198566. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés áramló közeg tömegáramának mérésére
11 HU 198566 A 12 114 kimenő vezeték az áramlás körülbelül 90*-os irányváltozását eredményezi, a 126 bemenő csatorna feladata csupán az, hogy a beérkező közegáramot a két egymáshoz közel, párhuzamos sikban fekvő 18 és 20 mérővezeték száméra kettéossza. Hasonlóképpen a 128 kimenő csatorna a két 118, 120 mérővezetékből érkező közegáramot újra egyesíti. A 80 házhoz rögzített 156 és 158 karok a 116 tartótest mellett tartják a 152 és 154 érzékelőket is. A 150 rezgetószerv 170 kar útján a 116 tartótesthez van rögzítve, így lényegében a 150 rezgetőszerv is a 80 házhoz van hozzéerősitve. A 150 rezgetőszerv kialakítható az alább a 8. és 9. ábrákon szemléltetett módon. A 18 mérővezeték szimmetrikus kialakítása és az 50 rezgetószerwel történő szimmetrikus gerjesztése folytán az 50 rezgetőszerv két oldalán szimmetrikus rezgési kép alakul ki, ha a 18 méróvezetékben nincsen áramlás. Ezt a szimmetrikus rezgési képet befolyásolja áramlás esetén a fellépő Coriolis erő, mégpedig olyan úton, hogy az egyik oldalon elősegíti a 18 mérövezeték rezgő mozgását, a másik oldalon pedig késlelteti azt. így az 52 és az 54 érzékelő differenciális, jelleggel méri a Coriolis erő hatásét. Az 52 és 54 érzékelőhöz csatlakoztatott jelfeldolgozó egység a tömegárammal arányos jelet például olyan ismert módon határozhatja meg, hogy meghatározza az 52 és 54 érzékelők által adott jelek közötti időkülönbséget. Egy tipikus kiviteli alaknál ez az idökülönbség körülbelül 10-100 /us (vagy nagyobb) lehet. Az ismert, Coriolis erők alapján működő tömegárammérő berendezéseknél a mérővezetéket alapharmonikus rezonancia frekvenciáján gerjesztették. Az alapharmonikus rezonancia frekvencián történő gerjesztés a találmány szerinti megoldásnál is alkalmazható. Azonban előnyös, ha a találmány szerinti 18 mérővezeték az alapharmonikus rezonancia frekvenciánál nagyobb rezonancia frekvencián van gerjesztve, mivel így a berendezés a külső zajokkal és rezgésekkel szemben kevésbé érzékeny és nagyobb pontosságú mérést biztosit. Ez abból ered, hogy a mérő berendezés környezetében lévő forgógépek valamint egyéb mechanikai rezgések általában olyan frekvenciájú zavarjeleket eredményeznek, amelyek közel vannak a mérővezeték alapharmonikus rezonancia frekvenciájához. Ha a találmány szerinti berendezést az első vagy második felharmonikus rezonancia frekvencián működtetjük, akkor a külső zavarok hatásai jóval kisebbek. Az 5A., 5B. és 5C. ábrák mutatják az eddig ismertetett kiviteli alakoknak megfelelő 18 mérővezeték működés közben fellépő rezgési képeit az első három rezonancia frekvencián. Az 5A. ábra a 18 mérővezeték alapharmonikus rezonancia frekvenciáján fellépő rezgésképet mutatja. A 18 mérővezeték befogási 34 és 36 végeinél van rögzítve és ezek körül, valamint a 48 tömegközéppont körül rezeg. Az eltéritetlen helyzetet az AO vonal, a rezgés során fellépő eltérített szélső helyzeteket az A1 és A2 vonal mutatja. A maximális amplitúdó a 46 szimmetriatengellyel való metszéspontban lép fel. Az 5B. ábra az első felharmonikus rezonancia frekvencián történő rezgésnél fellépő rezgésképet mutatja. Az eltéritetlen helyzetet a BO vonal, a rezgés során fellépő szélső helyzeteket a B1 és B2 vonalak szemléltetik. A 18 mérövezeték befogási 34 és 36 végei és a 46 szimmetriatengely körül rezeg. Ennél a rezgési képnél a gerjesztés nem a 46 szimmetriatengellyel való metszéspontban történhet. A 46 szimmetriatengelyen való metszéspontban rezgési 60 csomópont lép fel, ehhez képest két oldalt a rezgés amplitúdója növekszik, majd újra csökken a 34 illetve a 36 végek felé haladva. Ideális esetben a rezgéskép a 60 csomóponthoz képest szimmetrikus. Külső zajok és a 18 mérővezetékben áramlás nélkül a 60 csomópont helyzete állandó. Áramlás esetén a fellépő Coriolis erők kismértékben befolyásolják a 60 csomópont helyzetét és a fellépő rezgési képet. Az 5C. és 5E. ábrák a második felharmonikus rezonancia frekvencián történő rezgésnél fellépő alakzatot mutatják. Az 5E. ábrán a láthatóság végett a valóságosnál jóval nagyobb amplitúdók vannak megrajzolva. Az alaphelyzetei a CO vonal, a rezgés során fellépő szélső helyzeteket a Cl és C2 vonal mutatja. Látható, hogy ennél a rezgési képnél a 46 szimmetriatengelyre szimmetrikusan két rezgési 62 és 64 csomópont jön létre, ahol a rezgésnek lokális minimuma van. A második felharmonikus rezonancia frekvencia általában nagyobb, mint 100 Hz, például egy kiviteli alaknál körülbelül 140 Hz. Az 5C., 5D. és 5E. ábrákon látható esetben a Coriolis erő maximuma a rezgési 62 és 64 csomópontoknál lép fel. A 18 mérövezetékben áramló részecskék görbevonalú pályájának meredekség változása a 62 és 64 csomópontokban maximális, mivel itt ezekben a pontokban az áramlás a legnagyobb sebességgel változtatja irányát. A 18 mérővezetéknek a 62 és 64 csomópontokon kívüli részein az oszcilláció folytán fellépő irányváltozás kisebb mértékű, így a fellépő Coriolis erő is kisebb. Az 52 és 54 érzékelők az 50 rezgetőszervhez képest szimmetrikusan vannak elhelyezve, előnyösen a 62 ill. 64 csomópont és a 34 ill. 36 vég (vagy a 72 ill. 74 összekötőelem) között. Amint az 5D. és 5E. ábrán látható, két W1 és W2 rezgési tengely van, amelyet a 62 és 64 csomópont, valamint a 34 és 36 vég határoz meg, ha a 18 mérövezeték a második felharmonikus rezonancia frekvencián rezeg. A 18 méróvezetékben az áramlás a 34 vég felől a 36 vég felé történik. Az Fc Coriolis erő a 40 ívelt szakaszon a vl sebességvektor és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 65 8
