УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕКУЩИХ СРЕД В ТРУБОПРОВОДАХ РАЗЛИЧНОГО ДИАМЕТРА
DEVICE FOR ULTRASONIC MEASUREMENT OF FLOW RATE OF MEDIA THROUGH PIPES OF DIFFERENT DIAMETRE

Устройство относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для измерения расхода звукопроводящих сред в трубопроводах различных диаметров.
Известен ультразвуковой расходомер (портативный ультразвуковой расходомер счетчик ВЗЛЕТ-ПР. Уч. пособие. - СПб.: 2004) с накладными преобразователями, размещаемыми на трубопроводе с помощью цепочек со струбцинами или ремней.
Основное неудобство заключается в размещении пьезопреобразователей и монтажных приспособлений по разные стороны трубопровода. Одним из наиболее существенных недостатков известной конструкции является недостаточная точность при установке пьезопреобразователей по схеме Z и контроле расстояний.
Известно устройство для ультразвукового измерения расхода текучих сред ((RU(11) 2095759(13)С1)), которое по совокупности признаков является наиболее близким аналогом заявляемого изобретения.
В этом устройстве каждый пьезопреобразователь снабжен индивидуальной кареткой с крышкой и установочными винтами, имеющими конический конец и расположенными в непосредственной близости к краевым опорам кареток, а каждый узел натяжения крепежного элемента и фиксации пьезопреобразователей выполнен в виде троса и размещен в направляющих пазах каретки симметрично относительно ее оси, на краевых опорах каретки выполнены отверстия с установленными в них втулками, а накладные пьезопреобразователи снабжены контактными площадками.
При этом монтажное приспособление выполнено съемным, состоящим из двух штанг, двух корпусов с направляющими осями, на которые надеваются каретки пьезопреобразователей своими втулками, причем расчетное расстояние между пьезопреобразователями устанавливают путем подвижки корпусов вместе с закрепленными на них каретками пьезопреобразователей.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного решения, относится значительное усложнение конструкции монтажного комплекта, а также увеличение времени монтажа пьезопреобразователей на трубопроводах и пусконаладочных мероприятий.
Задачей изобретения является создание устройства для ультразвукового измерения расхода текущих сред в трубопроводах различного диаметра, обеспечивающее получение технического результата, состоящего в повышении точности фиксации пьезопреобразователей в рабочем положении, снижении стоимости изготовления монтажного приспособления, простоте монтажных операций по переустановке пьезопреобразователей при калибровке прибора.
Этот технический результат достигается тем, что накладные преобразователи крепятся на трубопроводе с помощью монтажных приспособлений, которые состоят из магнитов, рамы с лепестками и прижимных винтов, фиксирующих пьезопреобразователи на трубопроводе. При этом монтажные приспособления рамами с лепестками крепятся к поверхности трубопровода с помощью магнитов вогнутой формы с унифицированным радиусом цилиндричности для труб стандартизованного типоряда по диаметру условного прохода от 50 до 1500 мм, причем внутренние поверхности рам являются шаблонами, обеспечивающими основное требование к монтажу пьезопреобразователей - расположение вертикальной оси пьезопреобразователей по нормали к поверхности трубопровода. Расстояние между пьезопреобразователями при размещении их по одной образующей выставляется с помощью линейки с двумя фиксированными на ней каретками, при этом каретки имеют флажки, ограничивающие перемещение пьезопреобразователей по длине трубопровода.
Предлагаемая новая совокупность элементов (магнитов вогнутой формы, рамы с лепестками, линейки с двумя каретками) позволит, во-первых, упростить по сравнению с прототипом конструкцию и стоимость монтажного комплекта; во-вторых, значительно уменьшить время монтажа пьезопреобразователей на трубопроводах и пусконаладочных мероприятий.
Общий вид заявляемого устройства показан на фиг.1.
Устройство состоит из магнитов вогнутой формы 1, рамы 2 с лепестками 3 и прижимных винтов 4, фиксирующих пьезопреобразователи на трубопроводе, фиксирующей линейки 5 и двух кареток с флажками 6. Устройство позволяет устанавливать пьезопреобразователи на трубопроводах различных диаметров на одной образующей и под одним углом к поверхности (фиг.2) или по противоположным сторонам трубопровода (фиг.3).
Заявляемое устройство реализуется следующим образом.
Установка пьезопреобразователей 7 на одной образующей осуществляется после монтажа магнитов вогнутой формы 1 на трубопроводе 8 и рамы 2 с лепестками 3 на магнитах вогнутой формы 1. Магниты имеют вогнутую форму с унифицированным радиусом цилиндричности для труб стандартизованного типоряда по диаметру условного прохода от 50 до 1500 мм. Расчетное расстояние между пьезопреобразователями 7 выставляется с помощью съемной линейки 5 и двух кареток с флажками 6, что исключает разметочные работы на трубопроводе 8, при этом флажки 6 кареток ограничивают перемещение пьезопреобразователей по длине трубопровода. Внутренние поверхности 9 рам 2 являются шаблонами, обеспечивающими основное требование к монтажу пьезопреобразователей 7 - расположение вертикальной их оси по нормали к поверхности трубопровода 8, т.е. к внутренним поверхностям 9 рам 2 прижимаются пьезопреобразователи 7. Пьезопреобразователи 7 на трубопроводе 8 фиксируются прижимными винтами 4.
Монтаж пьезопреобразователей 7 на трубопроводе 8 по противоположным сторонам трубопровода с помощью предлагаемого устройства, что показано на фиг.4, осуществляется следующим образом. Для разметки трубопровода 8 используется шаблон 10 из плотной бумаги или фольги. При этом вначале в одном из сечений, где проводились измерения параметров трубопровода 8, на его поверхности отмечается точка 11, соответствующая центру одного из пьезопреобразователей 7. Из этой точки проводится в сторону второго пьезопреобразователя линия расчетной длины (база) и параллельная оси трубопровода 8. Отмечается вторая точка 12, из которой проводится линия, огибающая трубопровод 8 длиной, равной половине длины окружности трубопровода. Для обозначения огибающей трубопровод 8 линии используется шаблон 10 из плотной бумаги или фольги, который плотно прикладывается к поверхности трубопровода 8. Отмечается третья точка 13, соответствующая центру второго пьезопреобразователя 7. Далее на точки 12 и 13 устанавливаются преобразователи 7. При монтаже пьезопреобразователей 7 на трубопроводе 8 на противоположных сторонах трубопровода необходимое расположение вертикальной оси пьезопреобразователей 7 по нормали к поверхности трубопровода 8 обеспечивается также при помощи внутренних поверхностей 9 рам 2.
Предлагаемое устройство обеспечивает повышение достоверности результатов измерений расхода текущих сред в трубопроводах различного диаметра и упрощает монтаж пьезопреобразователей в труднодоступных местах.