Способ защиты наружной согласующей накладки ультразвукового датчика расхода газа

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ЗАЩИТЫ НАРУЖНОЙ СОГЛАСУЮЩЕЙ НАКЛАДКИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДАТЧИКА РАСХОДА ГАЗА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Автор Лисовский Владислав Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(56) ЧЕРНОБАЙ Л.А. и др. Научно-технический прогресс в области механизации, электрификации и автоматизации сельского хозяйства Материалы Международной научно-практической конференции. - Минск, 2002. - Т. 1. С. 176-182.4024 , 2007.2375682 1, 2009.2381598 2, 2010.93017857 , 1995.1055478 , 1983.2004/144553 .1911530 1, 2008.(57) Способ защиты наружной согласующей накладки ультразвукового датчика расхода газа, заключающийся в том, что на наружную согласующую накладку датчика наносят в вакууме трехслойное покрытие, причем первым слоем наносят хром толщиной не менее 0,06 мкм, вторым - алюминий толщиной 0,05-0,1 мкм, третьим - оксид алюминия толщиной 0,025-0,05 мкм. Изобретение относится к технике измерения расхода газа ультразвуковыми счетчиками-расходомерами, а именно к снижению погрешности приборов при длительной эксплуатации и достижению долговременной стабильности акустических параметров первичных преобразователей с согласующими накладками, и может найти применение в промышленности и сельском хозяйстве при разработке и серийном производстве ультразвуковых счетчиков газа повышенной точности. Известны способы измерения расхода газовых сред ультразвуковыми расходомерами,которые основаны на применении двух одинаковых первичных преобразователей, встроенных оппозиционно в калиброванный мерный участок, который помещен в газовую магистраль 1, 2. Данные преобразователи выполняют поочередно функции излучателей и приемников и позволяют измерять разность скоростей прохождения импульсного сигнала по потоку газа и против, что в первом приближении пропорционально скорости потока. Для получения требуемого уровня амплитуды принятого сигнала преобразователи снабжаются согласующими накладками с переменным акустическим сопротивлением, а повышение долговечности работы датчиков достигается за счет наклейки или напыления алюминиевого защитного покрытия. 17077 1 2013.04.30 Недостатком данных способов измерения расхода является временная нестабильность акустических характеристик последней излучающей (приемной) накладки, что приводит к значительному увеличению погрешности счетчиков-расходомеров газа в области больших расходов. Попытки защиты датчиков алюминиевой фольгой не выдержали проверку временем, лучшие результаты дало напыление тонкого алюминиевого слоя, однако и он не решает проблему долговременной стабильности из-за абразивного действия микрочастиц газового потока и наличия агрессивных примесей 1, 2. Аналогов, близких к заявляемому способу, прототипа, не обнаружено. Задачей является создание высокостабильного во времени защитного покрытия, не ухудшающего акустические характеристики существующего датчика расхода газа. Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается способ защиты наружной согласующей накладки ультразвукового датчика расхода газа, заключающийся в том, что на наружную согласующую накладку датчика наносят в вакууме трехслойное покрытие, причем первым слоем наносят хром толщиной не менее 0,06 мкм, вторым - алюминий толщиной 0,05-0,1 мкм, третьим - оксид алюминия толщиной 0,025-0,05 мкм. Например, при создании ультразвуковых счетчиков-расходомеров газа серии СГУ 001 типоразмеров от 16 до 40 использовались первичные преобразователи расхода с многослойным защитным покрытием на наружной согласующей накладке излучателяприемника из специально отформованного пенополистирола. Наружная поверхность накладки перед помещением в вакуумную установку тщательно обрабатывается методом ионной очистки, и затем методом плазменного напыления последовательно наносится трехслойная пленочная структура, где первый адгезионный слой - хром - не менее 0,06 мкм, затем слой алюминия 0,1 мкм, с наружным алмазоподобным покрытием из оксида алюминия толщиной 0,05 мкм. Проведенные исследования влияния защитного покрытия 23 на акустические характеристики первичных преобразователей расхода газа показали, что его использование практически не приводит к гашению амплитуды первой волны ультразвукового сигнала, а адгезионная прочность и стойкость к агрессивным и механическим воздействиям позволяют увеличить срок службы счетчика-расходомера на время, в 4-5 раз превышающее межповерочный интервал. Источники информации 1. Кремлевский П.П. Измерение расхода и количества жидких и газообразных сред. М. Энергия, 1992. 2. Чернобай Л.А., Лисовский В.В., Карташевич А.Н. Результаты разработки и опыт эксплуатации ультразвуковых счетчиков газа типоразмера -25 В сб. Научнотехнический прогресс в области электрификации и автоматизации. - Минск, 2003. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.