186482. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék folyékonyv, v. gáznemű közegek áramlási sebességének, egyben mennyiségének mérésére, illetve szabályozására
7 186482 8 1. ábra. A találmány szerinti készülék metszete két síklapból álló elektródapárral ellátva. 2. ábra. A találmány szerinti készülék metszete mindkét száron két síklapból álló elektródapárral ellátva. 3. ábra. A találmány szerinti — két elektródapárral működő — mérőkészülék elvi elektromos kapcsolása. 4. ábra. A találmány szerinti — két elektródapárral működő — szabályozókészülék elvi elektromos kapcsolása. 5. ábra. Segéd U csöves megoldás a találmány szerinti készülék helyzetérzékenységének kompenzálására. A mérendő áramló anyag az 1 vezetéken halad, melybe ismert 2 áramlási ellenállás van beiktatva. Az 1 vezetékhez a nem vízszintes síkban fekvő 3 U alakú cső csatlakozik. Az 1 vezetékben áramlik a mérendő 5 közeg, a 3 U alakú csőben helyezkedik el az 5 közegtől eltérő elektromos tulajdonságú, esetünkben nagyobb fajsúlyú, de az 5 közeggel nem elegyedő anyag, célszerűen 4 folyadék. Például : 5 közeg lehet : benzin, 4 folyadék lehet : víz, vagy : 5 közeg lehet : víz. 4 folyadék lehet : higany, vagy : 5 közeg lehet : gáznemű, 4 folyadék lehet : olaj. A 3 U alakú cső szárait közrefogják a 6 elektródák (célszerűen pl. két párhuzamos fémlemezke), amelyek között változik a kapacitás a 4 folyadék elhelyezkedésére jellemző H szintkülönbség függvényében, és amelyekhez 7 kontaktusok csatlakoznak. A 3. és 4. ábrákon az ismert mérő- és szabályzókészülékek felépítése látható. Ha a 3 U alakú cső mindkét szárán elhelyezünk egyegy 6 elektródákból álló C kondenzátort, a kapacitások ellentétes irányban változnak. Ezért C+ és C_ jelölésű kapacitásokként tüntettük fel őket a 3. és 4. ábrákon. A 3. ábra egy lehetséges és célszerű mérőkészülék kapcsolási vázlatát adja meg. Ezen U egy váltófeszültségű generátor, Z megfelelő elektromos impedancia, A differenciálerősítő, D detektor és M mérőműszer. A 4. ábrán egy szabályzókészülék kapcsolási vázlata látható. Ezen a 3. ábrához képest még elektromosan szabályozható SZ szelep, AH hibajel-erősítő, R referenciajel található. A találmány szerinti eljárást foganatosító készülék működését a 2. és 4. ábrák alapján magyarázzuk meg. Az időegység alatt 5 közegből Q mennyiség áramlik át a 2 áramlási ellenálláson. Ennek az adott 5 közegre vonatkozó áramlási ellenállásértéke L. A3 U alakú cső betorkollásai között P=QL nyomáskülönbség ébred, amely elmozdítja a 3 U alakú cső alján elhelyezkedő nagyobb fajsúlyú 4 folyadékot. Ha a 4 folyadék fajsúlya g4, az áramló 5 közegé pedig g5, a 3 U alakú cső száraiban a 4 folyadék szintjei közötti H eltérés függőleges irányban : §4 85 84 85 A 6 elektródák közötti kapacitás C4, abban az esetben, ha az elektródák közötti teljes csőszakaszban a 4 folyadék van. Ha pedig a 4 folyadék helyett az 5 közeg van jelen, a 6 elektródák közötti kapacitás C6 lesz. Ha a 6 elektródák függőleges kiterjedése 1, és az elektródák között a közeghatár H/2 (a H szintkülönbség fele) értékkel felfelé elmozdul, az elektródák kapacitása AC-vel megváltozik : C4-C5 H AC=—-----— 1 2 H értékét helyettesítve : =------------------y 84-85 21 Ebből az látható, hogy az áramló 5 közeg időegységre vonatkoztatott Q mennyisége és a kapacitásváltozás szigorúan arányos. A 2. ábrának megfelelő szimmetrikus elrendezésnél áramlás nélkül a két kapacitás egyenlő, így a 3. és 4. ábrák szerinti A differenciálerősítő nem kap vezérlést. Ennek megfelelően az M mérőműszer nem jelez áramlást. Más esetben az áramlással arányos kimenőfeszültség keletkezik az M mérőműszeren. A 4. ábra szokásos, visszacsatolt hurokkal megoldott szabályozórendszert ábrázol, ahol az áramlás útjába célszerűen elektromágneses úton, vagy az áram hőhatásával szabályozható SZ szelep kerül, beavatkozó elemként. A találmány szerinti eljárással lényegében lineáris, egyszerű felépítésű, olcsó áramlásmérő készülék készíthető, illetve mint ilyen, szabályozó vagy vezérlő egységbe beépíthető. Olyan helyen, ahol a 3 U alakú csővel kialakított rendszer időbeli stabil helyzete nincs biztosítva (pl. gépjárműveken), az érzékelőnek csuklós szerkezetre való felfüggesztésével a függőleges síkú elhelyezkedés biztosítható. Megoldható a helyzetváltozások közelítő korrekciója úgy is, miként azt az 5. ábra mutatja. Itt két teljesen egyforma U alakú csövet használunk, célszerűen egy elválasztó fémlemez két oldalára erősítve. A 3a segéd U alakú csővel megépített rendszer nincs bekapcsolva az 5 közeg áramlásába, csupán az 5 közeggel való megtöltődés érdekében áll a 8 összekötő vezetéken keresztül az 5 közeggel kapcsolatban. Egyébként a 3a segéd U alakú csővel megépített rendszer lényegében a 2a vezetéken keresztül önmagában zárt. A 3 U alakú csővel megépített rendszer a részletezett módon (1. ábra) kapcsolódik az áramló közeghez. A két U alakú cső geometriája és anyagtartalma (feltöltése) azonos. A 4 és 4a folyadék zavaró lengései hatásosan csillapíthatok, ha a 3 U alakú cső és a 3a segéd U alakú cső alsó íveit — műanyagcső esetén célszerűen összenyomás által — megfelelő mértékben szűkítjük. Az A differenciálerősítő egyik bemenetére a 3 U alakú csővel megépített rendszer egyik szárán elhelyezett 6 elektródákból álló kapacitásról — a másik bemenetre a 3a segéd U alakú csővel megépített rendszer ugyanazon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
