ПНЕВМОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
PNEUMATIC ACOUSTIC TRANSDUCER

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в системах контроля и управления для измерения технологических параметров газов в различных отраслях промышленности.
Известен пневмоакустический преобразователь (см. Л.А.Залманзон. Теория элементов пневмоники. М.: Наука, - 1969. - С.21), содержащий питающее сопло, профилированную стенку и приемное сопло, соединенное с пневматической емкостью.
Недостатком такого преобразователя является сложность измерения технологических параметров газов, протекающих в трубопроводных системах.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности является пневмоакустический преобразователь (Авт. свид. 570413, В06 В 1/20; G01N 29/00. Пневмоакустический преобразователь. В.К.Савицкий, Б.И. №32, 1977), содержащий трубопровод, диафрагму, закрепленную в трубопроводе с помощью фланцев, приемник акустического сигнала, усилитель и частотомер.
Недостатком указанного преобразователя является невозможность целенаправленного изменения частоты акустических колебаний.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности целенаправленного изменения частоты акустических колебаний.
Сущность изобретения заключается в том, что пневмоакустический преобразователь, содержащий трубопровод, диафрагму, закрепленную в трубопроводе с помощью фланцев, приемник акустического сигнала, усилитель и частотомер, дополнительно снабжен емкостью переменного объема и устройством перемещения, при этом емкость переменного объема установлена соосно с диафрагмой и выполнена в виде взаимно перемещающихся трубок, одна из которых закреплена на диафрагме, другая трубка соединена с устройством перемещения.
На фиг.1 схематически изображен пневмоакустический преобразователь; на фиг.2 представлена зависимость частоты акустических колебаний на выходе преобразователя от длины преддиафрагмовой емкости.
Пневмоакустический преобразователь содержит диафрагму 1, которая закреплена в трубопроводе 2 при помощи фланцев 3 и 4. Преобразователь содержит приемник 5 акустического сигнала, выход которого через усилитель 6 подключен к входу частотомера 7. На входной стороне диафрагмы 1 соосно с его отверстием 8 установлена преддиафрагмовая емкость 9 переменного объема, выполненная из двух взаимно перемещающихся трубок 10 и 11. Трубка 11 закреплена на диафрагме, а трубка 10 соединена с устройством перемещения 12.
Пневмоакустический преобразователь работает следующим образом.
-6
3
Измеряемый газовый поток, перемещаясь по трубопроводу 2, поступает через преддиафрагмовую пневматическую емкость 9 переменного объема, образованную трубками 10 и 11, во входное отверстие 8 диафрагмы 1. При определенной скорости газа на диафрагме происходит преобразование энергии стационарного потока в колебательную. Устанавливается устойчивое колебание газового потока, частота которого зависит от скорости газа, проходящего через пневмоакустический преобразователь, его плотности, температуры или состава. Изменением объема емкости 9 путем перемещения трубки 10 устройством 12 осуществляется целенаправленное изменение частоты акустического колебания. На фиг.2 представлена зависимость частоты f акустических колебаний от длины l преддиафрагмовой емкости 9, полученная для диафрагмы толщиной 1 мм с диаметром отверстия 2,5 мм. Диаметр преддиафрагмовой емкости 5 мм, расход газа Q=105·10 м/с, температура газа t=20°С.
m
з
m
з
При использовании пневмоакустического преобразователя в качестве преобразователя расхода газа Q для учета изменения его температуры Δt=t-t, вводится корректирующее воздействие, пропорциональное отклонению текущей температуры t от заданного значения t.
Акустический сигнал воспринимается приемником 5 акустического сигнала, усиливается по амплитуде в усилителе 6 и измеряется частотомером 7, шкала которого проградуирована в единицах измеряемого параметра.