Первичный преобразователь ультразвукового расходомера-счетчика
Первичный преобразователь (далее ПП) предназначен для ультразвуковых расходомеров-счетчиков условного прохода 10÷40 мм, т.е. тех, в которых площадь сечения потока несущественно отличается от площади сечения ультразвукового луча, и зондирующий луч совпадает с осью потока. ПП содержит входной и выходной патрубки с общей осью, поперек которой расположены два пьезоэлектропреобразователя (далее ПЭП), два косых отражателя поворачивают ультразвуковой луч по направлению оси измерительного участка. ПП отличается тем, что ось измерительного участка между косыми отражателями смещена относительно оси патрубков более, чем на величину диаметра проточной полости оппозитно пьезоэлектропреобразователям и площади сечения проточной полости от ПЭП до косых отражателей, между косыми отражателями и в сечениях поворота потока и ультразвукового луча равны между собой, чем достигается высокая линейность, стабильность и расширенный динамический диапазон расходной характеристики.
Предполагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для измерения объема и/или расхода жидкости или газа.
Известные конструкции первичных преобразователей (далее ПП) ультразвуковых расходомеров-счетчиков жидкости или газа для малых диаметров условного проходного сечения трубопроводов, т.е. для таких, в которых диаметр ультразвукового луча одного порядка с диаметром трубопровода (это, как правило, от 10 до 40 мм) содержат корпус со входными и выходными патрубками, имеющими общую ось с осью измерительного участка, в корпусе закреплены два пьезоэлектропреобразователя (далее ПЭП), излучающие и принимающие ультразвуковой сигнал, ось луча которого перпендикулярна оси измерительного участка и два косых отражателя, находящиеся на оси патрубков и измерительного участка, при этом для уменьшения гидравлического сопротивления в месте расположения отражателей сечение измерительного участка и/или патрубка существенно больше основной части измерительного участка (см. описание полезной модели к патенту РФ №32268).
Наличие существенного расширения проходного сечения измерительного участка в зоне расположения отражателей и расположение отражателей по оси потока в зоне наибольших скоростей радикально увеличивает нелинейность и нестабильность расходных
характеристик счетчика, а косой отражатель ограничивает диапазон измеряемых скоростей из-за вихреобразования.
В предлагаемом устройстве оба недостатка, указанных в предыдущем абзаце, устранены.
Предлагаемое устройство ПП (см. рис.1) содержит корпус 1, входной и выходной патрубки А и Б, два ПЭПа 2, оси ультразвуковых лучей которых перпендикулярны оси патрубков, два косых отражателя 3, а ось измерительного участка между косыми отражателями 3 смещена относительно оси патрубков А и Б на величину 01, превышающую диаметр сечения потока и обе названные оси параллельны между собой.
Предлагаемое взаимное расположение входных патрубков, ПЭПов, косых отражателей и измерительного участка позволяет выполнить площадь поперечного сечения потока равной на измерительных участках от ПЭПов до косых отражателей, между косыми отражателями и в местах поворота потока и ультразвукового луча в зоне расположения косых отражателей.
Равенство площадей сечения потока на всей протяженности его между излучающими и принимающими торцами ПЭПов (между «смачиваемыми» поверхностями ПЭПов) и отсутствие в сечении потока выступающих частей отражателей обеспечивает более высокую линейность расходной характеристики счетчика, более высокую стабильность этой характеристики и повышает динамический диапазон измеряемых скоростей потока за счет отсутствия вихресрыва потока.
1. Первичный преобразователь ультразвуковых расходомеров-счетчиков, имеющих площадь сечения проточной полости одного порядка с площадью сечения ультразвукового луча, содержащий корпус со входными и выходными патрубками, находящимся на одной оси, два пьезоэлектропреобразователя, оси ультразвуковых лучей которых перпендикулярны оси патрубков, два косых отражателя, отличающийся тем, что ось измерительного участка между косыми отражателями параллельна оси патрубков, смещена относительно этой оси более, чем на один диаметр проточной полости патрубков оппозитно пьезоэлектропреобразователям.
2. Первичный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что площади сечения измерительных участков от пьезоэлектропреобразователей до косых отражателей, между косыми отражателями и в сечениях поворота потока и ультразвукового луча равны между собой.
