Измеритель скорости потока

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения скорости высокотемпературных потоков . Корпус измерителя выполнен в виде трубки 12, в которой установлен стержень 9, снабженньй обтекателем 10. При давлении среды на обтекатель 10 керамический стержень 9 деформирует мембрану 8, размещенную на торце наружной трубки 2. Пластина-сегмент П поворачивается на оси, изменяя свое расположение относительно пластины-сегмента 3 на внутренней трубке 1. Величина зазора между ними определяет частоту колебаний резонатора , измеряемую частотометром. В пластинах 3 и 11 выполнены радиальныещели дпя охлаждения мембраны 8. Подаваемая через трубку 1 охлаждающая жидкость предохраняет трубку 4 от прогорания, проходя по кольцевому зазору между ними и выходя через штуцер 7. 1 ил. а S (Л с: to Oi со to - А-А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (19) (11) А1 (5D 4 G 01 р 5/02

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3808486/24-10 (22) 02.11.84 (46) 15.12,86. Вюл. У 46 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Ф.Э.Дзержинского (72) В.Д.Пархоменко, В.П,Прудкий, П.Н,Цыбулев и И.В.Трусков (53) 532.474(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 653558, кл. G 01 P 5/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 88546, кл. G 01 P 5/02, 1951.. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет снизить погрешноств измерения скорости высокотемпературных потоков. Корпус измерителя выполнен в виде трубки 12, в которой установлен стержень 9, снабженный обтекателем

10. При давлении среды на обтекатель

10 керамический стержень 9 деформирует мембрану 8, размещенную на торце наружной трубки 2. Пластина-сегмент 11 поворачивается на оси, изменяя свое расположение относительно пластины-сегмента 3 на внутренней трубке 1. Величина зазора между ними определяет частоту колебаний резонатора, измеряемую частотометром.

В пластинах 3 и ll выполнены радиальные щели для охлаждения мембраны

8. Подаваемая через трубку 1 охлаждающая жидкость предохраняет трубку

4 от прогорания, проходя по кольцевому зазору между ними и выходя через штуцер 7. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерителям скорости потока, предназначенным для измерения скоростного давления многофазных потоков при высокой температуре.

Цель изобретения - снижение погрешности измерения скорости высокотемпературных потоков.

° На чертеже схематически показан

|измеритель скорости потока.

Устройство состоит из внутренней трубки 1 и трубки 2, расположенной коаксиально и выполненной из токопроводящего материала. На конце внутренней трубки имеется утолщение 3, длиной 1, =0,01 д„ (1/25 1 ) в форме сектора. Так как электрическое поле четверть-волнового резонатора сосредоточено на свободном конце провод— ника и распределено по косинусоидальному закону, то увеличение диаметра . свободного конца центрального проводника (внутренней трубки) приводит к изменению косинусоидального закона в сторону возрастания концентрации поля на этом конце, что и обусловливает увеличение локальной чувствительности устройства. Уменьшение длины утолщения (толщина сектора) вызы—

= àåò увеличение концентрации на конце трубки, выполнение его в форме сектора в совокупности с наклоном торца трубки приводит к концентрации электрического поля только на секторе.

Внутренняя трубка удерживается коаксиально в наружной трубке при помощи диэлектрической вставки 4, имеющей к=;.:.ëû для пропускания охлаждают.."-". среды. Другим концом внутренняя рубка образует электрический кон- . такт с наружной трубкой, причем длина внутренней трубки от конца с кольцевым утолщением до электрического контакта 1 =nhb/4,, где n= 1,3,5,..., (— длина волны в резонаторе),что

Ь обеспечивает условия резонанса.

На расстоянии 1> (P /32- ; /8) от короткозамкнутого конца к внутренней трубке присоединен электрический проводник 5, изолированный от наружной трубки диэлектрической вставкой 6.

Для предохранения наружной трубки от прогорания через внутреннюю трубку . подается охлаждающая жидкость с малы. ми диэлектрическими потерями (или ее пар, например этиловый спирт), кото76992

2 рая проходит по кольцевому зазору между трубками и удаляется через патрубок 7.

Из условия максимальной добротности резонатора отношение диаметров трубок выбирается .лз условия

138 D

1я- =72, / d где.D — диаметр наружной трубки;

10 d — диаметр внутренней трубки;

E. — — диэлсктрическая проницаемость среды, заполняющей зазор между трубками.

Торец наружной трубки представляет собой гофрированную кольцевыми волнами мембрану 8, в центре которой с наружной стороны размещен керамический стержень 9 с утолщением

10 на конце„, а с внутренней — пластина в форме сектора 11 напротив сектора на внутренней трубке 3. На наружной трубке коаксиально стержню размещена огнеупорная трубка 12 с коническим концом и радиальной щелью в нем, расположенной в плоскости, проходящей через ось симметрии секторов 8 и 3 и направленной в сторону их расположения. Трубка 12 предназначена для защиты < тержня и мембраны

З0 от воздействия высокой температуры, локализации давления потока на утол- щении стержня и предотвращения налипания компоненгов многофазной среды на стержень и мембрану. Для исключе35 ния давления охлаждающей среды и статического давления в измеряемом объеме на мембрану последняя фиксируется осью 13, укрепленной в наружной трубке. Для улучшения охлаждения мем40 браны в секторах 3 и 11 выполнены радиальные щели.

Устройство работает следующим образом.

45 Через проводник 5 от усилителя по- . дается сверхвысокая частота. При давлении среды на утолщение 10 перпендикулярно оси датчика свободный конец стержня 9 перемещается, а стер50 жень упруго деформирует мембрану 8 в форме волны, в результате чего сектор 11 поворачивается на оси íà определенный угол и изменяет свое расположение относительно сектора 3 на

55 внутренней трубке. При этом изменяется величина зазора о и пропорционально ему изменяется емкость резонатора и частота его колебаний, котоСоставитель А.Соколовский

Редактор В.Ковтун Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ б661/37 Тираж 778,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5. Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

3 1276 рая с высокой точностью измеряется частотомером.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с аналогами и прототипом увеличение локальности измеряемого давления, измерение скоростного давления многофазных сред в условиях высокой температуры.

С целью увеличения диапазона измеряемых величин скоростных напоров, а также чувствительности датчика керамический стержень и огнеупорная трубка могут быть выполнены с изме- 5 няющейся длиной.

Формула изобретения

Измеритель скорости потока, содер-20 жащий корпус с мембраной, в центре которой с наружной стороны установлен стержень, на свободном конце которого размещен отклоняемый потоком элемент, а с внутренней стороны центр

992 4 мембраны соединен с преобразователем поворота, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения погрешностей измерения скорости высокотемпературных потоков, в нем корпус выполнен в виде трубки, соосной стержню, которая снабжена коаксиальной внутренней трубкой, при этом центр мембраны снабжен осью вращения, перпендикулярной оси стержня и закрепленной в корпусе, стержень снабжен обтекателем с прорезью,плоскость которой перпендикулярна оси вращения, преобразователь поворота выполнен в виде конденсатора с двумя пластинами в виде сегментов, одна из которых закреплена на центре мембраны со стороны внутренней трубки, а другая — на торце внутренней трубки, при этом в сегментах конденсаторов выполнены радиальные щели, перпендикулярные оси вращения, а внутренняя трубка и корпус снабжены штуцерами для подвода и отвода охлаждающей среды.