Датчик расходомера жидкости

 

Использование: при определении расх( да жидкости, подающейся через трубопроводы . Сущность изобретения: корпус датчика с впускным и выпускным патрубками содержит подвижный элемент, выполненный в виде магнитного стержня 4, подпружиненного С двух сторон, на который надеты трубки 6.1 и 6.2 из немагнитного материала, соединяющие стержень 4 с дисками 7.1 и 7.2, в которых выполнены каналы 10.1 и 10.2 под углом в 30-60° к оси подвижного элемента, катушку 5.1 индуктивности и жиклер 2, установленный в впускном патрубке 1.1. 1 ил. Лагпок жидкос/па

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Г УДАРСТВЕН40Е ПАТЕНТНОЕ

P (5ц5 G01 F 1/22

ЕДОМСТВО ССС фОСПАТЕНТ СССР) !

- !!ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У1

Ы

J2

УЕ

ЮГ

t (21) 4887126/10 (22) 12.11.90 (46) 07.02.93. Бюл. 8 Ь 5 (71) Научно-исследовательский институт авт матических систем

2) В.В.Исполатовский, И.И.Корзун и Â.È.Ñåìåøêèí

186) Заявка ФРГ

2904144, кя. G О1 F 1/22, 1980, )04) ДАТЧИК РАСХОДО!к)ЕРА ЖИДКОСТИ (5!7) Использование: при определении расх да жидкости, подаю)иейся через трубоп.БЫ 1793232 А1

2 роводы. Сущность изобретения: корпус датчика с впускным и выпускным патрубками содержит подвижный элемент, выполненный в виде магнитного стержня 4, подпружиненного с двух сторон, на который надеты трубки 61 и 6.2 из немагнитнвго материала, соединяющие стержень 4 с дисками 7.1 и 7.2, в которых выполнены каналы

10.1 и 10.2 под углом в 30-60 к оси подвижного элемента, катушку 5.1 индуктивности и жиклер 2, установленный в впускном патрубке 1.1. 1 ил.

Ра Мг

)гиЬосюю

1793232

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано о различных областях народного хозяйства и в быту при определении расхода жидкости, подающейся через трубопроводы, В настоящее время известны датчики расходомеров жидкости о трубопроводах, использующие различные физические принципы для регистрации количества протекающей жидкости о единицу времени.

Однако практически осе они обладают рядом существенных недостатков, отличаются сложностью конструкции, о основном предназначены для применения в стационарных (часто лабораторных) условиях и, как правило, не могут быть включены напрямую (непосредстве но в трубопровод) в систему подачи жидкости, . Известен также расходомер потока среды, состоящий из установленн1огo""в i

Этому расходомеру, который принят за прототип, присущи следующие недостатки.

1) расходомер может нормально работать только в стационарных условиях, в отсутствии наклонов и тряски;

2) катушка индуктивности размещена о потоке протекающей среды, что требует дополнительных мероприятий по обеспечению герметичности обмотки и выводов с катушки, а также применения соответству- ющих изоляционных материалов, стойких к протекающей среде;

3) наличие контакта (отсюда и трения) между поршнем и корпусом при малых расходах среды может вносить нестабильность в показания расходомера, Целью изобретения являются увеличение чувствительности и повышение точности измерения расхода жидкости, а также возможности использования его в сложных условиях эксплуатации (при оозмо>кном изменении ориентации датчика и при наличии тряски. и вибраций), Поставленная цель достигается тем, что подвижный элемент датчика, представляет из себя упруго подвешенную симметричную конструкцию в виде магнитного стержня (например, ферритооый стержень), на оба конца которого надеты трубки из немагнитного материала, а на концах трубок закреплены насадки, например, в вида дисков с 4-8 каналами, расположенными под углом

30-60 к оси подвижного элемента. Подбором габаритоо и материала насадок в зависимости от плотности измеряемой

5 жидкости, средняя плотность подвижного элемента в целом делается равной средней плотности измеряемой жидкости, чем достигается "состояние невесомости" lloдвижного элемента при заполнении датчика

"0 измеряемой жидкостью, что существенно увеличивает чувствительность датчика.

Симметричная и уравновешенная с измеряемой средой конструкция подвижного элемента позволяет применять датчик на

15 движущихся объектах, подвергающихся в процессе эксплуатации качке, кренам, вибрациям и т,д.

Жиклер, расположенный во впускном патрубке датчика, позволяет локально уве20 личить скорость потока жидкости, а насадки с" каналами полностью воспринимают импульс потока жидкости, вытекающего из отверстия жиклера. Кроме того насадки подвижного элемента сглаживают возможные пульсации в потоке жидкости за Счет местного сопротивления среды (исполняют роль демпферов), - Для размещения насадок в датчике предусмотрены расширители (камеры), которые

30 одновременно защищают индуктивности от действия потока жидкости, Учитывая то, что жиклер во впускном патрубке расположен близко (порядка 1 — 3 диаметров отверстия жиклера) от насадки, а

35 возможные перемещения подвижного элемента под действием потока среды малы (порядка 1-5 мм), струя жидкости из жиклера на таких расстояниях не успевает полностью диссипировать в среде и ее импульс, а, "0 следовательно, и расход, практически пол ностью отслеживается подвижным элементом.

Такал конструкция датчика позволяет с высокой точностью (до 5 ) измерять малые

45 расходы (50-250 мл/мин) жидкости даже с низкой Вязкостью.

На чертеже схематично изображен предлагаемый датчик расхода жидкости.

Датчик содержит впускной 1.1 и выпускной 1,2 патрубки, предназначенные для подсоединения датчика к трубопроводам с измеряемой жидкостью. Во впускной патрубок 1.1 остаолен жиклер 2, позволяющий

55 увеличить импульс протекающей жидкости, действующий на подвижный элемент, Патрубки 1.1 и 1.2 через герметизирующие прокладки соединены с расширителями 3.1 и

3,2. В расширителях 3.1 и 3.2 происходит взаимодействие (передача импульса) потока

1793232 няющие магнитный подвижный элемент с насадками, а между подвижным элементом и патрубками введены расширители, причем

Pcp.nope.se.

Рср.изм.ср.

"A8pcp.поре эл. средняя плотность подвижного элемента; рср.идм,ср ра3Мер СрЕды СрЕдНяя плотность измеряемой среды, 2. Датчик по и, 1, отличающийся тем, что впускной патрубок снабжен жиклером.

Составитель В. Семешкин

Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Заказ 495 Тираж 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 жидкости с подвижным элементом. Подвижный элемент датчика включает в себя магнитный стержень 4, например, изготовленный из феррита, который при перемещении подвижного элемента под действием потока жидкости вызывает изменения индуктивностей 5.1 и 5.2. На стержень 4 н адеты трубки 6.1 и 6,2 из немагнитного материала, например полистирола, которые жестко соединяют стержень 4 с насадками

7,1 и 7.2. Насадки 7.1 и 7,2 в простейшем случае выполнены в виде дисков, причем их габариты и материал выбираются из условИя, что масса подвижного элемента, подел1нная на его объем {т.е. средняя плотность подвижного элемента), должна быть равна и отности измеряемой жидкости. Расширит ли 3.1 и 3.2 соединены между собой тонк стенной трубкой 8 из немагнитного материала толщиной от 0,5 до 2 мм, На трубку 8 надеты двЕ катушки (5,1 и 5.2) индуктивности. Подвижный элемент упруго подвешен на двух пружинах 9.1 и 9.2.

В насадках 7,1 и 7.2 проделаны каналы

1 .1 и 10.2 для жидкости в количестве 2 — 8 тук под углом в 30 — 60 к оси подвижного элемента. Диаметр каналов 10,1 и 10.2 выбирается равным 1-5 мм в зависимости от вязкости и расхода жидкости.

Формула изобретения

1. Датчик расходомера жидкости, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, в котором размещены катушки ин дуктивности и подвижный элемент из магнитного материала, подпружиненный с одной стороны, причем один конец пружины опирается в насадок с каналами, которцй выполнен на подвижном его элементе, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и повышения тс чности измерения, подвижный элемент впол нен симметричным, подл ружиненнь м с двух сторон, причем на него надеты трубки из немагнитного материала, соеди1 !

Редактор Т. Трубченко

Датчик работает следующим образом: поток жидкости, проходя иэ впускного патрубка 3.1 через калиброванное отверстие жиклера 2, попадает на насадку 7.1. Да5 лее поток, частично обтекая насадку, а частично протекая через каналы 10.1, по трубке 8 попадает в расширитель 3.2 и по выпускному патрубку 1.2 покидает датчик.

Подвижный элемент под действием по10 тока жидкости перемещается, что вызывает изменение индуктивностей 5.1 и 5.2. Величина перемещения подвижного элемента и изменение индуктивностей связаны с расходом жидкости. Известными способами, 15 например включением индуктивностей 5.1 и

5.2 в балансную мостовую схему, эти изменения могут быть измерены, что позволяет при соответствующей градуировке измерять расход жидкости.

20 У датчиков подобной конструкции имеется широкая область применения. Особенно перспективны они при установке их на движущихся объектах, например, автомобилях, подверженных вибрациям, тряске и ус25 корениям.

В соответствии с формулой изобретения был изготовлен и опробован датчик расходомера бензина для автомобиля и показал хорошие результаты.