CS260192B1 - Device of gaseous or liquid medium's flow direction and speed ultrasonic digital measuring in plane - Google Patents

Description

260192 měnič a v iprvom kvadrante roviny xy jeumiestnený štvrtý elektroakustický měnič,ktorý je spolu s třetím meničom reciproč-ný. Prvý a druhý měnič sú pomocou svoriekpřipojené priamo na vstupy prvého a dru-hého zosilňovača, kým třetí a čtvrtý měničsú připojené cez dvojpólový přepínač ria-dený ovládačom na vstup tretieho zosilňo-vača a na výstup budiaceho obvodu. Výstu-py zosilňovačov sú připojené na nulovacievstupy časovačov, ktorých nastavovacievstupy sú spojené s prvým budiacim výstu-pom riadiaceho obvodu. Jeho druhý budiacivýstup je spojený so vstupom budiaceho ob-vodu. Prvý nulovací výstup riadiaceho ob-vodu je spojený s pomocnými nulovacímivstupmi časovačov, ktorých výstupy sú při-pojené ku hradlovacím vstupom počitadiel.Ich počítacie vstupy sú spojené s výstupomgenerátora impulzov mernej frekvencie aich pomocné nulovacie vstupy sú spojenés druhým nulovacím výstupom riadiacehoobvodu. Synchronizačný výstup riadiacehoobvodu je spojený so synchronizačnýmvstupom jednotky spracovania, ktorej úda-jové vstupy sú spojené s údajovými výstup-mi počitadiel a údajové výstupy jednotkyspracovania sú spojené so svorkou infor-mácie o rýchlosti prúdenia a so svorkou in-formácie o smere prúdenia. Svorka štartumerania je spojená so startovacím vstupomriadiaceho obvodu. Výhodou zariadenia podl'a vynálezu je, žena bezkontaktně číslicové meranie rovinné-ho vektora prúdenia vyžaduje len dva re-cipročně meniče a dva prijímacie meniče.Vysielaná ultrazvuková vlna je sférická, ne-může teda dójsť k chybě merania vplyvomznosu. Zariadenie naviac poskytuje možnostmerať rovinné súradnice polohy štvrtéhoelektroakustického meniča, pričom výpoč-tový algoritmus umožňuje plné korigovatvplyv zmien parametrov média skalárnehocharakteru i vektorového charakteru a takdocieliť zvýšenie přesnosti merania.

Na priloženom výkrese je na obr. 1 zná-zorněné geometrické rozloženie meničov vrovině xy a na obr. 2 je uvedená blokováschéma zapojenia elektronických obvodovmerača.

Ako je znázorněné na obr. 1, prvý elek-troakustický měnič 1 je umiestnený svojímstredom na súradnej osi x a druhý elektro-akustický měnič 2 na osi y pravouhlej ro-vinnej súradnej sústavy. Vyhovujúci tvarmeničov je válcový, prstencový alebo gulo-vý; móže však ísť aj o meniče kvázibodo-vé, t. j. s rovinnou aktívnou plochou tech-nicky zanedbatelných rozmerov voči vzá-jomným vzdialenostiam meničov. Prvý re-cipročný měnič 3 je umiestnený v počiat-ku súradnej sústavy a druhý recipročný mě-nič 4 v prvom kvadrante roviny xy vnútrirovnoběžníka, ktorého vrcholy sú tvořenépočiatkom súradnej sústavy a stredmi při-jímacích meničov 1 a 2. Recipročně meničemóžu byť tvaru valca, prstenca alebo gule a můžu byť elektrostatické, piezoelektrickéalebo magnetostrikčné. Svorkami 5, 6, 7, 8je meracia sonda připojená k elektronické-mu obvodu merača. Z obr. 2 je zřejmé, že měnič 1, 2 sú při-pojené ku zodpovedajúcim vstupom prvéhozosilňovača 9 a druhého zosilňovača 10.Recipročně meniče 3, 4 sú cez dvojpólovýpřepínač 13, riadený ovládačom 14 připo-jené na třetí zosilňovač 11 a na výstup bu-diaceho obvodu 12. Riadiaci obvod 18 soštartovacou svorkou 19 je budiacimi výstup-mi připojený ku ovládačů 14 a ku časova-čem 15, 18, 17. Časovače sú bistabilné pre-klápacie obvody, spojené svojimi vstupmis výstupmi zosilňovačov 9, 10, 11 a svojimivýstupmi spojené s hradlovacími vstupy po-čítadiel 20, 21, 22, ktorých počítacie vstu-py sú připojené k výstupu generátora im-pulzov mernej frekvencie 23. Údajové vý-stupy počitadiel sú spojené s údajovýmivstupmi jednotky spracovania 24, ktorej ú-dajové výstupy sú spojené so svorkou 25informácie o smere prúdenia a so svorkou26 informácie o rýchlosti prúdenia média.Nulovacie výstupy riadiaceho obvodu 18 súspojené s pomocnými nulovacími vstupmičasovačov 15, 16, 17 a počitadiel 20, 21, 22.Synchronizačný výstup riadiaceho obvodu18 je spojený so synchronizačnym vstupomjednotky spracovania 24. Činnost zariadenia je následovně: Přivedením Štartovacieho impulzu nasvorku 19 sa začne prvý takt merania, vktorom riadiaci obvod 18 spustí budiaci ob-vod 12 a ten vybudí druhý recipročný mě-nič 4, ktorý vyšle ultrazvuková impulznúsférická vlnu. Súčasne riadiaci obvod 18nastaví časovače 15, 16, 17 a ich výstupyodhradlujú počítadlá 20, 21, 22, takže začnupočítat impulzy mernej frekvencie. Při do-pade čela tej časti sférickéj ultrazvukovéjvlny, ktorá sa šíři v rovině xy, na aktivněpovrchy elektroakustických meničov 1, 2, 3sú prostredníctvom zosilňovačov 9, 10, 11nulované časovače 15, 16, 17 a počítadlá 20,21, 22 prestanú počítat. Vysláním synchro-nizačného impulzu na jednotku spracova-nia 24 sú obsahy počitadiel 20, 21, 22 pře-sunuté do pamSti jednotky spracovania 24.Potom riadiaci obvod 18 vynuluje časovače15, 16, 17 a počítadlá 20, 21, 22 a pomocouovládača 14 přepne dvojpólový přepínač 13.Automaticky je spustený druhý takt mera-nia, v ktorom si recipročně meniče 3 a 4vymenia funkcie vzhfadom na prvý takt.Obsahy počitadiel 20, 21, 22 po druhom tak-te sú přesunuté na iné pamaťové miesta jed-notky spracovania 24. Tým je vlastně me-ranie ukončené a automaticky je spustenévyhodnotenie údajov. Jednotka spracovania24 podlá voipred zadaného algoritmu vypo-čítá směr a rýchlosť prúdenia média v ro-vině xy na základe obsahov počitadiel zoboch taktov merania, ktoré reprezentujúrýchlosti šírenia ultrazvukové] vlny, uná-

Claims (2)

1. 260132 šanej prúdiacim médiom. Po skončení vý-počtu sú výsledky k dispozícii na svorke 23informácie o smere prúdenia a na svor-ke 26 informácie o rýchlosti prúdenia. Popísané rozloženie elektroakustickýchmeničov a štruktúra elektronického obvo-du umožňuje jednoduchých spósobom vy-užit zariadenie podl-a vynálezu na meraniepolohy druhého recipročného meniča 4 vrovině xy, ak sa tento vyhotoví ako pohyb-livý a upraví sa výpočtový algoritmus. Při-tom algoritmus výpočtu súradníc meniča 4umožňuje plné korigovat vplyv zmien para- metrov média skalárneho charakteru, napr.teploty a navýše i vplyv parametra vektoro-vého charakteru, t. j. prúdenia, čím je do-cielená vyššia přesnost merania. Merač bol vyhotovený s válcovými elek-trostatickými meničmi, rozloženými podláobr. 1 a overený pri meraní prúdenia vzdu-chu. Zariadenie podl'a vynálezu je možné vy-užit v meteorologii, hydrológii, vojenskejtechnike, digitalizácii výkresov a máp a in-de. PREDMET Zariadenie na ultrazvukové číslicové me-ranie směru a rýchlosti prúdenia plynnéhoalebo kvapalného média v rovině, pozostá-vajúce zo sondy tvorenej štyrmi válcovými,prstencovými, gulovými alebo miniatúrnymielektroakustickými meničmi a z elektronic-kého obvodu tvořeného zosilňovačmi, časo-vačmi, počítadlami, generátorom impulzovmernej frekvencie, riadiacim obvodom, jed-notkou spracovania, budiacim obvodom aprepínačom s ovládačom, vyznačujúce satým, že prvý a druhý elektroakustický při-jímací měnič (1, 2) sú umiestnené svojimistredmi na osiach x, y pravouhlej súradni-covej sústavy v horizontálnej rovině, v po-čiatku ktorej je svojím stredom umiestnenýtřetí elektroakustický měnič (3) a v prvomkvadrante súradnicovej sústavy x, y je u-miestnený štvrtý elektroakustický měnič(4), ktorý je spolu s třetím meničom (3)recipročný, pričom prvý a druhý měnič (1, 2) sú svorkami (5, 6) spojené so vstupmizosilňovačov (9, 10), třetí a štvrtý měnič(3, 4) sú svorkami (7, 8) připojené cezdvojpólový přepínač (13), riadený ovláda-čom (14), na vstup zosilňovača (11) a navýstup budiaceho obvodu (12), výstupy zo- VYNALEZU silňovačov (9, 10, 11) sú připojené na nulo-vacie vstupy časovačov (15, 16, 17), nasta-vovacie vstupy ktorých sú spojené s prvýmbudiacim výstupom riadiaceho obvodu (18),ktorého druhý budiaci výstup je spojený sovstupom budiaceho obvodu (12), prvý nu-lovací výstup riadiaceho obvodu (18) jespojený s pomocnými nulovacími vstupmičasovačov (15, 16, 17), ktorých výstupy súpřipojené ku hradlovacím vstupom počíta-diel (20, 21, 22), ktorých počítacie vstupysú spojené s výstupom generátora impulzovmernej frekvencie (23), pričom pomocnénulovacie vstupy počítadiel (20, 21, 22) súspojené s druhým nulovacím výstupom ria-diaceho obvodu (18), ktorého synchronizač-ný výstup je spojený so synchronizačnýmvstupom jednotky spracovania (24), ktorejúdajové vstupy sú spojené s údajovými vý-stupmi počítadiel (20, 21, 22) a údajové vý-stupy jednotky spracovania (24) stí spojenéSO’ svorkou (25) informácie o smere prúde-nia a so svorkou (26) informácie o rýchlos-tl prúdenia média v rovině, pričom svorka(19) startu merania je spojená so startova-cím vstupom riadiaceho obvodu (18). 1 list výkresov