходы, длительность которых составляет доли секунды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является расходомер, содержащий корпус с каналом для измеряемой среды и установленную в корпусе трубу с внутренним конусом, открытым в канал и закрытым наружным концом. К трубке прикреплена наружным концом штанга, внутренний конец которой вставлен в канал. В канале смонтирована обтек. лопатка. которая прикреплена к внутреннему концу штанги и прилагает к штанге усилие. направленное поперек потока среды. Секция!

Ж 177853 1А1 разных сред. Сущность изобретения: в расходомере, содержащем корпус с размещенными в нем чувствительным элементом с тензорезисторами и штангу, на свободном конце которой смонтировано тело обтекания, чувствительный элемент выполнен в виде мембраны, разделяющей корпус на две полости, верхняя иэ которых выполнена герметичной и заполнена компенсационной электроизолирующей жидкостью, причем тензорезисторы размещены на мембране со стороны верхней полости, а штанга закреплена на другой стороне мембраны.2 ил. трубки прогибается под действием этого усилия и тензометр считывает прогиб секции.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность, что исключает возможность их использования для измерения расходов малой длительности и пульсирующих расходов; вторичные преобразователи находятся в измеряемой среде, что не соответствует требованиям взрывобезопасности и пожаробезопасности.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Цель достигается использованием в расходомере чувствительного элемента гидродинамического типа, состоящего из мембраны, в центре которой закреплен рычаг с телом обтекания, помещаемым в измерительную магистраль.

При движении измеряемой среды по измерител ь ной магистрали гидродинамические или аэродинамические силы заставляют колебаться тело обтекания с частотой, пропорциональной расходу и через

1778531 рычаг прикладывают к мембране момент, создающий ее изгиб с частотой колебания тела обтекания. К верхней стороне мембраны крепятся вторичные преобразователи (тензорезисторы), преобразующие деформацию поверхности мембраны в электрический сигнал, частота которого пропорциональна расходу.

Изоляция вторичных преобразователей от измеряемой среды достигается тем, что верхняя сторона мембраны находится в герметичной полости, заполненной жидкостью с большим удельным электрическим сопротивлением, в качестве которой может быть использовано трансформаторное масло.

Кроме того, эта полость с жидкостью является компенсатором статического давления в измеряемой среде.

Применение рычага переменной длины, а гакже тела обтекания различной площади позволяет использовать прибор в любом диапазоне расходов (плоскость колеблющегося тела обтекания не перекрывает измерительного канала, т.к. располагается не перпендикулярно, а вдоль потока).

Чувствительность и динамические характеристики расходомера определяются конструктивными параметрами мембраны. рычага и тела обтекания,.а также .зонами понтажа тензорезисторов на мембране и могут быть выбраны оптимальными.

Разгрузка мембраны реакцией компенсационной жидкости позволяет широко варьировать толщиной мембраны для обеспечения оптимизации чувствительности и динамических характеристик измерений, На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого расходомера; на фиг, 2 — графические зависимости отклонения и деформации мембраны от ее радиуса.

Расходомер (фиг. 1) состоит из корпуса

1, стакана 2, в котором закреплена мембрана 3 с рычагом 4 и телом обтекания 5. Мембрана закреплена с помощью резьбового кольца 6. Со стороны верхней полости к мембране прикреплены тензореэисторы 7, которые соединены с гермовыводами 8 крышки 9, герметизирующей верхнюю полость, 5 Крышка 9 имеет отверстие 10, заглушаемое после заправки верхней полости компенсационной жидкостью с исключением попадания воздуха.

Тензорезисторы 7 образуют измери10 тельный мост, запитываемый напряжением постоянного тока. С выхода моста снимается измеряемый сигнал.

Графические зависимости (фиг. 2), на которых представлены зависимости отклоне15 ния мембраны д и относительной деформации Вот отношения текущего радиуса t к радиусу мембраны R позволяют выбрать оптимальные зоны монтажа тензорезисторов.

20 Таким образом, заявляемый расходомер имеет конструкцию, принципиально отличающуюся от прототипа и заключающуюся в использовании в качестве чувствительного элемента одной мембра25 ны с рычагом и телом обтекания и полости, герметизирующей измерительный мост от измеряемой среды. Полость выполняет одновременно функцию компенсации действия статического давления измеряемой

30 среды на мембрану.

Формула изобретения

Расходомер. содержащий корпус с размещенными в нем чувствительным элементом с тензорезисторами и штангу, на

35 свободном конце которой смонтировано тело обтекания, отличающийся тем,что, с целью повышения чувствительности, чувствительный элемент выполнен в виде мембраны, разделяющей корпус на две полости, 40 верхняя из которых выполнена герметичной и заполнена компенсационной электроизолирующей жидкостью, причем тензорезисторы размещены на мембране со стороны верхней полости, а штанга закреплена на

45 другой стороне мембраны.

1778531 алро3 щ

4 О с О i ДДЫиОаы À&4 с гюлу лууйира8аУ ф,г

Составитель Е. Безденежных

Техред М.Моргентал Корректор M.Àíäðóøåíêî

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4183 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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