Устройство измерения расхода массы газообразных и жидких продуктов

Устройство измерения расхода массы газообразных и жидких продуктов. Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и пищевой промышленности. Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение чувствительности и точности измерений. Эта задача решена устройством, которое содержит S-образный чувствительный элемент 1, обе ветви 2, 3 которого расположены в одной плоскости и зафиксированы на концах установочными креплениями 4, 5. Механизм 6 колебаний чувствительного элемента размещен в его центре и создает колебания ветвей 2, 3 в плоскости, перпендикулярной плоскости их расположения. Датчики 7, 8 динамического положения ветвей 2, 3, соответственно, расположены симметрично на каждой из ветвей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 Табл.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и пищевой промышленности.

Прототипом полезной модели является устройство измерения массового расхода потока, содержащее чувствительный элемент камертонного типа, выполненный из двух U-образных трубок, установленных на чувствительном элементе адаптера съема сигналов, устройство возбуждения и сигнализации, включающее последовательно соединенные усилитель с устройством автоматической регулировки и электромагнит возбуждения, фазовый дискриминатор и преобразователь напряжения в частоту, а также - прецизионные интеграторы, выпрямитель и фильтр нижних частот - авт. свид. СССР 1739204, G01F 1/84, 1992 г.

В известном устройстве во время его работы моменты сил Кориолиса вызывают появление разворота каждой U-образной трубки, причем, угол разворота пропорционален массовому расходу потока, протекающего через устройство в данный момент.

Недостатком этого устройства является его значительная конструктивная жесткость, из-за которой силы Кориолиса для разворота трубок должны преодолевать как момент, возникающий при торсионном скручивании в самих трубках, так и момент реакции опоры их крепления. Результатом является низкая чувствительность и повторяемость результатов измерений при малых расходах.

В связи с этим, технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение чувствительности и точности измерений за счет снижения жесткости конструкции вследствие исключения момента реакции опор чувствительного элемента.

Эта задача решена в устройстве измерения расхода массы газообразных и жидких продуктов, содержащем S-образный чувствительный элемент, обе ветви которого расположены в одной плоскости и зафиксированы на концах установочными креплениями, механизм колебаний чувствительного элемента, размещенный в его центре и создающий колебания ветвей в плоскости, перпендикулярной плоскости их расположения, а так же - датчики динамического положения ветвей чувствительного элемента, расположенные симметрично на каждой из ветвей.

Одним из частных выполнений устройства является применение в нем чувствительного элемента в виде двух S-образных трубок, расположенных параллельно в плоскости рабочих колебаний, при этом механизм колебаний чувствительного элемента создает колебания трубок друг относительно друга, а датчики динамического положения ветвей измеряют их взаимоположение.

На фиг.1 приведено устройство, вид в плоскости расположения одного S-образного чувствительного элемента, на фиг.2 - фронтальный вид.

Устройство по фиг.1 содержит один S-образный чувствительный элемент 1, обе ветви 2, 3 которого расположены в одной плоскости и зафиксированы на концах установочными креплениями 4, 5. Механизм 6 колебаний чувствительного элемента расположен в его центре и создает колебания ветвей 2, 3 в плоскости, перпендикулярной плоскости их расположения. Датчики 7, 8 динамического положения ветвей 2, 3, соответственно, расположены симметрично на каждой из ветвей.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый поток 9 прокачивается через S-образный чувствительный элемент 1, удерживаемый установочными креплениями 4, 5. При этом механизм 6 создает рабочие колебания чувствительного элемента 1 в плоскости, перпендикулярной плоскости его расположения. Возникающие в ветвях 2, 3 силы Кориолиса приводят к появлению углов разворота трубок чувствительного элемента 1 и, следовательно, к отставанию и опережению соответствующих ветвей 2, 3 относительно рабочих колебаний устройства 6. Так как установочные крепления 4, 5 располагаются в плоскости рабочих колебаний чувствительного элемента 1, реакция их опор не создает момента, компенсирующего момент сил Кориолиса и не уменьшает углов разворота чувствительных трубок, что повышает общую чувствительность устройства.

Вычислительное устройство (на чертеже не показано), используя сигналы с датчиков 7, 8 динамического положения, определяет расход массы Р прокачиваемого потока 9 по формуле:

Р=К×(/),

где: К - градуировочный коэффициент, определяемый для конкретного измерительного устройства экспериментально, - угол разворота трубок чувствительного элемента 1, определяемый датчиками 7, 8 в момент достижения максимальной скорости качания .

В Таблице 1 приведены примеры определения расхода массы по указанной формуле.

Таблица 1
К	, рад	, м/сек	Р кг/сек
11	0,0349	0,32	1,1999
11	0,0393	0,32	1,3499
11	0,0451	0,32	1,5499

В варианте устройства выполнения чувствительного элемента в виде двух S-образных трубок, расположенных параллельно в плоскости рабочих колебаний, механизм 6 колебаний чувствительного элемента создает колебания трубок друг относительно друга, а датчики 7, 8 динамического положения ветвей 2, 3, измеряют их взаимоположение.

Предлагаемое устройство обладает повышенной чувствительностью и поэтому высокой точностью результатов измерений расхода массы за счет того, что в нем отсутствует влияние момента реакции крепления, и, как следствие, моменты сил Кориолиса преодолевают лишь момент торсионного скручивания.

1. Устройство измерения расхода массы газообразных и жидких продуктов, содержащее S-образный чувствительный элемент, обе ветви которого расположены в одной плоскости и зафиксированы на концах установочными креплениями, механизм колебаний чувствительного элемента, размещенный в его центре и создающий колебания ветвей в плоскости, перпендикулярной плоскости их расположения, а также датчики динамического положения ветвей чувствительного элемента, расположенные симметрично на каждой из ветвей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух S-образных трубок, расположенных параллельно в плоскости рабочих колебаний, при этом механизм колебаний чувствительного элемента создает колебания трубок относительно друг друга, а датчики динамического положения ветвей измеряют их взаимоположение.