Преобразователь ультразвукового расходомера

 

>769336

О П

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Респтблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 14.04.78 (21) 2603500/18-10

i (51) М.Кл з G 01 F 1/66 . с присоединением заявки—

Государстеенный комитет (23) Приоритет— .(43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 14.10.80 по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121.8 (088.8) (72) Авторы изобретения и

1, Б. В. Гавриленко и А. Т. Ваврух

Донецкий политехнический институт и Донецкое специализированное наладочное управление

«Теплоэнергоавтоматика» (71) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

РАСХОДОМ ЕРА

Изобретение относится к измерительной технике, -в,частности к ультразвуковому допплеровскому бесконтактному экспрессконтролю расхода жидкости, и может быть использовано в,нефтяной, химической, металлуртической и других отраслях промышленности.

Известен преобразователь ультразвукового расходомера с жидкостным волноводом,,в корпусе которого выполнен устано,вочный паз для трубопровода, имеющий в сечении форму трапеции, в который встроена мембрана с акустическим сопротивлением, близким к акустическому сапротивлению жидкостного волновода 11):

Преобразователь может быть,использован лишь на трубах малого диаметра, при,чем при переходе к измерениям .на,трубопроводах с другими диаметрами требуется замена акустических камер, что ведет к необходимости перестройки электронного блока расходомера. Это не позволяет по существу использовать, преобразователь для экспресс-контроля расхода жидкостей.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь ультразву,ковог0 расходомера, содержащий установ ленную снаружи трубопровода акустическую камеру с излучающим и приемным пьезоэломентами, сменный промежуточный

/ ° ззукопровод с цилиндрической поверхностью со стороны трубопровода и плоской — со стороны акустической камеры, лрилегающей к трубопроводу через акусти5 ческий контактирующий слой Щ.

Недостатком преобразователя являются большие габариты, что затрудняет экспрессконтроль расхода жидкостей в трубопроводах со средними и большими размерами.

10 Кроме того, в преобразователе отсутст|вует жесткая фиксация акустических камер относительно промежуточных звукопроводов, что может привести к смещению ультразвуковь|х лучей о носительно потока и далее к потере акустического контакта. Этот недостаток особенно существенен в допплеровских расходомерах, в которых точность измерения в большей степени зависит от пространственного положения лучей

20 относительно потока жидкости.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и- повышение точности фиксации ультразвуковых лучей в контролируемой среде.

25 Поставленная цель достигнута тем, что в донышке акустической камеры между .пьезоэлементами и сменнь!и промежуточ.ным звукопроводом установлены волново. ды по числу пьезоэлементов, выполненные

З0 из металла с акустическим сопротивлением, 769336

3О

З5

J0

Ф с15

65 близким к акустическому сопротивлению пьезоэлементов, B донышке акустической камеры также выполнено посадоч1103 место для сменного промежуточного звукопровода, акустический контактирующий слой выполнен в виде прокладки, манный промежуточный звукопровод выполнен из материала проклад!<и, на противоположной от акустической камеры стороне трубОГ(рово !2 установлена накладка с отжимной планкОЙ, 3K) CTH÷ec1<2ÿ кямеря и няк)12дка Вы.полнены с установочными,пазами;1 соед:iиены между собой посредством тросиков.

На чертеже изобра КеН преобразователь ультразвукового расходомера.

Преобразователь содержит акустическую камеру,l, в .полости 2 !<второй расположены излучающий 8 и приемный 4 пьезоэлементы, а в донышке уста!(овлены волноводы 5 и б под заданным углом к трубопроводу 7 и выполнено посадочное ме=то, где установлен сменный лромежуточный звуколровод 8 с. цилиндрической повер(ность(О со стороны труоопровода 7 и плоской — со стороны акустической камеры 1, .прилегающей к трубопроводу 7 через акустический контактирующий слой 9, выполненный в виде прокладки, например, из оловя(нно-свинцового припоя. Преобразователь включает т р 0 си 1<1! 1 О, H 2 11 p 0 TII B 0 ii 0 ложноЙ 0 T а к, с т ической камеры 1 стороне трубопровода 7 установлена накладка 11 с Отжп IHO,(и I;!1!кой 12, па которой имеются отжимные винты 18 и 14 и стопорные зинты 15 и 16. Акустическая К31(ера 1 и на!<лядкЯ 11 Bb(HO.. иены с установочными пазами и соед1гнсны тросиками !0, для которы:(и !c!ÎTся отверстия 17 — 20. Волноводы 5 и б выполнены из металла с а(» стическим сопротпBëcíHåi(. близким я: устическому сопротивлен!по пьезоэлементов 8 и 4, концы ВОлноводов 5 и б, прилегающие к звукопроводу 8, облужены оловянно-свинцовым припоем, а сменныи п1)оме>куточный звукопро;0! BbiHuлнен пз матс;.;Наля прок..!Ядки 9.

Hpeoop2aoB2тель работает еле уюшпм образом.

На выбранном участке трубопровода устяняВливя!От якусти !Сскуlo ням рг 1, 3 с противополо)кно(1 TopoHbi — наклад!» 11 с

ОтжимнОЙ,П 131!Ho!(12. С3000дные KOнць, тросиков 10 пропускают через отверстия

17 и 18 камеры 1, обводят ими боковую сторону трубопровода 7, лропускя(от через

nTBepcTIsII l9 и, 20 оти(и: (ИOA H;(2HK:(,: натягивают и защемляют винтами 15 и 16.,32тем, ввинчивая в планку винты 18 и 14, натЯГиВаlот -poсикп, 1;)ижимая К3)fop 1 через,звукопровод 8 и акустическую прокладку 9 (cTCH«e трубопровода 7. Ультразвуковые колебания, излучаемыс пьезоэлементом 8, через волновод б,,промежуточный звукоп ровод 8, акустическую прокладку 9 и стенку трубопровода 7 под определенным углом направляется в заданную

\ зону движущейся среды. Обратно рассеянчые на неоднородностяк ультразвуковые колебания через стенку трубопровода 7, акустическую прокладку 9, промежуточный звукопровод 8 и волновод 5 принимаются пьезоэлементом 8. В случае недостаточного уровня сигнала, производят дополнительное

;!оджатие корпуса камеры 1.

Установочные .пазы в камере 1 .преобразователя и накладке, а также посадочное место для промежуточноГО зв копрОВОдя 8 обеспечивает строгую фиксацию пространственноГÎ положения акустическик лучей

Но отношению к контролируемому потоку.

Выполнение волноводов 5 и б нз металла с

ЯКi СТИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ, ОЛИЗКИМ 1< акустпче кому сопротивлению пьезопреобразователей 8 и 4,,например из латуни, применение акустической прокладки 9 из оловянно-свинцового припоя .ПОС-40, луг жение плоскпк торцов волноводов 3 и 6, прилсгающп. . к промежуточному звукопроводу 8, выполненногÎ также из Oловянносвинцового, припоя, и достаточно большое п ижимное усилие, создаваемое прпспосоолением для натяжения тросиков 10, все это создаст на 1ежные як1 стические КО ITBKTbl ня перекодак и уменьшает потери сигна:IOB в акустически:(Тр3КТах от пьезопреобразовятеля до контролируемой среды и обратН0 0с3 применения каки:(-либо дополнптсльнык конта ктнык материалов — воды, масел, паст и. т. и. Применение Tpociii 10 и отжимной .планки 12 с элементами и.< за((IeV(ЛСНИЯ И НЯТЯ>КЕНИЯ 1 МСНI.(((ЯЕТ ГЯОЯРIIты .преобразователя.

Фор мула (зобретсния

Преобразователь ультразвукового рас«одомера, содержащий установленну(о снаружи труоопровода акустическую камеру с излучающим и приемным пьезоэлементами, смснныЙ промежуточчый зз,.i<0провод с цилиндрической повер: ностью со стороны трубопровода и плоской — со стороны 21» стической камеры, п1)плеГя(оlппй K трубопрово 1у через акустический конта(T 1ру(ощий слой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышзния точности фиксации ультразвуковыми лучей в контролируемой среде, з донышке акустической K3меры между пьезоэлементами,и сvIQHHbD(лромежуточным "- Bói(oïpîводом установлены волноводы Ilo числу пьезоэлементов, выполненные пз металла .

Як! С ГИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ. ОЛИЗКИМ 1< акустическому сопротивлению пьезоэлементов, в донышке акустической камеры также .выполнено посадочное место для сменного проме)куточного звукопровода, акусти,ческий .контактирующий слой выполнен В виде прокладки, смечный промежуточный звукопровод выполнен из материала про769336 и

1л 7/ -.=,/0

Составитель В. Антипов

Техред И. Пенчко

Коррек-.ор И. Осиновскав

Редактор О. Филиппова

Заказ 1232/1257 Изд. ¹ 473 Тираж 810 Подписное

ИПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» кладки, на противоположной от акустической камеры стороне трубопровода установлена накладка с отжимной планкой, акустическая камера и накладка выполнены с установочными пазами и соединены между собой посредством тросиков.

Источники информации, .принятые во внимание,при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 287337, кл. G 01 F 23/28, 19б9.

2. Авторское свидетельство ¹ 371438, кл, G О1 F 1!бб, 1971 (прототип).