SU901908A1 - Измеритель скорости потоков газов и жидкостей - Google Patents
Измеритель скорости потоков газов и жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- SU901908A1 SU901908A1 SU802887672A SU2887672A SU901908A1 SU 901908 A1 SU901908 A1 SU 901908A1 SU 802887672 A SU802887672 A SU 802887672A SU 2887672 A SU2887672 A SU 2887672A SU 901908 A1 SU901908 A1 SU 901908A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rods
- piezoelectric
- flow
- meter
- vortex
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потоков газовых и жидких сред.
Известно устройство для измерения скорости потоков газа или жидкостей, содержащее цилиндрический стержень, выполненный из пьезоэлектрического материала и применяемый одновременно в качестве вихревого генератора и приемника вихрей газа или жидкости [1]. *
Недостатком известного устройства является его малая чувствительность, связанная с пространственным совмещением генератора и приемника вихревых колебаний. 1
Наиболее близким к предлагаемому является измеритель скорости потоков жидкостей и газов, содержащий вихревой генератор и пьезоэлектрический преобразователь с приемным элементом, установленным параллельно потоку напротив вихревого генератора, и измеритель частоты, подключенный к преоб2 разователю.В этом устройстве для усилия чувствительности измерителя вихревой генератор установлен выше по току от пьезоэлектрического преобразователя и, кроме того, расположен между двумя плоскими пластинами, установленными параллельно потоку, заподлицо с которыми установлено несколько приемных элементов (мембран) пьезоэлектрических преобразователей [2].
Недостатком устройства является его сложность, связанная с наличием нескольких пьезочувствительных преобразователей, плоских пластин и сложной вторичной аппаратуры.
Цель изобретения - устранение указанного недостатка, т.е. упрощение конструкции измерителя.
Поставленная цель достигается тем, что в известном измерителе скорости потоков газов и жидкостей, содержащем вихревой генератор, пьезоэлектрический преобразователь с приемным элементом, установленным параллельно по901908 току напротив вихревого генератора и измеритель частоты, подключенный к преобразователю, вихревой генератор выполнен в виде решетки цилиндрических стержней одинакового диаметра, расположенных на расстоянии (2-4)d, от приемного элемента пьезоэлектрического преобразователя, где d - диаметр стержней.
На чертеже представлена схема предлагаемого измерителя.
Измеритель содержит корпус 1, с закрепленным ка нем пьезоэлектрическим чувствительным элементом 2, волновод 3, передняя часть которого вы-: полнена с большим поперечным сечением, чем остальная часть, и скреплен4 стабилизируется процесс вихреобразования. Оптимальное расстояние от решет-, ки до чувствительного элемента выбирается исходя из возможности по- лучения максимального соотношения сигнал-шум. Это расстояние не должно быть достаточно велико, поскольку в этом случае снижается величина воздействия вихрей на чувствительный элемент. В то же время расстояние не должно быть малым, так как в этом случае вихри не смогут развиваться перед чувствительным элементом. Это расстояние имеет оптимальные размеры около (2-4)d, если расстояние между стержнями реш,етки равно диаметру стержней.
ным с корпусом, фторопластовую прокладку 4, электроизолирующую шайбу 5. резьбовое соединение с гайкой 6,на задней части волновода с корпусом дат чика герметически соединена крышка 7 с центральным отверстием под пьезоэлектрический элемент 2. Зазор между крышкой и пьезоэлектрическим эле- 25 ментом закрыт прикрепленной к ним тонкой фольгой 8, обеспечивающей емкостную электрическую связь пьезоэлемента с корпусом датчика 1, На корпусе датчика закреплена съемная решетка 9, jq выполненная в виде цилиндрических стержней 10, установленных перпендикулярно оси датчика.Решетка расположена на расстоянии (2-4)d от фольги 8, В стержнях 10 могут быть сделаны отверстия с осями ортогональными осям 3S стержней (не показаны).
Работа измерителя скорости основана на явлении вихреобразования при обтекании неподвижных тел потоком. Причем решетка из цилиндрических стержней*'’ особенно придает устойчивый характер процессу вихреобразования. Поскольку частота выхреобразования равна
то верхний предел регистрируемых скоростей, определяемый динамической чувствительностью пьезоэлектрического датчика, можно регулировать изменени- ем диаметра стержней d. Поэтому решетки целесообразно делать съемными с различными диаметрами стержней. Причем в турбулентном потоке целесообразно применение решеток, в стержнях 55 которых сделаны сквозные отверстия, перпендикулярные осям стержней, поскольку в этом случае существенно
Для дальнейшего увеличения соотношения сигнал-шум решетка может быть сдвинута относительно чувствительного элемента на несколько периодов (два-три) в сторону от центра датчика. Для измерения скорости датчик располагается таким образом. Чтобы его ось, а также стержни решетки 9 были перпендикулярны набегающему потоку V. За первым стержнем решетки образуется двойная цепочка вихрей, которая постепенно рассеивается. При набегании потока на второй стержень процесс вихреобразования вновь повторяется и т.д. Таким образом, вдоль фольги 8 образуется устойчивое вихреобразование, которое воспринимается в виде пульсации давления, передаваемых через деформацию фольги 8 на пьезоэлектрический чувствительный элемент 2. На последнем появляется электрический сигнал частотой f, который согласно формуле (1) несет информацию о скорости потока V. По опытным данным число Струхаля для цилиндра S=0,2...0,21 постоянно в области чисел Рейнольдса 105*» R 41 0ч . Поэтому преобразовательная характеристика предлагаемого пьезоэлектрического преобразователя линейна в широком диапазоне скоростей.
Claims (2)
- (St) ИЗМЕРИТРЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКОВ ГАЗОВ Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени скорости потоков газовых и жидких сред. Известно устройство дл измерени скорости потоков газа или жидкостей, содержащее цилиндрический стержень, выполненный из пьезоэлектрического материала и примен емый одновременно в качестве вихревого генератора и при емника вихрей газа или жидкости 1. Недостатком известного устройства вл етс его мала чувствительность, св занна с пространственным совмещением генератора и приемника вихревых колебаний. Наиболее близким к предлагаемому вл етс измеритель скорости потоков жидкостей и газов, содержащий вихревой генератор и пьезоэлектрический преобразователь с приемным элементом , установленным параллельно потоку напротив вихревого генератора, и изме ритель частоты, подключенный к преоб И ЖИДКОСТЕЙ разователю.В этом устройстве дл усили чувствительности измерител вихревой генератор установлен выше по току от пьезоэлектрического преобразовател и, кроме того, расположен между двум плоскими пластинами, установленными параллельно потоку, заподлицо с которыми установлено несколько приемных элементов (мембран) пьезоэлектрических преобразователей Г2. Недостатком устройства вл етс его сложность, св занна с наличием нескольких пьезочувствительных преобразователей , плоских пластин и сложной вторичной аппаратуры. Цель изобретени - устранение указанного недостатка, т.е. упро:.ение конструкции измерител . Поставленна цель достигаетс тем, что в известном измерителе скорости потоков газов и жидкостей, содержащем вихревой генератор, пьезоэлектрический преобразователь с приемным элементом , установленным параллельно потоку напротив вихревого генератора и измеритель частоты, подключенный к преобразователю, вихревой генератор выполнен в виде решетки цилиндрических стержней одинакового диаметра, расположенных на рассто нии (2-)d, от приемного элемента пьезоэлектрического преобразовател , где d - диаметр стержней. На чертеже представлена схема предлагаемого измерител . Измеритель содержит корпус 1, с закрепленным ка нем пьезоэлектрическим чувствительным элементом 2, волновод 3, передн часть которого выполнена с большим поперечным сечением , чем остальна часть, и скрепле ным с корпусом, фторопластовую прокладку k, электроизолирующую шайбу 5, резьбовое соединение с гайкой 6,на задней части волновода с корпусом да чика герметически соединена крышка 7 с центральным отверстием под пьезоэлектрический элемент 2. Зазор между крышкой и пьезоэлектрическим элементом закрыт прикрепленной к ним то кой фольгой 8, обеспечивающей емкост ную электрическую св зь пьезоэлемент с корпусом датчика 1, На корпусе дат чика закреплена съемна решетка 9, выполненна в виде цилиндрических стержней 10, установленных перпендик л рно оси датчика.Решетка расположена на рассто нии (2-4)d от фольги 8, В стержн х 10 могут быть сделаны отверсти с ос ми ортогональными ос стержней (не показаны). Работа измерител скорости основа на на влении вихреобразовани при о текании неподвижных тел потоком. При чем решетка из цилиндрических стержн особенно придает устойчивый характер процессу вихреобразовани . Поскольку частота выхреобразовани равна V f S- , d(1) то верхний предел регистрируемых ско ростей, определ емый динамической чу ствительностью пьезоэлектрического датчика, можно регулировать изменени ем диаметра стержней d. Поэтому решетки целесообразно делать съемными различными диаметрами стержней. Причем в турбулентном потоке целесообразно при енение решеток, в стержн х которых сделаны сквозные отверсти , перпендикул рные ос м стержней, поскольку в этом случае существенно стабилизируетс процесс вихреобразовани . Оптимальное рассто ние от решет-, ки до чувствительного элемента выбираетс исход из возможности получени максимального соотношени сигнал-шум . Это рассто ние не должно быть достаточно велико, поскольку в этом случае снижаетс величина воздействи вихрей на чувствительный элемент. В то же врем рассто ние не должно быть малым, так как в этом случае вихри не смогут развиватьс перед чувствительным элементом. Это рассто ние имеет оптимальные размеры около (2-t)d, если рассто ние между стержн ми реш.етки равно диаметру стержней . Дл дальнейшего увеличени соотношени сигнал-шум решетка может быть сдвинута относительно чувствительного элемента на несколько периодов (два-три) в сторону от центра датчика . Дл измерени скорости датчик располагаетс таким образом. Чтобы его ось, а также стержни решетки 9 были перпендикул рны набегающему потоку V. За первым стержнем решетки образуетс двойна цепочка вихрей, котора постепенно рассеиваетс . При набегании потока на второй стержень процесс вихреобразовани вновь повтор етс и т.д. Таким образом, вдоль фольги 8 образуетс устойчивое вихреобразование, которое воспринимаетс в виде пульсации давлени , передаваемых через деформацию фольги 8 на пьезоэлектрический чувствительный элемент 2. На последнем по вл етс электрический сигнал частотой f, который согласно формуле (1) несет информацию о скорости потока V. По опытным данным число Струхал дл цилиндра ,2...О,21 посто нно в области чисел Рейнольдса 10 iR 410. Поэтому преобразовательна характеристика предлагаемого пьезоэлектрического преобразовател линейна в широком диапазоне скоростей. Формула изобретени Измеритель скорости потоков газов и жидкостей, содержащий вихревой генератор, пьезоэлектрический преобразователь с приемным элементом, установленным параллельно потоку напротив вихревого генератора и измеритель частоты, подключенный к преобразователю , отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции , вихревой генератор выполнен в виде решетки цилиндрических стержней одинакового диаметра, расположенных на рассто нии (2-)d от приемного элемента пьезоэлектрического преобразовател , где d - диаметр стержней.Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 Р 5/0, 1978.
- 2. Патент Японии № 5 -277 3, кл. 108 D 2, 1979. (прототип).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802887672A SU901908A1 (ru) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Измеритель скорости потоков газов и жидкостей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802887672A SU901908A1 (ru) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Измеритель скорости потоков газов и жидкостей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU901908A1 true SU901908A1 (ru) | 1982-01-30 |
Family
ID=20879964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802887672A SU901908A1 (ru) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Измеритель скорости потоков газов и жидкостей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU901908A1 (ru) |
-
1980
- 1980-02-28 SU SU802887672A patent/SU901908A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100480639C (zh) | 一种具有用于测量在管道内流动的流体流的参数的多带传感器组件的设备 | |
KR100808729B1 (ko) | 다상유동의 유량 및 농도의 동시 결정법 | |
US3776033A (en) | Vortex-type mass flowmeters | |
US7007556B2 (en) | Method for determining a mass flow of a fluid flowing in a pipe | |
US7392710B1 (en) | Flow meter probe with force sensors | |
Cardell | Flow past a circular cylinder with a permeable wake splitter plate | |
US9995609B2 (en) | Single wrapped sensor flow meter | |
US3370463A (en) | Mass flow meter | |
US3650152A (en) | Apparatus and method for measuring the velocity of a flowing fluid | |
SU901908A1 (ru) | Измеритель скорости потоков газов и жидкостей | |
US4281553A (en) | Vortex shedding flowmeter | |
US3314289A (en) | Swirl flow meter transducer system | |
GB2148003A (en) | Measurement of flowrate | |
US3452594A (en) | Fluid flow velocity sensor | |
RU2071595C1 (ru) | Вихревой расходомер | |
SU607145A1 (ru) | Измеритель скорости потока жидкости или газа | |
Davis | Coherence between large-scale jet-mixing structure and its pressure field | |
Morrison | A new technique for detailed acoustic current profiles in the continental shelf wave bottom boundary layer | |
Kristiansen et al. | Measurements on a little known sound source-the Vortex Whistle | |
Gytre | Acoustic travel time current meters | |
SU396555A1 (ru) | Вихревой расходомер | |
SU601577A1 (ru) | Акустический уровнемер | |
SU922639A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости потока | |
KR100189166B1 (ko) | 신규한 유량 측정장치 및 측정방법 | |
Papangelou | A “robust” vortex-shedding anemometer |