Струйный чувствительный акустический элемент

 

СТРУЙНЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сопло питания, источник возбзокдения колебаний, например клин, резонатор, каналы подачи и отвода анализируемой среды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения расхода анализируемой среды, резонатор разделен упругой мембраной, а каналы подачи и отвода анализируемой феды подключены к подмембранной полости резонатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (ll) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛА@ ИВО ЕТЕНИЙ V ОТНРЫТИЙ (21) 2845708/18 — 24 (22) 22.11.79 (46) 15.05.85. Бюл. Р 18 (72) С. Г. Аграновский, Л. А. Залкинд, А. С, Козьмин, В.. А. Прохоров и В. П. Рябов (53) 621 — 525 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 317071, кл. 6 08 G 5/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР Х 546779. кл. 6 01 О 5/42, 1975 (прототип).

4(з1) G 01 D 5/42; F 15 C 1/22 (54) (57) СТРУЙНЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

АКУСТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сопло питания, источник возбуждения колебаний, например клин, резонатор, каналы подачи и отвода анализируемой среды, о т л я ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения расхода анализируемой среды, резонатор разделен упругой мембраной, а каналы подачи и отвода анализируемой среды подключены к подмембранной полости резонатора.

1155856

Составитель О. Гудкова

Техред Т.Маточка

Редактор М. Недолуженко

КоРРектоР И. Эрдейи

Подписное

Тираж 703

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 312б/35

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к элементам струйной пневмоавтоматики и может быть использовано в качестве чувствительного элемента струйных анализаторов состава и свойств газовых сред. S

Известны струйные элементы, выходной сигнал которых является функцией механичес ких свойств рабочей среды, используемые в приборах контроля состава и свойств, Известен струйный элемент типа "сопло — !О приемный канал", состоящий иэ соосно расноложенных, встречно направленных питающего и приемного капилляров 111.

Недостатком этого элемента является аналоговый выходной сигнал, который снижает15 чувствительность элемента и делает его воспри имчивым к помехам.

Наиболее близким к изобретению является акустический элемент, содержащий радиальнощелевое соцло питания, кольцевой резонатор 211 и щелевое эжекционное сопло подачи анализи-руемой газовой среды. Клиновой элемент выполнен в виде острой кромки кольцевого резонатора (21.

Недостатками таких струйных чувствитель- эч ных акустических элементов являются трудности, связанные с организацией подачи анализируемой среды. Так, нри ее просасывании через элемент, при нагнетании в канал питания элемента, при эжектировании в 30 элемент, при подаче анализируемой среды в камеру с чувствительным элементом возникает необходимость стабилизации расходов и давлений анализируемой среды, так как колебания этих параметров обусловливают

35 значительную погрешность.

Целью предложения является повышение точности работы устройства и уменьшения расхода анализируемой среды.

Указанная цель достигается тем, что в

49 струйном чувствительном акустическом элементе, содержащем сопло питания, источник ° возбуждения колебаний, например клин, резонатор, каналы подачи и отвода .анализируемой среды, резонатор чувствительного зле45

:мента распределен упругой мембраной, а каналы подачи и отвода анализируемой среды подключены к подмембранной полости резонатора.

На чертеже показана конструкция предложенного элемента -вариант.

Элемент содержит сопло 1 питания, резонатор 2, клин 3, упругую мембрану 4,подмем-убранную полость 5,, каналы подачи 6 и отвода 7 анализируемой среды.

Устройство работает следующим образом.

При создании перепада давления Р„„, на сопле 1. питания эа соплом образуется воздушная струя (или струя другого газа, выбранного в качестве среды питания). Эта струя осциллирует на острой кромке с частотой, резонансной для объема резонатора 2, заполненного газом. В связи с тем, что часть резонатора 2 (подмембранная полость 5) заполнена анализируемым газом, резонансная частота определяется составом этого газа (скоростью распространения звука в анализируемой среде). Часть резонатора 2, находящаяся над мембраной 4, заполненная газом питания (сжатым воздухом), вносит в частоту постоянный вклад" вследствие постоянства частоты своего состава и физических свойств, а поэтому изменение частоты не вызывает. Изменение расхода анализируемого газа через каналы 6 и 7 при постоянном его составе на частоте не отражается (изменение расхода анализируемого газа отражается только на запаздывании). Чувствительный элемент работоспособен при достаточно малой жесткости и инерционности мембраны 4.

В противном. случае мембрана 4 станет "акустически непрозрачной", и влияние газа в полости 5 на частоту будет отсутствовать.

Технико-зкономический эффект от внедрения данйого предложения достигается за счет исключения влияния расхода анализируемого газа -на выходной сигнал чувствительного элемента, изоляции проточных частей анализируемого газа (он не смешивается с газом питания и не контактирует с другими частями прибора, что особеннот важно при анализе токсичйых и коррозионных сред), простоты .. и корректности расчета частоты выходных звуковых колебаний при заданных параметрах анализируемого газа. Все это значительно повышает точность чувствительного элемента по сравнению с известными.