флюидальный излучатель и расходомер, содержащий такой излучатель

Формула изобретения

1. Флюидальный излучатель, симметричный относительно продольной плоскости P симметрии, содержащий флюидальный вход Е, включающий в себя входное отверстие 16 с шириной d, приспособленное для формирования двумерной струи текучей среды, колеблющейся в поперечном направлении относительно плоскости P симметрии, камеру 18 излучателя, сообщенную с входным отверстием, и препятствие 22 в камере излучателя, имеющее фронтальную часть 24, в которой образована основная полость 26, обращенная к входному отверстию, отличающийся тем, что между фронтальной частью препятствия и стенкой камеры излучателя со стороны входного отверстия по разные стороны от основной полости сформированы два пространства, свободные от препятствия, в которых образуются вихри по одну и другую сторону от струи текучей среды, попеременно усиливающиеся и ослабевающие в противофазе между собой и в фазе с колебаниями струи, при этом флюидальный излучатель снабжен средством измерения радиальной протяженности вихрей в функции параметров струи текучей среды, которое включает по меньшей мере две вторичные полости 34, 36, сформированные во фронтальной части препятствия симметрично относительно плоскости P симметрии по обе стороны от основной полости.

2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что основная полость имеет наклонные стенки, расположенные в виде буквы V, у которой два плеча расходятся в направлении входа полости.

3. Излучатель по п.2, отличающийся тем, что стенки полости расположены относительно плоскости P симметрии под углом от 0 до 80^o.

4. Излучатель по п.3, отличающийся тем, что стенки основной полости расположены относительно плоскости P симметрии под углом от 10 до 45^o.

5. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что днище 32 основной полости 36 расположено против входного отверстия 16 на расстоянии Df, величина которого составляет от 3d до 15d, где d - ширина входного отверстия.

6. Излучатель по п.5, отличающийся тем, что днище основной полости расположено на расстоянии Df от 4d до 8d.

7. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что основная полость имеет вход шириной Le, величина которого составляет от 2d до 10d.

8. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что фронтальная часть 24 препятствия 22 имеет ширину Lo составляющую от 5d до 30d.

9. Излучатель по п. 1, отличающийся тем, что фронтальная часть препятствия по существу перпендикулярна плоскости P симметрии и расположена на расстоянии Do от входного отверстия, составляющем от 1d до 10d.

10. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что каждая вторичная полость 34, 36 имеет форму, определенную линией, являющейся вписанной по отношению к трем сторонам четырехугольника, четвертая сторона которого образует вход в соответствующую вторичную полость.

11. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что каждая вторичная полость 34, 36 имеет форму, определенную линией, являющейся вписанной по отношению к двум сторонам треугольника, третья сторона которого образует вход в соответствующую вторичную полость.

12. Излучатель по п.10 или 11, отличающийся тем, что каждая вторичная полость имеет ступенчатое днище.

13. Излучатель по п.10 или 11, отличающийся тем, что имеет вход шириной Ls, составляющей от 1d до 10d.

14. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что флюидальный вход включает в себя присоединенную к входному каналу 12 отстойную шестигранную камеру 10 и суживающуюся секцию 14, сообщенную с другим концом камеры 10, которая образует прямоугольное входное отверстие 16 шириной d, сообщенное с камерой 18 излучателя.

15. Излучатель по п.14, отличающийся тем, что флюидальный вход E имеет средства регулирования флюидальной струи.

16. Излучатель по п.15, отличающийся тем, что средства регулирования выполнены в виде пластины 20, расположенной вдоль плоскости P симметрии.

17. Излучатель по п.15, отличающийся тем, что средства регулирования выполнены в виде профилированного препятствия 21, расположенного вдоль плоскости P симметрии.

18. Излучатель по п.16 или 17, отличающийся тем, что конец средств регулирования отделен от входного отверстия 16 интервалом, величина которого лежит в пределах от 0,5d до 4d.

19. Расходомер, содержащий флюидальный излучатель и средства измерения частоты колебания струи, позволяющие преобразовать величину частоты в величину скорости течение потока, отличающийся тем, что он снабжен флюидальным излучателем по любому из пп.1 - 18.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается флюидального излучателя и расходомера для проточной жидкой или газообразной среды.

Большинство расходомеров или просто измерителей, существующих в настоящее время, содержат движущиеся металлические части. Сказанное особенно справедливо в отношении расходомеров вращающегося и мембранного типов.

В противоположность сказанному флюидальные излучатели не содержат каких-либо движущихся частей, которые могли бы изнашиваться со временем, и, следовательно, такие излучатели не нуждаются в перекалибровке.

Такие излучатели могут быть небольшого размера и очень простой конструкции. Их надежность, тем самым, является очень высокой. Кроме того, они дают частотный сигнал, который легко может быть превращен в цифровой сигнал. Эта возможность является особенно ценной у измерителей дистанционного считывания.

Основные усилия по совершенствованию таких расходомеров направлялись на расходомеры вихревого типа, обычно называемые расходомерами с вихревым эффектом, и расходомеры с эффектом Коанда (Coanda).

Принцип действия расходомеров с вихревым эффектом основывается на хорошо известном факте, заключающемся в том, что наличие препятствия в канале, в котором протекает среда, ведет к появлению периодически образующихся вихрей. Принцип измерения сводится к определению частоты образования вихрей, которая является пропорциональной скорости течения при данной геометрии препятствия.

Частоту образования вихрей измеряют различными способами, чем обеспечивается возможность определения средней скорости образования вихрей и, тем самым, скорости потока. Расходомеры с вихревым эффектом обычно являются очень чувствительными к шумам и гидродинамическим условиям течения среды до их расположения. На практике для получения однородного профиля скоростей используют успокоитель жидкости. Расходомер этого типа описан, например, в патенте США N 3 589 185.

Эффект Коанда, используемый в расходомерах с таким же названием, сводится к естественной тенденции флюидальной струи следовать контуру стенки, когда струя проходит вблизи этой стенки, причем даже тогда, когда контур стенки уходит от оси прямолинейного распространения струи. Флюидальный излучатель этого типа включает в себя камеру, в которой создается флюидальная струя, образующаяся при прохождении текучей среды через сужающееся сопло. В камере располагаются две поперечные стенки, устанавливаемые симметрично относительно выходной оси струи. Струя, поступающая в излучатель, самопроизвольно прилипает к одной из поперечных стенок в силу существования эффекта Коанда. Часть потока отклоняется затем боковым каналом стенки, к которой прилип поток, в результате чего струя отлипает от этой стенки и сама прилипает к противоположной стенке. Это явление повторяется и сопровождается непрерывным колебанием поступающего потока. К сожалению, у устройства этого типа область измерения скорости течения является относительно ограниченной, и у калибровочной кривой наблюдается довольно сильная нелинейность. Кроме того, у аппаратуры этого типа могут прекращаться колебания, что происходит при определенных условиях, вызванных внешними возмущениями, и что сопровождается потерей сигнала. Для расширения возможной области проведения измерений Окадаящи (Okadayashi) и др. предложили в патенте США N 4610 162 объединить два флюидальных излучателя, один из которых действует при низких скоростях, в другой - при высоких.

В силу существования проблем, встречающихся у расходомеров с вихревым эффектом и с эффектом Коанда, предпринимались попытки разработать иные типы флюидальных излучателей, действующих в соответствии с фундаментально иными принципами. Одно применение, как было установлено, относится к расходомерам, описанным в патентах США с номерами 4184636, 4244230 и 4843889.

Например, в патенте США N 4244230 описывается расходомер с флюидальным излучателем, расположенный в канале на пути следования текучей среды, части которой он отбирает. Это излучатель характеризуется наличием двух элементов, расположенных рядом лицом к лицевым стенками, образующим сопло. Препятствие имеет фронтальную полость, обращенную на сопло.

Полость содержит общий выход и вход. Струя, покидающая сопло, попадает в полость и соударяется с дном полости.

Поперечное колебание струи в полости сопровождается образованием двух вихрей, по одному с каждой стороны струи. Каждый вихрь то усиливается, то ослабевает, причем происходит это не в фазе с другим вихрем. Струя выводится через общий выход и направляется в основной поток.

Датчики давления позволяют регистрировать частоту колебаний струи в полости, которая является пропорциональной скорости течения.

Эксплуатационные характеристики у расходомера этого типа обычно являются более высокими, чем получаемые у традиционных расходомеров текучих сред. К сожалению, их эксплуатационная характеристика не является полностью удовлетворительной, в частности, касательно чувствительности и измерительного диапазона, а также касательно линейности устройства в упомянутом диапазоне.

Цель настоящего изобретения состоит в преодолении этих проблем. Изобретение касается флюидального излучателя и расходомера, включающего в себя такой излучатель, действие которого является улучшенным в сравнении с расходомерами, известными в этой области техники.

Обычно линейность такого флюидального излучателя оценивают по относительным изменениям коэффициента K, равного отношению частоты f колебания струи к скорости потока O.

В общем различают три вида условий течения среды в порядке возрастания скоростей течения: ламинарные условия, переходные условия и турбулентные условия.

Из фиг. 1 характеризующей относительное изменение K, а именно, отношение K/K, в функции от числа Рейнольдса RE, видно, что проблемы, связанные с линейностью, в основном возникают при ламинарных и переходных условиях. (Следует напомнить, что число Рейнольдса, хорошо известное специалистам, работающим в этой области техники, равно скорости течения среды в области от входного отверстия до камеры излучателя, умноженной на ширину этого отверстия и деленной на кинетическую вязкость среды). Можно видеть, что при ламинарных условиях и слабом потоке наблюдается резкое изменение у коэффициента K. В переходной зоне со стороны зоны с ламинарными условиями течения кривая характеризуется наличием пика. Изобретение касается флюидального излучателя, который характеризуется линейностью в широком диапазоне. Считают, что такой излучатель является линейным, когда относительное изменение коэффициента K составляет менее 1,5%. Как будет показано ниже, изобретение позволяет понизить высоту пика у относительного изменения коэффициента K в переходных условиях, и, тем самым, расширить, соответственно, диапазон линейности.

Флюидальный излучатель в соответствии с настоящим изобретением является симметричным относительно осевой плоскости симметрии. Он включает в себя:

средства образования двумерной струи, колеблющейся в поперечном направлении относительно осевой плоскости симметрии с образованием вихрей по обеим сторонам струи, причем эти вихри в противофазе переменно усиливаются и ослабевают, что находится в зависимости от колебания струи,

средства, оказывающие воздействие на радиальную протяженность вихрей в зависимости от условий течения струи. Под "радиальной протяженностью" понимается расстояние от центра вихря до его периферии.

При предпочтительном осуществлении изобретения излучатель включает в себя

флюидальный вход, включающий в себя входное отверстие шириной d и предназначенный для образования колеблющейся двумерной флюидальной струи и вихрей по обеим сторонам струи,

камеру излучателя, соединенную с флюидальным входным отверстием,

препятствие, расположенное в камере излучателя и имеющее фронтальную часть, в которой образована основная полость, смотрящая на флюидальное входное отверстие,

средства измерения радиальной протяженности вихрей в зависимости от условий течения, включающие в себя, по крайней мере, две вторичные полости, образованные во фронтальной части препятствия, причем эти вторичные полости симметрично смещены относительно плоскости симметрии в обе стороны от основной полости.

В случае этого варианта при высокой скорости течения в каждой вторичной полости образуется вторичный вихрь. Основные вихри локализуются в области между фронтальной частью и стенкой камеры излучателя. Их радиальная протяженность ограничивается радиальной протяженностью вторичных вихрей. Результатом сказанного является возрастание коэффициента K. И, наоборот, в переходных условиях и при падающей скорости потока радиальная протяженность основных вихрей возрастает по своему размеру все сильнее и сильнее, что происходит за счет размера вторичных вихрей, находящихся во вторичных полостях. Предельный случай при работе в этих условиях достигается тогда, когда основные вихри в тот период, когда они являются большими, заполняют вторичные полости целиком. Но когда они являются большими, то тогда, чем больше радиальная протяженность основных вихрей, участвующих в явлении колебания струи, тем ниже оказывается частота колебания струи. Результатом сказанного являются понижение коэффициента K и его относительного изменения; и это в общем случае сопровождается возрастанием линейности работы излучателя.

Основная полость с благоприятным эффектом характеризуется наличием наклонных стенок, своим расположением в значительной мере напоминающим букву V, два плеча которой раздвинуты к наружной стороне полости.

Стенки основной полости могут образовывать входной угол относительности плоскости симметрии в пределах от 0^o и до 80^o.

Полость с благоприятным эффектом характеризуется наличием днища существенно параболической формы. Когда входной угол равен 0^o, основная полость имеет прямоугольную форму, однако желательно, чтобы стенки основной полости образовывали входной угол относительно плоскости симметрии, находящийся в диапазоне от 10 до 45^o. Расстояние, отделяющее днище основной полости от входного отверстия, может находится в диапазоне от 3d до 15d.

Измеренная частота, возникающая при колебании струи, зависит от этого расстояния от днища полости до входного отверстия. Чтобы измеряемая частота была достаточно высокой, это расстояние с благоприятным эффектом должно находиться в области от 4d до 8d.

Основная полость имеет вход предпочтительно с шириной, находящейся в области от 2d и 10d.

В частности, фронтальная часть препятствия может характеризоваться шириной, лежащей в области от 5d до 30d.

Фронтальная часть препятствия является существенно перпендикулярной к плоскости симметрии. Она может находиться от входного отверстия на расстоянии, лежащем в диапазоне от 1d до 10d.

В специальном варианте осуществления флюидального излучателя с препятствием, снабженным вторичными полостями, последние характеризуются в существенной мере формой, вписывающейся в четырехугольник с открытой лицевой стороной, образующей вход во вторичную полость, причем фигура этой формы касается трех сторон четырехугольника.

В еще одном варианте осуществления изобретения каждая вторичная полость характеризуется в существенной мере формой, вписывающейся в треугольник с открытой стороной, образующей вход во вторичную полость, причем фигура этой формы касается двух сторон треугольника.

В другом варианте осуществления изобретения каждая вторичная полость обладает ступенчатым днищем.

В следующем варианте осуществления изобретения каждая вторичная полость обладает входом с шириной, лежащей в диапазоне от 1d до 10d.

Флюидальный вход с предпочтительно включает в себя шестиугольную осадительную камеру, предназначенную для присоединения к входному каналу, и суживающуюся секцию, присоединяемую к одной стороне осадительной камеры, причем эта суживающаяся секция обладает прямоугольным входным отверстием шириной d, предназначенным для присоединения к камере излучателя.

Желательно, чтобы флюидальный вход включал также в себя средства регулирования параметров флюидальной струи.

В одном из вариантов эти средства регулирования образуются пластиной, расположенной вдоль плоскости симметрии.

В еще одном варианте эти средства регулирования образуются профилированным препятствием, расположенным вдоль плоскости симметрии.

Средства регулирования характеризуются предпочтительно расположением конца от входного отверстия на расстоянии, лежащем в области от 0,5d до 4d.

Настоящее изобретение касается также расходомера, включающего в себя такой флюидальный излучатель.

Особенности изобретения станут более понятными при чтении описания, со ссылкой на чертежи.

Фиг. 1, уже описанная ранее, схематически изображает относительное изменение коэффициента K в функции от скорости течения применительно к флюидальному излучателю, известному в этой области техники.

Фиг. 2 схематически изображает флюидальный излучатель, отвечающий настоящему изобретению.

Фиг. 3 представляет собой схематический перспективный вид флюидального излучателя, в соответствии с изобретением.

Фиг. 4 представляет собой схематический перспективный вид входа модифицированной формы у флюидального излучателя в соответствии с изобретением.

Фиг. 5 представляет профиль скоростей у флюидальной струи в схематическом виде при наличии и при отсутствии препятствия.

Фиг. 6 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше препятствия, помещенного в флюидальный излучатель, в соответствии с изобретением.

Фиг. 7 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше препятствия модифицированной формы.

Фиг. 8 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше препятствия еще одной модифицированной формы.

Фиг. 9 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше препятствия еще одной модифицированной формы.

Фиг. 10 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше препятствия еще одной модифицированной формы.

Фиг. 11 представляет собой схематический частичный вид упомянутого выше флюидального излучателя, в соответствии с изобретением, который работает в переходных условиях.

Фиг. 12 схематически изображает флюидальный излучатель, показанный на фиг. 11. но в иной момент времени.

Фиг. 13 схематически изображает относительное изменение коэффициента K в функции от скорости течения в случае излучателя в соответствии с изобретением.

Фиг. 2 представляет собой вид упомянутого выше флюидального излучателя, в соответствии с изобретением. Текучей средой может быть жидкость или газ. Излучатель имеет продольную плоскость симметрии P.

Жидкость или газ попадают в излучатель через вход E, включающий в себя, как это видно из фиг. 3, осадительную камеру 10, присоединенную к флюидальному входному каналу 12 и к суживающейся секции 14, завершающейся прямоугольным входным отверстием 16.

Осадительная камера 10 имеет шестиугольную форму, причем у ней площадь фронтальной стороны (присоединяемой к входному каналу) превышает площадь задней стороны (присоединяемой к суживающейся секции). Желательно, чтобы ее задняя сторона была кубической формы с ребром, равным высоте двумерной струи. Этим обеспечивается возможность превращения цилиндрической струи, покидающей входной канал 12, в струю существенно прямоугольного поперечного сечения. Суживающаяся секция 14, где также происходит ускорение текучей среды, способствует образованию колеблющейся двумерной струи. С этой целью входное отверстие 16, ведущее в камеру излучателя 8, имеет прямоугольную форму с длиной h и шириной d, отношение которых должно находится в соответствии с условиями образования двумерной струи, хорошо известными специалистам, работающим в этой области техники.

В общем случае величина отношения h/d должна быть порядка шести или превышать эту величину. В последующем описании ширина d принимается равной единице.

Вход E, кроме того, включает в себя средства регулирования потока текучей среды. Эти средства могут быть образованы пластиной 20, размещенной вдоль плоскости симметрии P. Фиг. 4 схематически изображает возможный вариант осуществления этих средств регулирования. В случае этого варианта средства образуются профилированным препятствием 21, установленным вдоль плоскости симметрии P.

Как видно из фиг. 5, регулирование сводится к воздействию на профиль скоростей в струе, который, естественно, является параболическим при низких скоростях течения, но делается существенно плоским посредством регулирования, при этом руководствуются тем соображением, что профиль остается плоским при высоких скоростях течения. В соответствии со сказанным профиль скоростей остается одинаковым при всех скоростях течения.

Конец пластины 20 или препятствия 21, смотрящий на входное отверстие 16, располагается от упомянутого входного отверстия на расстоянии, находящемся в области от 0,5d до 4d, чем обеспечивается получение желаемого эффекта при наиболее благоприятных условиях.

Например, это расстояние может составлять 1d.

Возвращаясь к фиг. 2, видим, что колеблющаяся двумерная струя проникает в камеру излучателя 18, включающую в себя препятствие 22. Камера и препятствие располагаются симметрично относительно продольной плоскости симметрии P. У препятствия 22 фронтальная часть 24 является существенно перпендикулярной к продольной плоскости симметрии P и располагается на расстоянии D_o от входного отверстия 16, изменяющемся в пределах от 1d до 10d. Например, это расстояние может составлять 3d.

Фронтальная часть 24 препятствия 22 обладает шириной L_o, лежащей в области от 5d до 30d. Например, эта ширина может составляет 12d.

У камеры излучателя 18 наибольшая ширина L_с приходится на область, в которой располагается фронтальная часть препятствия, величина L_c может находиться в области от 10d до 50d. Например, величина L_c может составлять 20d. Области, расположенные между препятствием и стенками камеры, образуют каналы C1 и C2, по которым перемещается текучая среда и которые направляют ее к выходному отверстию. Ширина этих каналов является в существенной мере равной L_c-L_o. Основная полость 26 создается у препятствия 22, смотрящего на входное отверстие 16. У этой основной полости 26 ширина ухода L_e находится в области от 2d до 20d. Например, величина L_e может составлять 5d. В случае варианта, показанного на фиг. 2, стенки 28 и 30 у основной полости располагаются наклонно, образуя в существенной мере букву V, плечи которой раскрываются к наружной стороне полости 26.

Стенки 28 и 30 образуют входной угол a1 относительно плоскости симметрии P, лежащей в области от 0^o до 80^o. Желательно, чтобы угол a1 находился в области от 10^o до 45^o. Его величина может, например, составлять 45^o.

В случае варианта, показанного на фиг. 2, боковые стенки 28 и 30 основной полости 26, сходясь, образуют днище существенно параболической формы 32. Днище основной полости смотрит на входное отверстие 16, располагаясь на расстоянии D_f от него, причем величина этого расстояния находится в области от 3d до 15d. Величина этого расстояния D_f может, например, составляет 6d.

Колебание двумерной струи в камере излучателя 18 сопровождается образованием вихрей, расположенных по обеим сторонам струи, которые поперечно усиливаются и ослабевают, что происходит в противофазе, причем само усиление или ослабевание находится в фазе с колебанием. Вихри располагаются в основном в пространстве, заключенном между фронтальной частью 24 препятствия 22 и стенкой камеры 18, в которой образовано входное отверстие 16. Проникнув в камеру излучателя 18, струя соударяется со стенками и днищем основной полости 26, испытывая непрерывное колебательное движение.

В соответствии с настоящим изобретением флюидальный излучатель включает в себя средства, обеспечивающие возможность воздействия на радиальную протяженность вихрей в зависимости от условий течения струи.

Вихри не обладают круглым поперечным сечением: они, определенно, деформируются в процессе колебания струи. В силу сказанного под радиальной протяженностью понимают расстояние между центром рассматриваемого вихря и его периметром.

В случае варианта, показанного на фиг. 2, средства, обеспечивающие возможность воздействия на радиальную протяженность вихрей в зависимости от условий течения струи, создаются двумя вторичными полостями 34 и 36, образованными во фронтальной части 24 препятствия 22 и расположенными симметрично относительно плоскости симметрии P по обеим сторонам основной полости 26. На фиг. 6 вторичные полости 34 и 36 характеризуются формой, вписывающейся в четырехугольник с одной открытой стороной, образующей вход. Фигура у полости такой формы касается, тем самым, трех сторон четырехугольника. Каждая вторичная полость, по своей форме ограниченная четырехугольником, характеризуется наличием первой внешней боковой стенки 38, 40, второй внутренней боковой стенки 42, 44 и днища 46, 48.

Наклон боковых стенок к плоскости, параллельной плоскости симметрии P, может быть большим без особого воздействия на работоспособность устройства. На фиг. 6 днища у вторичных полостей располагаются перпендикулярно к плоскости симметрии P, однако, как это видно на фиг. 7, они могут образовывать и входной угол с этой плоскостью, и можно полагать, что этот угол может доходить до +45^o.

Вход у каждой вторичной полости характеризуется шириной L_s, лежащей в области от 1d до 15d.

Форма вторичных полостей может изменяться от чисто четырехугольной (с одной открытой стороной, образующей вход) до искривленной с одним лишь касанием с каждой стороной четырехугольника.

В случае варианта, показанного на фиг. 8, видно, что днище 46, 48 полости может быть ступенчатым, в этом примере днища 46 и 48 характеризуются наличием двух ступенек, соответственно, 46a, 46b и 48a, 48b, однако их может быть и больше. Эти ступеньки могут располагаться перпендикулярно к плоскости симметрии P или могут образовывать с ней угол, отличный от угла в 90^o.

Подъем, разделяющий ступеньки, может проходить параллельно плоскости симметрии P, или, в равной мере, может образовывать входной угол, отличный от 0^o. В частности, подъем может идти параллельно внешней стенке 38, 40. Вторичные полости 34 и 36, показанные на фиг. 9, обладают формой, охватываемой треугольником с одной отсутствующей стороной, образующей вход. Форма вторичных полостей является, тем самым, треугольной с двумя сторонами, оставшимися от треугольника. И в этом случае форма вторичных полостей может отходить от чисто треугольной (с одной отсутствующей стороной, образующей вход) с образованием фигуры искривленной формы с одним касанием с каждой из сторон треугольника.

В случае фиг. 10 днище у вторичных полостей является ступенчатым. Следует, кроме того, понимать, что формы, описанные выше, могут изменяться с образованием эквивалентных геометрических форм в различных предельных случаях, выполняющих ту же функцию.

В турбулентных условиях, где бы ни находилась точка соударения флюидальной струи в основной полости 26, в каждой вторичной полости 34, 36 образуется вторичный вихрь. Эти вторичные вихри являются достаточно сильными, чтобы флюидальный излучатель мог функционировать как единое целое и точно так, как излучатель функционирует при отсутствии вторичной полости. Последующее описание касается общих закономерностей поведения устройства в переходных условиях, что делается со ссылкой на фиг. 11 и 12.

Точка соударения флюидальной струи F меняет свое положение в главной полости 26 между крайними точками 11 и 12. Колебание сопровождается образованием основных вихрей T1 и T2, расположенных между фронтальной частью препятствия 22 и стенкой камеры излучателя 18, идущей к входному отверстию.

В случая фиг. 11 пусть при соударении струя достигает точки 11, и тогда происходит концентрирование и усиление вихря T1 с ослаблением вихря T2. Флюидальная струя уходит в основном через канал C2.

При турбулентных условиях две вторичные полости 34, 36 заполняются вторичными вихрями Ts1 и Ts2, попеременно усиливающимися и ослабевающими в противофазе с основными вихрями. Однако, чем сильнее понижается скорость потока, чем больше спадает интенсивность или концентрация этих вторичных вихрей.

Результатом сказанного является то, что сильный первичный вихрь, как он проявляется в точке T1 на фиг. 11, характеризуется ростом радиальной протяженности, в результате чего при понижении скорости течения вихрь постепенно захватывает вторичную полость 34, что происходит за счет вторичного вихря Ts1, который к концу полностью исчезает. В противоположность сказанному, вторичный вихрь Ts2, образовавшийся за счет ухода флюидальной струи, всегда присутствует во вторичной полости 36,

На фиг. 12 точка соударения флюидальной струи находится в положении 12, тогда следует говорить о вихре T2, который характеризуется повышенной радиальной протяженностью: при этом полностью исчезает вихрь Ts2, когда поток становится достаточно слабым. Основные вихри, будучи концентрированными и сильными, обладают радиальной протяженностью, которая является более высокой в переходных условиях, чем та, которую они имеют в турбулентных условиях (поскольку при турбулентных условиях обе вторичные полости оказываются занятыми вторичными вихрями и понижаются размеры пространства, доступного для развития основных вихрей). Частота колебания понижается с ростом радиальной протяженности основных вихрей.

Из фиг. 13, на которой схематически изображено относительное изменение коэффициента K в функции от числа Рейнольдса у устройства, отвечающего настоящему изобретению, видно, что, действительно, сделав зависимой радиальную протяженность вихрей от условий течения, можно повысить частоту колебаний при турбулентных условиях и понизить частоту колебаний при переходных условиях, в результате чего, тем самым, повышается линейность у излучателя.

Флюидальный излучатель, показанный на фиг. 2, позволяет измерять проходящий через него поток жидкости или газа, что достигается посредством использования двух датчиков давления 50 и 52, размещенных в концевых точках качения флюидальной струи внутри основной полости 26. Эти датчики давления присоединяют к известным устройствам, позволяющим измерять у струи частоту колебания. Эту частоту связывают со скоростью течения, проводя предварительную калибровку. Тем самым получают расходомер, который оказывается линейным в протяженной области измерения.