Турбинный расходомер

 

Использование: измерение расхода жидкости или газа в широком диапазоне. Сущность изобретения: расходомер содержит установленный в немагнитном корпусе поворотный чувствительный элемент с магнитами и преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита в пазу корпуса и укрепленной на нем шторки, верхний конец которой входит в зазор двух волоконно-оптических световодов, установленных в корпусе на немагнитной пластине. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

СОК13 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 F 1/115

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872699/10 (22) 11.09.90 (46) 15,02.93. Бюл. М б (75) А. Н. Карасев, С. Г, Журавлев и В, Г.

Мицкевич (56) Кремлевский П, П. Расходомеры и счетчики количества. Л,; Машиностроение, 1989, с. 280.

Катыс Г. П. Объемные расходомеры. МЛ.: Энергия, 1965, с. 9, Изобретение относится к измерительнои технике, в частности к турбинным расходомерам, и может быть использовано в ! химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности и сельского хозяйства для измерения расхода жидкости и газов любой оптической плотности и взрывоцпасности.

Известен турбинный расходомер, который содержит поворотный чувствительный элемент с отражательными пластинками на концах лопастей, волоконно-оптическую линиЮ связи, гермоввод в виде градана, оптически соединенный с линией связи, с источником и приемником светового излучения.

Основным недостатком этого известнрго технического решения является невозможность измерения расхода непрозрачных сред и низкая точность измерений расхода оптически плотных жидкостей и газов, что обусловлено прохождением свеБ0, 1795289 А1 (54) ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР (57) Использование: измерение расхода жидкости или газа в широком диапазоне.

Сущность изобретения: расходомер содержит установленный в немагнитном корпусе поворотный чувствительный элемент с магнитами и преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита в пазу корпуса и укрепленной на нем шторки, верхний конец которой входит в зазор двух волоконно-оптических световодов, установленных в корпусе на немагнитной пластине, 1 з. п. ф-лы, 1 ил. тового потока через измеряемую среду. Кроме этого точность измерений существенно снижает сильная турбулизация жидкости при больших скоростях вращения чувствительного элемента и загрязнение поверхностей отражательных пластин и гермоввода в процессе эксплуатации расходомера, Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является известный крыльчатый расходомер с тахометрическим и реобразователем типа магнитное реле, которыи содержит немагнитный корпус, поворотный чувствител ьный элемент с магнитной системой, имеющей различные взаимодействующие полюса, преобразователь типа магнитного реле в виде двух неподвижных контактов и двух подвижных контактов, установленных на оси под неподвижными, причем подвижные контакты снабжены постоянными магнитами различной полярности, 1795289

Основными недостатками этого известного устройства являются следующие: низкая надежность в работе, которая обусловлена наличием электрических контактов, быстро выходящих из строя, особенно в условиях влажности и агрессивности измеряемых сред, высокая взрывоопасность, которая обусловлена наличием искрящих элементов в преобразователе, т,е. . замыкаемых и раэмыкаемых электрических контактов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание турбинного расходомера с использованием магнитных и оптических средств и способного работать со средами любой оптической плотности и взрывоопасности.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение надежности за счет исключения взрывоопасности при его эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в турбинном расходомере, содержащем корпус из немагнитного материала, расположенный в нем поворотный чувствительный элемент с магнитами и преобразователь, согласно изобретению преобразователь выполнен магнитно-оптическим в виде вертикального паза на верхней части корпуса в зоне действия магнитов чувствительного элемента, в котором установлен постоянный магнит с возможностью свободного вертикального перемещения, в центре верхней части магнита вертикально установлена шторка из непрозрачного материала, над пазом с постоянным магнитом установлена пластина из немагнитного материала, на которой размещены два оптически соединенных через зазор волоконно-оптических световода, причем пластина в центре зазора снабжена сквозным отверстием для прохождения шторки, Для обеспечения перекрывания светового потока шторкой в зазоре световодов взаимодействующие полюсы магнитов чувствительного элемента и магнита, установленного в пазу корпуса, имеют одинаковую полярность, Заявляемое изобрет ение поясняется чертежом, на котором представлено его продольное сечение.

Турбинный расходомер жидкостей и газов содержит корпус 1 из немагнитного материала, входной 2 и выходной 3 обтекатель-струевыпрямитель, поворотный чувствительный элемент 4 в виде аксиальной турбинки с осью 5 и магнитной системой 6 на лопатках турбинки, паз 7 для установки магнита 8 со шторкой 9, диамагнитную пластинку 10для установки светово50

С подачей жидкости или газа происходит вращение чувствительного элемента 4 с частотой вращения, пропорциональной расходу среды. При прохождении магнитов магнитной системы 6 под магнитом 8 в ре° зультате одинаковой полярности взаимодействующих полюсов происходит выталкивание магнита 8 вертикально вверх из паза 7, выход шторки 9 из отверстия 11 и перекрывание светового потока в канале связи 13, которое регистрируется фотоприемником 15. После прекращения взаимодействия магнита магнитной системы 6, с магнитом 8 он под действием гравитационных сил опускается вниз по пазу 7 и шторка

9 открывает путь световому потоку на фотоприемник 15. дов, отверстие 11, герметическую крышку

12, волоконно-оптический канал связи 13 с зазором, источник светового излучения 14 и фотоприемник 15, которые оптически сое5 динены между собой через канал связи.

В качестве источника светового излучения 14 использовался светодиод АЛ 107Б с

ИК спектром излучения, в канале связи 13 использовался волоконно-оптический све10 товод с диаметром сердцевины 50 мкм.

Зазор между торцами световодов равен

120 мкм. Потери светового потока на таком зазоре не превышают 0,2 дб.

Размеры паза 7 определяются размерами магнита 8, которые в нашем случае равны

2х5х10 мм.

Шторка 9 сделана иэ немагнитного почерненного металла толщиной 50 мкм и шириной 1000 мкм. Шторка 9 крепится на

20 магните 8 универсальным клеем. Ход шторки 9 вверх от нижнего края торца световодов составляет 500 мкм.

Размеры пластины 10 определяются особенностями установки световодов и же25 сткостью используемого материала, а размер отверстия 11 сделан 80х1200 мкм.

Размер магнитов магнитной системы 6 равен Зх15х10 мм, В качестве магнитов использовались магниты из бариевых

30 ферритов. В качестве фотоприемника 15 использовался фотодиод ФД 256.

Турбинный расходомер работает следующим образом.

B исходном состоянии при отсутствии расхода среды, т.е. при отсутствии взаимодействия магнитной системы 6 чувствительного элемента 4 с магнитом 8, шторка 9 расположена в отверстии 11 так, что ее верхняя кромка находится на уровне нижнего

40 края торцов световодов и не перекрывает световой поток, идущий через зазор по каналу связи 13.

1795?09

Составитель А,Карасев

Техред М.Моргентал

Редактор

КоРРектор M.Петрова

Заказ 423 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

Частота прерывания светового потока, т.е, частота следования световых импульсов пропорциональна частоте вращения чувствительного элемента 4, а значит и расходу измеряемой среды, который затем опреде- 5 ляется обычным известным способом, основанным на подсчете импульсов, получаемых с фотоприемника 15. Причем амплитуда получаемого электрического сигнала не зависит от оптической плотности измеряемой 10 среды, а отсутствие электрических контактов обеспечивает полную взрывобезопасность при измерении взрывоопасных сред, что обеспечивает высокую надежность работы расходомера. 15

Это полностью доказывает достижение изобретением указанного технического результата, Формула изобретения

1. Турбинный расходомер, содержа- 20 щий корпус из немагнитного материала, ! расположенный в нем поворотный чувствительный элемент с магнитами и преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения взрывоопасности, преобразователь выполнен магнитно-оптическим в виде вертикального паза на верхней части корпуса в зоне действия магнитов чувствительного элемента, в котором установлен постоянный магнит с возможностью свободного вертикального перемещения, в центре верхней части магнита вертикально установлена шторка из непрозрачного материала, над пазом с постоянным магнитом установлена пластина из немагнитного материала, на которой размещены два оптически соединенных через зазор волоконно-оптических световода, причем пластина в центре зазора снабжена сквозным отверстием для прохождения шторки, 2. Расходомер по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что взаимодействующие полюса магнитов чувствительного элемента и магнита, установленного в пазу корпуса, имеют одинаковую полярность.