Ультразвуковой пьезопреобразователь для расходомера

 

Использование: в приборостроении для измерения расхода жидкости в напорных трубопроводах. Сущность изобретения: преобразователь содержит патрубок 1, пьезоэлемент 2, прожектор 3, демпфер 4, штуцер 5, изолятор 6, уплотнительную прокладку 7 и гайку 8. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в ультразвуковых приборах, в частности при измерении расхода жидкостей, протекающих в напорных трубопроводах.

Известен ультразвуковой преобразователь с демпфером [1] К недостатку известного технического решения относится недостаточная помехоустойчивость и ограниченные эксплуатационные возможности.

Наиболее близким аналогом изобретения является ультразвуковой преобразователь Марьина, содержащий пьезоэлемент, установленный между прожектором и демпфером и закрепленный в патрубке соосно ему посредством изолятора, одним концом связанного с демпфером, а другим через уплотнительную прокладку с патрубком [2] Недостатком известного преобразователя являются ограниченные возможности, т. к. в случае применения его в измерительном участке трубопровода круглого сечения с малым углом ввода ультразвуковых колебаний, в котором держатели (патрубки) для преобразователей выполнены в виде цилиндрической втулки соответствующего размера и имеют удельную форму. Следовательно, преобразователь также должен иметь удлиненную форму, что крайне сложно.

Кроме того, известный преобразователь имеет высокий уровень реверберационных помех.

Техническим результатом от использования изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик и снижение реверберационных помех.

Это достигается тем, что изолятор выполнен в виде трубки-фланца и скреплен с демпфером механически, а также тем, что преобразователь полностью демпфируется контролируемой жидкостью, а протектор выполнен из пористого материала, при этом изолятор может быть скреплен с демпфером с помощью штуцера.

На чертеже представлено поперечное сечение преобразователя.

Преобразователь содержит патрубок 1, пьезоэлемент 2, протектор 3 и демпфер 4, выполненный за одно целое или смонтированным (приклеенным, приваренным и т.д.) пустотелым штуцером 5 с серьгой, изолятор 6, включающий пустотелую трубку с резьбой, монтируемую к тыльной стороне демпфера 4, и фланец, расположенный на противоположном конце трубки, уплотнительную прокладку 7 и гайку-ввертыш 8, с помощью которой преобразователь крепится к патрубку 1.

Преобразователь работает следующим образом.

При подаче рабочего импульса на пьезоэлемент 2 звуковая волна через протектор 3 уходит в контролируемую среду. С тыльной стороны пьезоэлемента 2 звуковая волна принимается демпфером 4. Благодаря размещению резонатора, включающего пьезоэлемент, протектор и демпфер, полностью в контролируемой жидкости, в достаточной мере снижаются реверберационные помехи преобразователя. Резонатор со смонтированным на тыльной стороне демпфера штуцером позволяет использовать преобразователь с любым углом ввода ультразвуковых колебаний без изготовления нового преобразователя, меняя лишь длину трубки изолятора (толщина трубки не более 1/4 длины волны на резонансной частоте преобразователя не вносит помех).

Таким образом, за счет помещения преобразователя полностью в контролируемую жидкость резко снижается реверберационные шумы преобразователя за счет демпфирования паразитных колебаний преобразователя жидкостью.

Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический преобразователь для расходомера, содержащий пьезоэлемент, установленный между протектором и демпфером и закрепленный в патрубке соосно ему посредством изолятора, одним концом связанного с демпфером, а другим через уплотнительную прокладку с патрубком, отличающийся тем, что изолятор выполнен в виде трубки-фланца и скреплен с демпфером механически.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь полностью демпфируется контролируемой жидкостью.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что протектор выполнен из пористого материала.

4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что изолятор скреплен с демпфером с помощью штуцера.

РИСУНКИ

Рисунок 1