ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к технике измерения перепадов давления в трубопроводах и аппаратах, например, с целью измерения расхода газа или жидкости, уровня жидкости и т.д.
Известны тензометрические преобразователи дифференциального давления, включающие основание с установленным внутри него тензодатчиком с герметическим выводом, две гофрированные мембраны, соединенные в центре со штоком, связанным с тензодатчиком, и жестко скрепленные по краям с основанием, с противоположных его сторон, две крышки с каналами для соединения с источником давления, соединенные с основанием через прокладки с помощью разъемных соединений (П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества. Справочник, Л.: Машиностроение, 1989, с.188-190).
Наиболее близким к предложенным вариантам тензометрического преобразователя является известный тензометрический преобразователь дифференциального и абсолютного давления, включающий первое и второе основания с установленными внутри них тензодатчиками с герметическими выводами, три гофрированные мембраны, соединенные в центре со штоками, связанными с тензодатчиками, причем по краям две из них жестко скреплены с первым основанием, с противоположных его сторон, а третья - со вторым основанием, промежуточный фланец и две крышки, соединенные с основаниями через прокладки с помощью разъемных соединений, каналы в промежуточном фланце и крышке первого основания для соединения с источником давления (Преобразователь давления многопараметрический САПФИР-22МР-К. Руководство по эксплуатации РИЮУ.406233.094 РЭ, Рязань: ОАО «Теплоприбор», 2007; см. также: http://www.teplopribor.ru/pos_prew.htm?id_ cat=6&rzd=21&id=21).
Известный преобразователь позволяет производить одновременное измерение значения перепада давления на сужающем устройстве трубопровода, транспортирующего газовую среду (например, природный газ), и значения избыточного давления в плюсовой камере устройства, так что совместная обработка результатов измерений микропроцессорным устройством, воспринимающим сигналы датчиков, позволяет регистрировать значения расхода газа, приведенные к стандартным условиям. При этом одновременно в микропроцессорное устройство должен подаваться сигнал от датчика, измеряющего температуру среды, окружающей трубопровод в зоне расположения сужающего устройства.
Известный преобразователь обычно устанавливают вместе с микропроцессорным устройством, обрабатывающим сигналы датчиков, в зоне управления, на некотором удалении от точки отбора сигналов давлений в трубопроводе, соединяя его более или менее протяженными импульсными линиями, оснащенными разделительными вентилями, от камер сужающего устройства. Это приводит к снижению герметичности на тракте прохождения пневматических сигналов, изменению давления газа в импульсных линиях под воздействием температурных колебаний от радиационных и конвективных источников и возрастанию соответствующих погрешностей при эксплуатации и контрольных проверках приборов.
Для повышения точности измерения предложены два варианта тензометрического преобразователя дифференциального и абсолютного давления.
В первом варианте предложен тензометрический преобразователь дифференциального и абсолютного давления, включающий первое и второе основания с установленными внутри них тензодатчиками с герметическими выводами, три гофрированные мембраны, соединенные в центре со штоками, связанными с тензодатчиками, причем по краям две из них жестко скреплены с первым основанием, с противоположных его сторон, а третья - со вторым основанием, промежуточный фланец и две крышки, соединенные с основаниями через прокладки с помощью разъемных соединений, каналы в промежуточном фланце и крышке первого основания для соединения с источником давления, отличающийся тем, что второе основание дополнительно содержит канал для датчика температуры.
Во втором варианте предложен тензометрический преобразователь дифференциального и абсолютного давления, включающий первое и второе основания с установленными внутри них тензодатчиками с герметическими выводами, три гофрированные мембраны, соединенные в центре со штоками, связанными с тензодатчиками, причем по краям две из них жестко скреплены с первым основанием, с противоположных его сторон, а третья - со вторым основанием, две крышки, соединенные с основаниями через прокладки с помощью разъемных соединений, каналы для соединения с источником давления, отличающийся тем, что первое и второе основания непосредственно соединены через прокладку с помощью разъемного соединения, и второе основание дополнительно содержит канал для датчика температуры.
Техническим результатом обоих вариантов предложенного тензометрического преобразователя является обеспечение возможности и целесообразности его установки в непосредственной близости от отборного устройства трубопровода на первичные вентили, с передачей электрических сигналов датчиков перепада давления на сужающем устройстве, абсолютного давления газа, температуры окружающей среды и газа в трубопроводе к микропроцессорному устройству, расположенному в зоне управления. Благодаря этому достигается снижение возможных погрешностей приборов, так как протяженность линии передачи электрических сигналов, в отличие от протяженности импульсных линий давления, практически не влияет на точность измерения.
Сущность полезной модели иллюстрируется фиг.1 и 2, на которых изображены конкретные воплощения двух вариантов предложенной полезной модели.
В соответствии с фиг.1 тензометрический преобразователь дифференциального и абсолютного давления, расположенный непосредственно на отборном устройстве трубопровода, после первичных вентилей, включает:
- первое основание 1 с установленным внутри него тензодатчиком 2 с герметическим выводом 3, две гофрированные мембраны 4, соединенные в центре со штоком 5, связанным с тензодатчиком 2, а по краям жестко скрепленные с первым основанием 1,
- второе основание 6, с установленным внутри него тензодатчиком 7 с герметическим выводом 8, гофрированную мембрану 9, соединенную в центре со штоком 10, связанным с тензодатчиком 7, а по краям жестко скрепленную со вторым основанием 6,
- промежуточный фланец 11 и две крышки 12 и 13, соединенные с основаниями через прокладки с помощью разъемных соединений,
- каналы 14 и 15 в промежуточном фланце 11 и крышке 12 первого основания для соединения соответственно с плюсовой и минусовой камерами отборного устройства трубопровода,
- канал 16 для датчика температуры в промежуточном фланце 11.
Внутренние полости оснований заполнены кремнийорганической жидкостью, передающей давление среды на мембраны 4 и 9.
При работе преобразователя сигналы от датчика избыточного давления 7, датчика дифференциального давления 3 и датчика температуры, расположенного в кармане (на фиг.1 не показан), введенном через канал 16, а также датчика температуры газа в трубопроводе, поступают в микропроцессорное устройство, где подвергаются обработке известными методами с получением значения расхода газа, приведенного к стандартным условиям, и, при необходимости, суммарного значения количества газа, пропущенного по трубопроводу.
Тензометрический преобразователь дифференциального и абсолютного давления, изображенный на фиг.2, отличается от преобразователя, изображенного на фиг.1, только тем, что не содержит промежуточного фланца 11. При этом основания 1 и 6 соединены между собой через прокладку с помощью разъемного соединения, а канал 14 для соединения с источником давления и канал 16 для датчика температуры расположены во втором основании 6. Работа преобразователя, изображенного на фиг.2, полностью аналогична работе преобразователя, изображенного на фиг.1.