Первичный преобразователь ультразвукового расходомера - счетчика

Предлагается первичный преобразователь ультразвукового расходомера и/или счетчика жидкости или газа с зондированием измеряемого потока по пространственной ломанной траектории из наклонных хорд, проекция которых на поперечное сечение измерительного участка представляет собой замкнутый правильный многоугольник, вписанный в это поперечное сечение, содержащий пару пьезоэлектрических преобразователей, корпуса которых с пьезокерамическими дисками установлены на одной образующей проточной полости, а отражатели ультразвукового сигнала расположены по вершинам многоугольника, отличающегося тем, что излучающие поверхности керамических дисков установлены перпендикулярно одной из наклонных хорд с совпадением оси диска с этой хордой, и эта хорда пространственно разнесена на две части, суммарно равные длине хорды. В предлагаемом устройстве на два диаметра уменьшена траектория луча, отсутствуют косые отражатели, а количество плоских отражателей равно числу вершин многоугольника; и эти плоские отражатели могут быть гранями тонкостенного стакана, зафиксированного корпусами пьезоэлектропреобразователей.

Предполагаемое изобретение относится к измерительной техники, 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 средних (начиная с Ду 50) и больших диаметров используют, как правило, многолучевую схему зондирования потока в том числе по хордам вписанного в измерительную полость равнобедренного треугольника (см. Патент РФ №2106603, кл. G 01 F 1/66, БИ №7, 98 г. а также каталоги фирмы «Сименс» ФРГ, «Камструп» Дания) при этом в схеме зондирования присутствуют 2 луча поперек потока, 3 наклонные хорды, проекция которых на поперечное сечение измерительного участка представляет собой равнобедренный треугольник; - при этом устанавливается 2 косых и 2 плоских (с плоскостью, параллельной оси струи) отражателя, т.е. количество плоских отражателей n-1 где n число сторон правильного многоугольника.

Вышеописанная схема зондирования, кроме известных преимуществ по точности измерения и линейности характеристики в широких приделах числа Рейнольдса, имеет и следующие недостатки:

- два отрезка «холостых» (в смысле измерения) отрезков ультразвукового луча, равных двум диаметрам измерительной полости; что ослабляет сигнал;

- установка и сложная юстировка косых отражателей, которая, кроме дополнительных потерь в мощности сигнала, требует очень высокой точности изготовления ПП: особенно больших диаметров (Ду 100 и выше).

Существенного упрощения ПП можно достичь применением предлагаемого устройства.

В предлагаемом ПП керамические диски пары пьезоэлектропреобразователей установлены в потоке своими излучающими поверхностями перпендикулярно одной из наклонных хорд правильного многоугольника (равнобедренного треугольника) с совпадением оси ультразвукового луча с этой хордой, и эта хорда пространственно (а не на проекции) разнесена на две части, суммарно равные длине этой хорды.

На Рис.1 в измерительном участке «1», имеющим диаметр проточной полости «D» на одной образующей «0-0» установлены два пьезоэлектропреобразователя «3» и «4» в корпусах «2» и с пьезокерамическими дисками «5» установленными перпендикулярно частям хорды «BI» и «ВП» и соосно с этими частями хорды «В»

Ультразвуковой луч при зондировании в направление потока «F» движется по траектории BI-C-E-BII, а при реверсе ультразвукового луча (против потока «F») - по траектории BII-E-C-BI и, как изображено на главном виде Рис.1, проекция траектории движения - это равнобедренный треугольник (правильный многоугольник).

Как видно из рис.1 в ПП имеется столько плоских отражателей, сколько вершин у многоугольника, и эти плоские отражатели могут быть гранями тонкостенной втулки «6», зафиксированной в корпусе ПП «1» корпусами «2» пьезоэлектропреобразователей. Очевидно, что в предлагаемом устройстве не требуются косые отражатели. Если необходимо зондирование потока произвести по сторонам вписанного в проточную полость правильного четырех-, пяти- или шестиугольника, то также керамический диск устанавливается перпендикулярно и соосно к одной из хорд и так же требуется столько плоских отражателей, сколько вершин у многоугольника.

1. Первичный преобразователь ультразвукового расходомера или счетчика с зондированием потока жидкости или газа по пространственной ломаной траектории из наклонных хорд, проекции которых на поперечное сечение измерительного участка представляет собой замкнутый правильный многоугольник, вписанный в это поперечное сечение измерительного участка, содержащий пару пьезоэлектропреобразователей, корпуса которых с пьезокерамическими дисками установлены на одной образующей проточной полости, а отражатели ультразвукового сигнала расположены по вершинам многоугольника, отличающийся тем, что излучающие поверхности пьезокерамических дисков установлены перпендикулярно одной из наклонных хорд правильного многоугольника с совпадением оси ультразвукового луча с этой хордой, и эта хорда пространственно разнесена на две части, суммарно равные длины этой хорды.

2. Первичный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что количество плоских отражателей равно количеству вершин многоугольника.

3. Первичный преобразователь по п.1 и 2, отличающийся тем, что плоскими отражателями являются плоские поверхности граненной тонкостенной втулки, установленной в проточную полость.