Датчик меточного расходомера

 

Союз Советскими

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©МУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

<н802793

jhow) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Звлвлеко 15. 02. 7о (21) 2725156/18-10 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Опублниоване 07.02.81.Бюллетень l49 5

Датаопубликованияописаиил 07.02.61 р м „з

G F 1/70

Государстеенный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (33) УДК 681. .121(088.8) «1

Знамени высвее техническое училище мм. Н.З. ЪауманИ (71) Заявитель (5a j ДАТЧИК ИВТОЧНОГО eaCXOДОИЕРА изобретение относится к прибаростроенинз и предназначено для измеувиите скорости потока или расксща ижуревечне с перемеииьвеи во врееееии тенлефизическими характеристиками. известны меточиые расходомеры, вкюючаюнвее в себя вторичный прибор и датчик, оеетоящий из генератора метек с иеточмаком индикатора, форммрвеещего метки в потоке, и одного или нескольких регистраторов меток, раеиоложениык на известном расстоявии друг от друга и регистрирующих време прокождеиия меток (1 j. йеяьннитство меточных расходомерве использует метки красителя, химические, тепловые и др. Всем этим раеиодемерам свойственна высокая новремиость измерения, вызванная трудностью индикаиин метки из-за инерционаести ее генерирования и размыва ее потоком.

Известны приборы с нагреваемым элементом (нровол9ыкой ), расположенным внутри трубопровода (2).

Ток может нодаваться в виде отдельных юетульсов, тогда в аэродинамическом следе за проволокой образуются тепловые метки, скорость которых равна местной скорости йотока.

Для контроля за скоростью движения тепловой метки на некотором расетояими L от нагревательного элемента устанавливается малоннерционный термопреобразователь.

Использование в качестве нагревателя тонкой проволочки позволяет получить в подобных устройствах метку с крутыми склонами, но снижает эксплуатационную надежность расходомера и ограничивает тем самым сферу его применения лабораторными условиями.йовыаение же прочности нагревателя ведет к увеличению его массы и ухудшению формы тепловой метки эа счет инерционности нагревателя.

Таким образом, существующие конструктивные решения тепловых меточных расходомеров не позволяют создать простое, точное и надежное устройство для измерения скорости потока в различных эксплуатационных условиях. целью изобретечня является повыаение точности измерения и упрощ щение датчика.

802793

Это достигается тем, что генератор меток выполнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементах плохообтекаемого тела, а нагреватель расположен внутри этого тела.

На плохообтекаемое тело действует периодическая возмущающая сила, вызывающая колебания тела, которые позволяют интенсифицировать процесс формирования меток в потоке при импульсном режиме работы источника индикатора и повысить тем самым точность измерения скорости потока.

На фиг. 1 изображен датчик меточного расходомера для теплового меточного расходомера; на фиг. 2 — разрез А-А фиг. 1.

Датчик состоит из участка трубопровода 1, плохообтекаемого тела 2, в котором располагается нагреватель

3, двух термочувствительных элемен- 2О тов 4 и 5, расположенных в корпусе на известном расстоянии друг от друга, и упругих элементов б.

Работает датчик следующим образом. 25

Если подключить нагреватель 3 к источнику питания, работающему в непрерывном режиме, то плохообтекаемое тело 2 нагревается.

При наличие потока в трубопроводе измеряемая среда обтекает нагретое тело 2. Пограничный слой, прис мыкающий к телу, нагревается до температуры, превышающей температуру измеряемой среды, и отрывается от тела в виде вихрей с образованием вихревой дорожки за телом. Термочувствительные элементы 4 и 5, помещенные в следе за телом, фиксируют проходящие вихри в виде изменений темгературы. Если сигналы с термо- 40 чувствительных элементов подать на хронометр, то по измеренному времени переноса вихря от одного элемента к другому можно измерить скорость потока. 45

Образование тепловой метки за счет вихреобразования около обтекаемого тела имеет следующие преимущества:

1. Отсутствие устройства, осуществляющего импульсный нагрев обтекаемого тела.

2. Перенос тепла вращающимся вихрем обеспечивает большее время жизни тепловой метки и, следовательно, более точное выделение метки термочувствительными элементами.

Оба преимущества обеспечивают высокую точность измерения и конструктивную простоту прибора.

При обтекании плохообтекаемого 60 тела потоком на тело со стороны потока действует периодическая возмущающая сила, которая вызывает поперечные колебания обтекаемого тела, что может быть использовано для повышения точности работы меточного расходомера, поскольку при колебаниях тела интенсифицируются процессы обмена между ним и потоком.

В случае теплового меточного расходомера интенсификация теплообмена между генератором меток и потоком имеет большое значение при импульсном питании нагревателя . Если подключить нагреватель Э к источнику питания, вырабатывающему импульсы греющего тока, то при наличии измеряемой среды в ней будут формироваться тепловые метки, которые будут переноситься потоком. Термочувствительные элементы 4 и 5 фиксируют тепловые метки в виде измерений температуры и при наличии хронометра позволяют измерить скорость потока по времени переноса тепловых меток. При этом из-за наличия колебаний формирование метки в потоке происходит значительно быстрее, чем без колебаний, что повышает точность регистрации меток и, следовательно, ведет к повышению точности измеряемой скорости. упругие элементы б обеспечивают оптимальное соотношение между частотой срыва вихрей с обтекаемого тела 2 и собственной частотой его колебаний. увеличение коэффициента теплоотдачи ведет к пропорциональному сокращению переходного процесса и увеличению крутизны фронтов меток.

Полученные результаты справедливы и для меточных расходомеров с метками другой физической природы, но имеющим общие с тепловыми метками закономерности генерации и переноса, например метками красителя. формула изобретения

Датчик меточного расходомера, состоящий иэ участка трубопровода, генератора меток с нагревателем и регистраторов меток, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения датчика, генератор меток выполнен в виде закрепленного в потоке на упругих элементах плохообтекаемого тела, а нагреватель расположен внутри этого тела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества .-Л., Иашиностроение, 1975 с. 715, 716.

2. Патент Г 1Р 9 114142, кл. 42 е 23/50, 1975 (прототип).

802793

A-A (удьтиеем)

Составитель М. Силин

Редакто т. Рак ебельеаа тек 11. Кв. ко в то о. Кекмар

Заказ 10601 53 Тираа Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 москва х-35 Ра скак каб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Умгородб ул. Проектная, 4