Датчик скорости потока жидкости

 

О П И С А Н И Е <>562774

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.03.76 (21) 2332230/10 (51) Ч.Кл б 01 P 5/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.7?. Бюллетень М 23 (45) Дата опубликования описания 14.10.77

Государственный номитею

Совета Министров СССР ао делаю нзооретеннй и откоытнй (53) УДК 681.121.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Я устамов, И. A. Набиев, Ю. А. Савин, H. С. Ковалевская и И. И. Шваченко

Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Изобретение предназначено для оперативного чепрерывного контроля дебита жидкости нефтяных скважин и может быть использовано в автоматизированных системах управления нефтяной промышленности.

Известны датчики и cHãíàëHçàторы потока жидкости, содержащие обратный клапан, азтогенератор, индуктивную катушку, включенную в колебательный контур и коммутатор, управляющий ключами цепи обратной связи (1).

Коммутатор периодически последовательно управляет подключением параллельно .конденсатору обратной связи дополнительных конденсаторов. в результате чего ступенчато из- 15 меняется величина обратной связи автогенератора. Beличины этих конденсаторов выбираются такими, что при закрытом состоянии ключей (это соответствует начальному положению коммутатора) срыв генерации проис- 20 ходит при минимальном устанозленном зазоре между шариком и катушкой индуктивности, а при открытом состоянии ключей коэффициент обратчой озязи отличается от первого случая и срыв генерации происходит на больших зазорах между шариком и катушкой индуктивности колебательного контура.

Одновременно с включением каждого ключа для синхронизации выходного сигнала коммутатор подает напряжение и з блок формирователя. Таким образом, в зависимости от положения шарика клапана, поднимающегося под действием динамического напора струи жидкости, и состояния выходов коммутатора сигнал с автогенератора через формирователь пс =ту пает на выход.

Недостатком тако. О сигнялизатора является малая точность измерения и сложность схемы из-за использования коммутатора и управляемых им ключей.

Ц ль изобретения — увеличение точности измере:-ия, расширение диапазона измерения и упрощение схемы датчика.

Для этого устройство снабжено масштабным усилителем H генератором пилообразного .напряжения, подключенным на вход автогнератора, и оптроном, сопротпвlcHHe которого вклюIeH0 з цепь ооратной связ:I автогенератора, а вход через масштабный усилитель подключен к выходу генератора пилообразноr0 напряжения.

Датчик,содержит самоуплотняющийся шарикозый обратный клапан /, катушку нндуктив ности 2, азтогенератор 8, генератор пилообразного напряжения 4, масштабный усилитель

5 и формирователь выходного с. IIIIaла б. Катушка индуктизности 2, зключенпая в колебательный контур азтогенератора 3, снабжена феррптовым сердечником и расположена под шариком клапана 1. ПпII О-.=уTcTBHH Н0

562774 тока жидкости обратный клапан закрыт и величина зазора между шари ком клапана и сердечником катушки индуктивности минимальна. Поэтому добротность чувствительного элемента также минимальна. При появлении потока жидкости под действием динамиче кого напора шарик клапана поднимается и величина зазора увеличивается, что приводит к соответствующему увеличению дооротности катушки индуктивности за счет уменьшения наводимых в шарике вихревых токов. Таким образом, добротность изменяется пропорционально скорости контролируемого потока ж»идкости.

В связи с тем, что питание автогенератора осуществляется от генератора пилообразного напряжения и в цепь обратной связи включено управляемое этим же генератором сопротивление, величина положительной обратной связи автогенератора 8 изменяется пилообр аз.но.

Параметры элементов схемы автогенератора выбраны такими, что при начальном положении генератора пилообразного на|пряжения обратная связь автогенератора минимальна и условия его самовозоуждения даже при максимальной добротности катушки индуктивности 2 не обеспечиваются. На выходе формирователя, состоящего из выпрямителя и триггера с одним устойчивым состоянием, сигнал отсутствует. С увеличением выходного напряжения генератора 4 величина обратнои связи автогенератора 8 увеличивается и услозия его оамовозбуждения обеспечиваются при соответствующих величинах добротности катуш ки индуктивности 2.

Таким образом, с увеличением скорости потока жидкости, т. е. с увеличением добротности катушки индуктивности, самовозбуждение автогенератора 8 происходит при малых величинах выходного напряжения генератора

4. С уменьшением же величины потока жидкости его самовозбуждение происходит при больших значениях выходного напряжения генератора. При закрытом, состоянии клапана

1 азтогенератор 8 вообще не возбуждается.

Таким образом, время нахождения автоген—

5 ратора в режиме наличия тока генерации и течение каждого периода генератора пилообразного напряжения (длительность выходного импульса формирователя 6) получается пропорциональным величине потока жидкости.

В связи с тем, что при малых напряжениях питания срыв генерации колебаний происходит при больших зазорах, питание автогенератора от источника пилообразного напряжения позволяет расширить пределы измерения

15 датчика, а включение в цепь обратной связи оптрона (управляемого сопротивления) — линеаризирозать зависимость между длительностью выходных импульсов и скоростью потока жидкости.

Формула изобретения

Датчик скорости потока жидкости, содержащий обратный клапан, автогенератор, ка25 тушку индуктивности, включенную в колеоательный контур, блок управления обратной связью автогенератора и формирователь выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения

ЗО диапазона измерения и упрощения схемы, он снабжен масштабным усилителем, генератором пилообразного напряжения, подключенным на вход автогенератора, и опгроном, сопротивление которого включено в цепь обЗ5 ратной связи автогенератора, а вход через масштабный усилитель подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, Источник информации, принятый во внл4о мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство N= 286892, кл. Е 21 В 47/12, опубл. 1969.