SU792077A1 - Medium velocity ultrasonic meter - Google Patents

Medium velocity ultrasonic meter Download PDF

Info

Publication number
SU792077A1
SU792077A1 SU772526217A SU2526217A SU792077A1 SU 792077 A1 SU792077 A1 SU 792077A1 SU 772526217 A SU772526217 A SU 772526217A SU 2526217 A SU2526217 A SU 2526217A SU 792077 A1 SU792077 A1 SU 792077A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
generator
medium
selector
low
Prior art date
Application number
SU772526217A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Видас Антанович Сукацкас
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU772526217A priority Critical patent/SU792077A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU792077A1 publication Critical patent/SU792077A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  одновременного измерени  скорости движени  среды и скорости ультразвука в ней или параметра, завис щего 5 от скорости ультразвука: температура , давление.The invention relates to a measurement technique and can be used to simultaneously measure the speed of movement of the medium and the speed of ultrasound in it or a parameter depending on 5 of the speed of ultrasound: temperature, pressure.

Известен импульсный ультразвуковой термоанемометр, в котором измерение скорости потока производитс  по изме- Ю рению разности частот импульсно-модулированных ультразвуковых колебаний, распростран ющихс  в двух противоположных направлени х в замкнутой динамической системе устройства l. 15A pulsed ultrasonic thermo-anemometer is known in which the measurement of the flow velocity is made by measuring the frequency difference between the pulse-modulated ultrasonic oscillations propagating in two opposite directions in the closed dynamic system of the device l. 15

Он позвол .ет измер ть скорость ультразвука в среде и скорость движени  среды, однако на точность измерени  вли ют как неидентичность и нестабильность обоих электрических кана- 20 лов, так и нестабильности передних и задних фронтов импульсов, а также флюктуации, поскольку среда зондируетс  по обоим направлени м в разных точках и необ зательно oднqвpeмeннo. 25It allows you to measure the speed of ultrasound in the medium and the speed of the medium, however, the accuracy of the measurement is influenced by both the non-identity and instability of both electrical channels, and the instability of the front and rear edges of pulses, as well as fluctuations, as the medium is probed by both directions at different points and optionally one at a time. 25

Известен циЛровой ультразвуковой измеритель скорости движени  ере.цы, содержащий приемопередающие элементы, размещенные на противоположных стенках канала под углом к направлению ЮA known cylinder ultrasonic velocity measuring device containing transceiver elements placed on opposite walls of the channel at an angle to the direction U

движени  потока, усилитель, смеситель , фильтр низких частот, формирователь , управл емый электронный счетчик импульсов, а также генератор качающейс  частоты с модул цией по пилообразному закону, соединенный по высокочастотному выходу с входом к;оммутатора направлений, выходы которого подключены к излучакхцему и .приемному элементам и входам смесител , при этом выход коммутатора направлений соединен через усилитель с другим входом смесител ,подключенного по входу через фильтр низких частот к входу схемы выделени  измерительного периода, низкочастотный выход генератора качаюгцейс  частоты соединен через формирователь с входами коммутатора направлений , входом схемы выделени  измерительного периода и входом схемы управлени  счетчиком импульсов, выходы которой Счет, Старт и Стоп соединены с соответствую1цими входами управл емого счетчика, а выход генератора качающейс  частоты подключен к одному из входов схемы выделени  измерительного периода 2 .flow, an amplifier, a mixer, a low-pass filter, a driver, a controlled electronic pulse counter, and a oscillating frequency generator modulated according to a sawtooth law, connected to the high-frequency output with an input to the directional muffler, the outputs of which are connected to the transmitter and receiver. elements and inputs of the mixer, while the output of the directional switch is connected through an amplifier to another input of the mixer connected to the input through a low-pass filter to the input of the measuring circuit Iodine, the low-frequency output of the kachayugtsay frequency generator is connected via a driver to the inputs of a direction switch, the input of a measurement period selection circuit and the input of a pulse counter control circuit whose outputs are Count, Start and Stop connected to the corresponding inputs of a controlled counter, and the output of a sweeping frequency generator is connected to one from the inputs of the measurement period allocation circuit 2.

С помощью этого измерител  измер .етс  только один параметр: скорость iWith this meter, only one parameter is measured: speed i

среды. Кроме того, среда эо.н/5ируетс  в каждом .направлении в разное врем , а величина быстрых флуктуации .скорости движени  среды или скорости ультразвука в среде не компенсируютс , что вносит погрешность измерени . . Цель изобретени  - одновременное кЗмерение скорости ультразвука в среде и повышение точности.environment. In addition, the medium is in each direction at different times, and the magnitude of the fast fluctuations of the velocity of the medium or the velocity of ultrasound in the medium is not compensated, which introduces a measurement error. . The purpose of the invention is the simultaneous measurement of the speed of ultrasound in the medium and an increase in accuracy.

Указанна  цель достигаетс  тем,что ультразвуковой измеритель скорости движени  среды снабжен последов ательной цепью из фильтра высокой частоты и преобразовател  период-напр жение, включенной между выходом смесител  и индикатором скорости ультразвука в среде и вычислителем в виде последовательно соединенных ждущего геНератора импульсов стабильной длительности и амплитуды, селектора и накопител , при . этом выходы фильтров высокой и -НИЗКОЙ частот соответственно соединенных с входом запуска ждуЫего генератора и входом селектора, блок управлени  св зи с селектором и накопителем, а индикатор скорости движени  среды, выполненный в виде измерител  отношени  посто нных напр жений, включен между выходом вычислител  и индикатором скорости ультразвука в среде.This goal is achieved by the fact that an ultrasonic measuring device for the velocity of a medium is equipped with a series circuit of a high-frequency filter and a period-voltage converter connected between the output of the mixer and an ultrasound velocity indicator in the medium and a calculator in the form of serially connected waiting generator of stable duration and amplitude, selector and accumulator, with. Thereby, the high and low frequency filter outputs are respectively connected to the start input of the waiting generator and the selector input, the control unit for communication with the selector and the accumulator, and the indicator of the velocity of the medium, made in the form of a DC ratio meter, is connected between the output of the calculator and the indicator ultrasound velocity in the medium.

На чертеже изображена структурна  схема измерител .The drawing shows a structural diagram of the meter.

Генератор 1 высокочастотного напр жени  с пр молинейной модул цией частоты с блоком управлени  2 подключен к одному из входов коммутатора 3, к среднему контакту - которого подключены электроакустические преобразователи 4 и 5, расположенные на рассто нии Ь . Другой вход коммутатора 3 через усилитель б соединен с входом смесител  7, а другой вход смесител  7 соединен с генератором 1. К выходу смесител : подключена последовательна  цепь из фильтра высокой частоты 8 и.преобразовател  период-напр жение 9, к выходу которой присоединен индикатор 10 скорости ультразвука в среде.A high-frequency voltage generator 1 with linear frequency modulation with control unit 2 is connected to one of the inputs of switch 3, to the middle contact of which electroacoustic transducers 4 and 5 are located, located at a distance of b. The other input of the switch 3 is connected via amplifier b to the input of the mixer 7, and the other input of the mixer 7 is connected to the generator 1. To the output of the mixer: a series circuit from the high-pass filter 8 and a converter period-voltage 9 are connected, to the output of which indicator 10 is connected ultrasound velocity in the medium.

К выходу смесител  через фильтр 11 низкой частот 11 подключен селектор 12 вычислител , вьтолненного в виде последовательно соединенных ждущего генератора 13 импульсов стабильной длительности и амплитуды, селектора 12 и накопител  14. Выход фильтра 8 соединен также с входом запуска генератора 13, а выход вычислител  через индикатор 15 скорости движени  среды - с индикатором 10 скорости ультразвука.Блок 2 управлени  св зан с генератором 1 ,комму.татором 3 и бло-, ками 12 и 14 вычисйител. .The output of the mixer through the low-frequency filter 11 is connected to the selector 12 of the transmitter, made as a series-connected standby generator 13 of stable duration and amplitude pulses, the selector 12 and the accumulator 14. The output of the filter 8 is also connected to the trigger input of the generator 13, and the output of the calculator through the indicator 15 speeds of movement of the medium - with ultrasound speed indicator 10. Control unit 2 is connected with generator 1, switch 3 and blocks 12 and 14 of the calculator. .

Измеритель работает следуюго,им.образом .The meter works as follows.

Напр жение генератора 1, Частота которого под воздействием блока 2 уп- равлени  измен етс  по пр молинейному закону, поступает, на один из входов коммутатора 3, .Коммутатор 3 сигналом с блока управлени  периодически подключает электроакустические преобразователи 4 и 5 к выходу генератора 1 (на врем , меньшее времени пробега ультразвука рассто ни L) или j выходу усилител  6. Ультразвуковые волны излучаютс  .преобразовател ми в направлении одна к другой и достигае их с задерх ками Т и Tg , равными; Т - - т - ьThe voltage of the generator 1, whose frequency under the influence of the control unit 2 varies according to a straight-line law, is sent to one of the inputs of the switch 3. The switch 3 periodically connects the electro-acoustic converters 4 and 5 to the output of the generator 1 (on a time less than the running time of the ultrasound of L) or j to the output of the amplifier 6. The ultrasonic waves are emitted from the transducers towards each other and reach them with T and Tg backlashes equal to; T - - t - b

Ч C+V i H c + vi

(1) где. С - скорость ультразвука в неподвижной среде, V - проекции скорости среды на направлении распространени  ультразвука.(1) where. C is the speed of ultrasound in a stationary medium; V is the projections of the velocity of the medium on the direction of propagation of ultrasound.

Частоты f и сигналов,прин тых и преобразованных преобразовател ми в электрическое напр жение, соответственно равны:The frequencies f and the signals received and converted by converters into electric voltage are respectively:

, U)U)

. . - . . . -.

где f V, частота изл чаемого в данный момент времени ультразвука ,where f V, the frequency of the ultrasound transmitted at a given time,

К - коэффициент пропорциональности , равный скорости изменени  частоты генератора 1.K - coefficient of proportionality, equal to the rate of change of the frequency of the generator 1.

Оба колебани  суммируютс  на входе усилител  6. Из-за биений между комбинаци ми сигнал на выходе усилител  б  вл етс  синусоидальньп- электрическим колебанием частоты, ч , амплитуда которого измен етс - от минимума (равного нулю, если оба сигнала одинаковой амплитуды) до максимума с частотой fi п -Этот сигнал поступает н один вход смесител  7, на другой вход которого подаетс  сигнал генератора 1 с частотой If, . Вследствие биений между сигналами частот fy, и модуль суммарного сигнала претерпевает двойные изменени  от минимума до максимума:Both oscillations are summed at the input of amplifier 6. Because of the beating between the combinations, the signal at the output of amplifier b is a sinusoidal electric frequency oscillation, h, whose amplitude varies from a minimum (equal to zero if both signals are of the same amplitude) to a maximum of frequency fi p -This signal is fed to one input of the mixer 7, to the other input of which the signal of the generator 1 is supplied with the frequency If, Due to the beats between the signals of the frequencies fy, and the modulus of the total signal undergoes double changes from minimum to maximum:

низкочастотные с частотой:low frequency with frequency:

. высокочастотные с частотой;. high frequency;

. а. but

в действительности излучаютс  и принимаютс  не непрерывные колебани  а вырезанные из него пачки импульсов Однако это обсто тельство вли ни  не оказывает, если частота подключени  коммутатора значительно больше Fg . : Из .формул Ij и 2 вытекают следующие зависимости (с погрешностью пор дка ) :not continuous oscillations emitted by a burst of pulses emitted from it are actually emitted. However, this circumstance has no effect if the switching frequency of the switch is much higher than Fg. : Formulas Ij and 2 imply the following dependencies (with an error of the order of):

.TB;.TB;

FB Fb

(4)(four)

2К.Ь 2К.Ь

Claims (2)

где Tg , TH - периоды высокочастотных и низкочастотных биений соответствейно . Па выходах Смесител  7, состо щего в простейшем случае из суммато , ра и -амплитудного детектора, выдел етс  Сигнал, содержащий частоты fв и . Сигнал с частотой F выде .л етс  фильтром 8 высокой частоты и ; через преобразователь период-напр }::ение 9 поступает на индикатор 10 скорости ультразвука в среде. Сигнал с частотой f выдел етс  фильтром 11 низкой частоты и поступает на селектор 12. С каждым периодом высокочастотных биений запускаетс  генератор 13, выifабатывающий импульсы стабильной длительности и амплитуды. Под воздействи ем сигналов с выходов фильтра 11 низкой частоты и блока 2 управлени  селектор 12 пропускает на вход накопител  14 импульсы генератора 13 в течение времени, пропорционального заданному количеству периодов н изкочастотных биений Тц . Напр жение на выходе накопител  14, построенного, нап ример, на основе интегратора, пропдрционально произведению Ти FB Индикатор 15 скоростц движени  среды, выполненный в виде измерител  отношени  посто нных напр жений, например, логаметрическйй измерительный прибор, показывает отнс аание напр жени , пропорционального , к напр жению, пропорциональному Tj,Fa, т,в. может быть проградуирован в единицах скоростиi В случае измерени  в малопоглоцагащей среде ультразвуковые колебани  на рассто нии I незначительно ослабл ютс  и составл ют заметную часть излучаемых колебаний. Необходимость усилени  прин тых колебаний отпадает и коммутатор 3 посто нно подключает выход генератора 1 к преобразовател м 4 и 5. В остальном работа измерител  аналогична описанной выше. Измеритель подготавливаетс  к следующему циклу измерени  сбросом селек тора 12 и накопител  14 в исходное состо ние соответствующими сигналами блока 2 управлени . Формула изобретени  Ультразвуковой измеритель скорости движени  среды, содержащий генератор с пр молинейной модул цией частоты, св занный через коммутатор с электроакустическими преобразовател ми, лодключенную .к коммутатору последовательную из усилители, смесител , св занного втopы входом с генератором и фильтра низкой частоты, а также . блок управлени , соединенный с генератором и кокФ утатором, и индикаторы скорости устройства и скорости движени  среды, отличающийс  тем, что, с целью одновременного из-, мерени  скорости ультразвука в среде и повышени  точности, он снабжен последовательной цепью из фильтра высокой частоты и преобразовател  периоднапр жени , включенной между выходом смесител  и индикатором скорости ультразвука и вычислителем в виде последовательно соединенных ждущего генератора импульсов стабильной длительности и амплитуды, селектора и накопител , при этом выходы фильтров высокой и низкой частот. соответственно соединены с. входом запуска ждущего генератора и входом селектора, блок iVпpaвлeни  св зан с селектором и иакопителем , а индикатор скорости движени  , выполненный в виде измерител  отнс дени  посто нных-напр жений , включен между выходом вычислител  и индикатором скорости ультразвука в среде. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 134920, кл. G01 Р 5/00, 1959. where Tg, TH are the periods of high-frequency and low-frequency beats, respectively. The pa outputs of Mixer 7, which in the simplest case consists of a sum, a phase and an amplitude detector, selects a signal containing the frequencies fc and. The signal with frequency F is emitted by high-pass filter 8 and; through the transducer period-voltage} :: en 9 enters the indicator 10 of the ultrasound velocity in the medium. A signal with a frequency f is extracted by a low-frequency filter 11 and fed to a selector 12. With each period of high-frequency beats, an oscillator 13 is triggered, producing pulses of stable duration and amplitude. Under the influence of signals from the outputs of the low-frequency filter 11 and the control unit 2, the selector 12 transmits to the input of the accumulator 14 the pulses of the generator 13 for a time proportional to a given number of periods n of frequency beats of TC. The output voltage of the accumulator 14, built, for example, on the basis of an integrator, is propagated to the product Ti FB. Indicator 15 is the velocity of the medium movement, made in the form of a DC ratio meter, for example, a log-metric measuring instrument, proportional to the voltage proportional to, to a voltage proportional to Tj, Fa, t, c. can be calibrated in units of velocity. In the case of a measurement in a low-temperature environment, the ultrasonic oscillations in the distance I are slightly weakened and constitute a noticeable part of the emitted oscillations. The necessity of amplifying the received oscillations disappears and the switch 3 constantly connects the output of the generator 1 to the converters 4 and 5. The rest of the meter operation is similar to that described above. The meter is prepared for the next measurement cycle by resetting the selector 12 and the accumulator 14 to the initial state with the corresponding signals of the control unit 2. Claims of the Invention An ultrasonic measuring device for the velocity of a medium, comprising a generator with a linear frequency modulation, connected via a switch with electroacoustic transducers, connected to a switch, a series of amplifiers, a mixer, a coupled input with a generator, and a low frequency filter, as well. a control unit connected to a generator and a cocator, and indicators of the speed of the device and the speed of the medium, characterized in that, in order to simultaneously measure the speed of ultrasound in the medium and improve accuracy, it is equipped with a series circuit of a high-frequency filter and a period converter between the mixer output and the ultrasound speed indicator and the transmitter in the form of series-connected waiting pulse generator of stable duration and amplitude, selector and drive , While the outputs of high and low frequency filters. respectively connected with. the start input of the waiting generator and the selector input, the IV control unit is connected to the selector and accumulator, and the movement speed indicator, made in the form of a constant-voltage ratio meter, is connected between the output of the calculator and the ultrasound speed indicator in the medium. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 134920, cl. G01 P 5/00, 1959. 2.Авторское свидетельство СССР 494693, кл. G01 Р 5/00, 1973 ( прототип.2. Authors certificate of the USSR 494693, cl. G01 P 5/00, 1973 (prototype.
SU772526217A 1977-09-16 1977-09-16 Medium velocity ultrasonic meter SU792077A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772526217A SU792077A1 (en) 1977-09-16 1977-09-16 Medium velocity ultrasonic meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772526217A SU792077A1 (en) 1977-09-16 1977-09-16 Medium velocity ultrasonic meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU792077A1 true SU792077A1 (en) 1980-12-30

Family

ID=20725627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772526217A SU792077A1 (en) 1977-09-16 1977-09-16 Medium velocity ultrasonic meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU792077A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS60117110A (en) Method and device for measuring flow rate of fluid
SU792077A1 (en) Medium velocity ultrasonic meter
SU824059A1 (en) Hot-wire anemometer
SU794532A1 (en) Ultrasonic liquid rate meter
SU546818A1 (en) Ultrasonic device for automatic measurement of flow rate
RU172144U1 (en) Vortex flowmeter
SU1272122A1 (en) Device for measuring absorption factor and propagation velocity of ultrasound
SU807059A1 (en) Ultrasonic device for measuring article thickness
SU494692A1 (en) Method for measuring fluid velocity
SU1384961A1 (en) Device for measuring velocity of ultrasound waves
SU757922A1 (en) Liquid media density measuring method
SU503130A1 (en) Ultrasonic flow meter
SU711383A1 (en) Ultrasonic meter of gas media temperature
SU672494A1 (en) Single-channel compensation-type flowmeter
SU1483266A1 (en) Phase ultrasonic flow meter
SU731306A1 (en) Device for measuring ultrasonic oscillation propagation time
SU599163A1 (en) Pulsed single-channel ultrasonic rate-of-flow meter
SU748240A1 (en) Ultrasonic liquid density meter
SU569854A1 (en) Ultrasonic flowmeter for
SU859940A1 (en) Uhf pulse power meter
SU708228A1 (en) Flowrate meter
SU742764A1 (en) Electroacoustic viscosimeter
SU853397A1 (en) Ultrasonic flowmeter
SU1030720A1 (en) Device for measuring acoustic signal reflection coefficient and phase shift
SU757975A1 (en) Ultrasonic measuring device