RU2037827C1 - Датчик скорости потока текучей среды - Google Patents
Датчик скорости потока текучей средыInfo
- Publication number
- RU2037827C1 RU2037827C1 SU5063346A RU2037827C1 RU 2037827 C1 RU2037827 C1 RU 2037827C1 SU 5063346 A SU5063346 A SU 5063346A RU 2037827 C1 RU2037827 C1 RU 2037827C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- housing
- sensing element
- item
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: для измерения скорости потока текучей жидкой или газовой среды. Сущность изобретения: выполнение чувствительного элемента в виде детали с отверстием. Поверхностью которого деталь обкатывается по опоре под воздействием потока, что в сочетании с центробежными силами удерживает деталь на опоре при импульсных движениях ее под действием неоднородностей среды, исключая полностью ее контакт с корпусом и одновременно сохраняя стабильность траектории обкатывания опоры. Этим исключается разрушение корпуса при сохранении высокой чувствительности датчика в широком диапазоне измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для замера скорости потока в трубопроводах текучей, жидкой или газообразной среды.
Широкое промышленное применение для измерения расхода текучей среды по изменению скорости ее потока получили турбинные расходомеры, чувствительный элемент которых выполнен в виде турбинки с лопастями, ось которой опирается на подпятник и подшипник [1]
Под действием потока текучей среды турбинка вращается. Снимают скорость вращения турбинки, по которой определяют скорость течения потока. Диапазон измерения достаточно высокий 1:100.
Под действием потока текучей среды турбинка вращается. Снимают скорость вращения турбинки, по которой определяют скорость течения потока. Диапазон измерения достаточно высокий 1:100.
Недостатком этой конструкции является необходимость подпятника, подшипников, которые требуют смазки, герметичности, так как они могут находиться в агрессивной жидкой среде, что усложняет конструкцию.
Проблема исключения подшипников, подпятника решена конструкцией шарикового расходомера, содержащего корпус, в котором свободно размещен шарик из металла или из резины, пластмассы с металлическими включениями. Расходомер имеет средство для закручивания поступающего потока текучей среды в виде турбинки или корпуса с тангенциальным подводом, упорное кольцо (опору) внутри корпуса и опорную поверхность [2] По частоте вращения шарика в корпусе определяют скорость потока текучей среды и, соответственно, ее расход.
С решением проблемы изъятия подшипников и подпятника в шариковых расходомерах возникли новые проблемы: при нарушении однородности текучей среды (наличие инородных тел, газа, разрыва потока), гидроударах, резких перепадах давления чувствительный элемент (шарик) скачкообразно изменяет свою траекторию, что приводит к его соударениям с опорным кольцом, корпусом и другими деталями, ограничивающими рабочую полость, что приводит к повышенному износу и быстрому выходу из строя всего устройства; уменьшение размеров шарика снижает износ деталей устройства, но приводит к уменьшению силы, действующей на шарик со стороны потока, и, как следствие, к снижению чувствительности расходомера; узкий диапазон измерений, не позволяющий использовать данное известное устройство при точных измерениях расходов.
Цель изобретения расширение диапазона измерений.
Цель достигается тем, что в датчике, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, средство для закручивания потока, установленную внутри корпуса опору, чувствительный элемент, размещенный в полости корпуса с возможностью вращения, и преобразователь вращения чувствительного элемента в электрический сигнал, опора выполнена в виде полого стержня, а чувствительный элемент в виде детали с отверстием, свободно насаженной на стержень, при этом преобразователь вращения чувствительного элемента установлен на внутренней стенке полого стержня.
Кроме того, для повышения чувствительности датчика чувствительный элемент выполнен в виде ферромагнитного кольца, охватывающего магнитом, установленным в корпусе, а преобразователь вращения чувствительного элемента в виде пьезоэлемента.
На фиг. 1 изображен датчик, поперечный разрез; на фиг.2 частный случай исполнения датчика.
Датчик скорости потока текучей среды содержит корпус 1, входное 2 и выходное 3 отверстия для текучей среды со средством 4 закручивания потока, чувствительный элемент 5, преобразователь 6 вращения чувствительного элемента в сигнал, установленный внутри стержневой опоры 7. Преобразователь 6 вращения чувствительного элемента в сигнал может быть выполнен в виде катушки индуктивности (фиг. 1) или пьезоэлемента (фиг.2). Чувствительный элемент 5 выполнен в виде детали с отверстием (внешний и внутренний контуры детали произвольны: круг, эллипс, многоугольник, шестеренка и т.п.). Деталь имеет возможность обкатывания внутренней поверхностью отверстия стержневой опоры 7, для обеспечения чего деталь 5 свободно надета на стержневую опору 7, а между внутренними стенками корпуса 1 и деталью 5 имеется зазор для свободы движения детали 5. Средство 4 закручивания потока представляет собой корпус с тангенциально расположенным входным отверстием 2 (фиг.1) или тангенциальный подвод воды в зону вращения кольца (фиг.2), или направляющую потока в виде крыльчатки (на фиг. не показана) и т.п.
В одной из возможных модификаций датчика (фиг.2) чувствительный элемент 5 выполнен в виде кольца из ферромагнитного материала, например из металла с отверстиями для облегчения, или из пластмассы с ферромагнитными включениями, и окружен магнитом 8.
Работает датчик следующим образом.
Измеряемая текучая среда поступает через входное отверстие 2 (фиг.1,2) в полость корпуса 1 и, проходя через средство 4 закручивания потока, получает вращательное движение. Закрученный поток приводит во вращение чувствительный элемент 5 из ферромагнитного материала, который обкатывает стержневую опору 7. В результате обкатывания чувствительным элементом 5 стержневой опоры 7 изменяется положение чувствительного элемента 5 относительно самой опоры и установленного внутри нее преобразователя 6 вращения чувствительного элемента в сигнал, выполненного в виде катушки индуктивности (фиг.1), в результате образуя импульс, который представляет собой переменный электрический ток, частота которого соответствует частоте вращения чувствительного элемента 5. Сигнал от преобразователя 6 вращения передается на вторичный прибор с помощью сигнальных проводов 9. В частном случае исполнения датчика (фиг.2) чувствительный элемент 5, обкатывая стержневую опору 7, деформирует ее. Деформация стержневой опоры 7 передается на пьезоэлемент 6, установленный внутри опоры 7, при помощи которого деформация преобразуется в переменный электрический ток, частота которого соответствует частоте вращения чувствительного элемента. Далее измеряемая текучая среда удаляется через выходное отверстие 3.
Траектория перемещения детали 5 (фиг. 1) ограничивается в радиальном направлении стержневой опорой 7, а в осевом направлении перемещение детали 5 невозможно в результате выполнения стержневой опоры 7 в виде эллипсоида, кроме того деталь 5 удерживается на опоре, не разрушая корпус 1, за счет центробежных сил. В частном случае исполнения датчика (фиг.2) перемещение кольца 5 в осевом направлении невозможно в результате центрирующего действия магнитного поля магнита 8. Кроме того, магнитное поле создает усилие, деформирующее через чувствительный элемент 5 стержневую опору 7, что повышает чувствительность преобразователя вращения чувствительного элемента в сигнал при малых частотах вращения. Магнитное поле магнита 8 прижимает ферромагнитное кольцо 5 к опоре 7, что позволяет кольцо 5 выполнять облегченным.
Для определения скорости потока текучей среды снимают частоту вращения чувствительного элемента 5 при обкатывании с помощью преобразователя 6 вращения чувствительного элемента в сигнал, который выполнен в виде катушки индуктивности (фиг. 1) или пьезоэлемента (фиг.2), установленного (например, запрессованного) внутри стержневой опоры 7.
Claims (2)
1. ДАТЧИК СКОРОСТИ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, средство для закручивания потока, установленную внутри корпуса опору, чувствительный элемент, размещенный в полости корпуса с возможностью вращения, и преобразователь вращения чувствительного элемента в электрический сигнал, отличающийся тем, что опора выполнена в виде полого стержня, а чувствительный элемент в виде детали с отверстием, свободно насаженной на стержень, при этом преобразователь вращения чувствительного элемента в электрический сигнал установлен на внутренней стенке полого стержня.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде ферромагнитного кольца, охватываемого магнитом, установленным в корпусе, а преобразователь вращения чувствительного элемента в электрический сигнал в виде пьезоэлемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063346 RU2037827C1 (ru) | 1992-09-23 | 1992-09-23 | Датчик скорости потока текучей среды |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5063346 RU2037827C1 (ru) | 1992-09-23 | 1992-09-23 | Датчик скорости потока текучей среды |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037827C1 true RU2037827C1 (ru) | 1995-06-19 |
Family
ID=21613842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5063346 RU2037827C1 (ru) | 1992-09-23 | 1992-09-23 | Датчик скорости потока текучей среды |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037827C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545358C2 (ru) * | 2010-03-18 | 2015-03-27 | ЗИК Энджиниринг ГмбХ | Ультразвуковое измерительное устройство и способ измерения скорости потока текучей среды |
-
1992
- 1992-09-23 RU SU5063346 patent/RU2037827C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Цейтлин В.Г. Техника измерения расхода и количества жидкостей, газов и паров. М., Изд-во стандартов, 1981, с.71-72. * |
2. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества, Л.: Машиностроение, 1989, с.297-298. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2545358C2 (ru) * | 2010-03-18 | 2015-03-27 | ЗИК Энджиниринг ГмбХ | Ультразвуковое измерительное устройство и способ измерения скорости потока текучей среды |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3861210A (en) | Flow meter provided with an orbiting sensing element | |
US5509305A (en) | Closely coupled, dual turbine volumetric flow meter | |
US6079280A (en) | Insertion paddle wheel flow sensor for insertion into a fluid conduit | |
US5337615A (en) | Flow meter | |
US3867840A (en) | Axial outlet flow transducer | |
US6267013B1 (en) | Flow anomaly detector | |
US3443432A (en) | Flowmeter | |
RU2037827C1 (ru) | Датчик скорости потока текучей среды | |
EP0163785B1 (en) | Apparatus for measuring low flow rates of gas | |
RU2471154C1 (ru) | Шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости | |
US3232110A (en) | Mass flow meter | |
CA1212439A (en) | Hydraulic proximity probe | |
WO1995005581A1 (en) | Closely coupled, dual turbine volumetric flow meter | |
US3533285A (en) | Mass flow meter (time lapse) | |
JP2005257309A (ja) | タービン流量計及び流体回転機械 | |
RU2184939C1 (ru) | Датчик расходомера | |
RU2082102C1 (ru) | Турбинный преобразователь расхода | |
RU2138021C1 (ru) | Турбинный расходомер для измерения скорости и направления потока | |
RU207240U1 (ru) | Счетчик жидкости | |
RU2029240C1 (ru) | Турбинный расходомер | |
RU2079812C1 (ru) | Турбинный расходомер для измерения расхода жидкости или газа | |
RU2187075C1 (ru) | Датчик расходомера | |
SU690297A1 (ru) | Тахтометрический расходомер | |
JPH0139529B2 (ru) | ||
KR100486416B1 (ko) | 고분해능 미소측정유량계 |