RU2106602C1 - Ultrasound flowmeter - Google Patents

Ultrasound flowmeter Download PDF

Info

Publication number
RU2106602C1
RU2106602C1 RU94001376A RU94001376A RU2106602C1 RU 2106602 C1 RU2106602 C1 RU 2106602C1 RU 94001376 A RU94001376 A RU 94001376A RU 94001376 A RU94001376 A RU 94001376A RU 2106602 C1 RU2106602 C1 RU 2106602C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
receiving
signal
comparator
input
Prior art date
Application number
RU94001376A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94001376A (en
Inventor
А.В. Благонравов
М.Г. Крюков
Д.А. Хохлов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Взлет"
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 Закрытое акционерное общество "Взлет" filed Critical Закрытое акционерное общество "Взлет"
Priority to RU94001376A priority Critical patent/RU2106602C1/en
Publication of RU94001376A publication Critical patent/RU94001376A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106602C1 publication Critical patent/RU2106602C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: flowmeter has preobing pulse generator, receiving and amplifying route 2, peak detect or 3, comparator 4, and signal strobing device 5. EFFECT: higher measurement results. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерительным приборам, выполняющим измерение расхода жидкости с помощью ультразвука. The invention relates to measuring equipment, in particular, to measuring instruments that perform the measurement of fluid flow using ultrasound.

Наиболее близким аналогом изобретения является расходомер воды ультразвуковой бесконтактный УЗР-МП [1]. The closest analogue of the invention is a non-contact ultrasonic water flow meter UZR-MP [1].

Данный расходомер содержит блок приема и генерации сигналов. В состав этого блока входит приемно-усилительный тракт, генератор зондирующих импульсов и компаратор. This flow meter contains a block for receiving and generating signals. The structure of this unit includes a receiving-amplifying path, a probe pulse generator and a comparator.

Указанная конструкция расходомера позволяет обеспечить довольно высокую точность измерения расхода воды с относительной погрешностью около 2,0 - 2,5% при общем суммарном весе вторичного преобразователя, составляющем около 6,0 кг. The indicated design of the flow meter allows a rather high accuracy of measuring the water flow with a relative error of about 2.0 - 2.5% with a total total weight of the secondary transducer of about 6.0 kg.

К числу недостатков рассмотренной конструкции следует отнести влияние шумовых помех, также возникающих в конструкции прибора, на надежность прибора при возможном нарастании уровня этих шумов до уровня полезного сигнала. Among the shortcomings of the considered design should include the influence of noise interference, also arising in the design of the device, on the reliability of the device with a possible increase in the level of these noises to the level of the useful signal.

Техническим результатом от использования изобретения является уменьшение влияния шумов на точность и надежность измерения контролируемых параметров потока жидкости. The technical result from the use of the invention is to reduce the influence of noise on the accuracy and reliability of the measurement of controlled parameters of the fluid flow.

Это достигается тем, что в ультразвуковом расходомере, содержащем блок приема и регенерации сигналов, в состав которого входят приемно-усилительный тракт, генератор зондирующих импульсов и компаратор, в приемно-усилительный тракт включены устройство стробирования сигнала и пиковый детектор, причем выход приемно-усилительного тракта соединен с первым входом пикового детектора непосредственно, а с вторым - через устройство стробирования сигнала, второй вход которого соединен с генератором зондирующих импульсов, а выход - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом приемно-усилительного тракта, а третий - с выходом пикового детектора. This is achieved by the fact that in the ultrasonic flow meter containing a signal reception and regeneration unit, which includes a receiving-amplifying path, a probe pulse generator and a comparator, a signal gating device and a peak detector are included in the receiving-amplifying path, and the output of the receiving-amplifying path connected directly to the first input of the peak detector, and to the second through a signal gating device, the second input of which is connected to the probe pulse generator, and the output is connected to the first input a comparator, the second input of which is connected to the output of the receiver-amplifier path, and the third to the output of the peak detector.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого технического решения; на фиг.2 - форма получаемых сигналов во времени на выходе отдельных узлов блока приема и генерации сигналов. In FIG. 1 shows a block diagram of a proposed technical solution; figure 2 - the shape of the received signals in time at the output of individual nodes of the block receiving and generating signals.

Устройство приема и обработки сигналов (БПиГС) содержит генератор зондирующих импульсов (ГЗИ) 1, приемно-усилительный тракт (ПУТ) 2, пиковый детектор (ПД) 3, компаратор 4 и устройство стробирования сигнала (УСС) 5. The device for receiving and processing signals (BPiGS) contains a probe pulse generator (GZI) 1, a receiving amplifier circuit (PUT) 2, a peak detector (PD) 3, a comparator 4 and a signal strobe device (CSS) 5.

При этом выход 6 ПУТ 3 соединен с входами компаратора 4, ПД 3 и УСС 5, а выход 7 УСС 5 соединен с входами ПД 3 и компаратора 4. Выход 8 ПД 4 соединен с вторым входом компаратора 4. In this case, the output 6 of the control panel 3 is connected to the inputs of the comparator 4, PD 3 and CSS 5, and the output 7 of the CSS 5 is connected to the inputs of the PD 3 and comparator 4. The output 8 of the PD 4 is connected to the second input of the comparator 4.

Блок приема и генерации сигнала работает следующим образом. Block receiving and generating a signal operates as follows.

Генератор зондирующих импульсов 1 выдает в схему расходомера, в том числе и на УСС 5, высокочастотные сигналы 9 с периодичностью, устанавливаемой расчетным путем и зависящей от диаметра трубопровода, в котором измеряются параметры потока движущейся жидкости и схемы установки на трубопроводе преобразователей электроакустических, посылающих зондирующий сигнал 10 в трубопровод и принимающих этот сигнал после прохождения им потока для последующей обработки в схеме расходомера. The probe pulse generator 1 outputs to the flowmeter circuit, including the USS 5, high-frequency signals 9 with a frequency determined by calculation and depending on the diameter of the pipeline, in which the flow parameters of the moving fluid and the installation diagram of the electroacoustic transducers sending the probe signal on the pipeline are measured 10 into the pipeline and receiving this signal after passing through the stream for subsequent processing in the flowmeter circuit.

Через интервал времени
t = L/C - t,
где
L - расстояние между электроакустическими преобразователями, установленными на трубопроводе;
C - скорость звука в измеряемой среде;
t - интервал времени, обеспечивающий запуск УСС 5 до прихода в БПиГС зондирующего сигнала 10, прошедшего через измеряемый поток,
после подачи сигнала 9 от ГЗИ 1 происходит запуск УСС 5 и последний выдает стробирующий импульс 11, который через выход 7 поступает на входы ПД 3 и компаратора 4 и тем самым подготавливает их к рабочему режиму.
After a time interval
t = L / C - t,
Where
L is the distance between the electro-acoustic transducers mounted on the pipeline;
C is the speed of sound in the measured medium;
t is the time interval that enables the launch of the CSS 5 until the probing signal 10 passes through the measured stream to the BPiGS,
after the signal 9 is supplied from GZI 1, the CSS 5 starts up and the latter gives out a gating pulse 11, which, through output 7, goes to the inputs of the PD 3 and comparator 4 and thereby prepares them for operation.

До прихода стробирующего импульса 11 входы ПД 3 и компаратора 4 закрыты для любых сигналов, возникающих в схеме. Before the arrival of the gate pulse 11, the inputs of the PD 3 and the comparator 4 are closed for any signals that occur in the circuit.

После приведения ПД 3 и компаратора 4 в рабочий режим они принимают зондирующий сигнал 10, возвращенный в схему измерений и поступающий на их входы непосредственно с выхода ПУТ 2 в течение всего времени действия стробирующего импульса 11, и обрабатывают его следующим образом. After bringing the PD 3 and the comparator 4 to the operating mode, they receive the probe signal 10 returned to the measurement circuit and fed to their inputs directly from the output of the PUT 2 during the entire duration of the strobe pulse 11, and process it as follows.

На выходе ПД 3 образуется постоянный сигнал 12, равный
Uп.д. = K•Umax,
где
Uп.д. - постоянное напряжение на выходе ПД 3;
K - постоянный коэффициент, выбираемый в пределах, зависящих от степени искажения сигнала, принимаемого БПиГС;
Umax максимальное значение зондирующего сигнала 10, ввозвратившегося в схему измерений.
At the output of the PD 3, a constant signal 12 is formed, equal to
U p.p. = K • U max ,
Where
U p.p. - constant voltage at the output of PD 3;
K is a constant coefficient selected within the limits depending on the degree of distortion of the signal received by the BPiGS;
U max the maximum value of the probe signal 10, returned to the measurement circuit.

При этом соотношение Umax/Uп.д. для конкретного расходомера сохраняется постоянным. В результате на компаратор 4 поступают два сигнала:
зондирующий сигнал 10 на входе приемного тракта,
постоянный сигнал 12
Превышение зондирующего сигнала 10 над постоянным сигналом 12 позволяет компаратору 4 обеспечить надежное вычисление параметров измеряемого потока жидкости, а закрытие входов ПД 3 и компаратора 4 после прекращения действия стробирующего импульса 11 исключает влияние нарастания шумовых помех в схеме расходомера на точность и надежность его измерений.
Moreover, the ratio U max / U p.p. for a particular flowmeter is kept constant. As a result, two signals arrive at comparator 4:
sounding signal 10 at the input of the receiving path,
constant signal 12
The excess of the probe signal 10 over the constant signal 12 allows the comparator 4 to provide reliable calculation of the parameters of the measured fluid flow, and closing the inputs of the PD 3 and the comparator 4 after the termination of the gate pulse 11 eliminates the influence of the increase in noise interference in the flowmeter circuit on the accuracy and reliability of its measurements.

Claims (1)

Ультразвуковой расходомер, содержащий блок приема и генерации сигналов, в состав которого входит генератор зондирующих импульсов, приемно-усилительный тракт и компаратор, отличающийся тем, что приемно-усилительный тракт снабжен устройством стробирования сигнала и пиковым детектором, причем выход приемно-усилительного тракта соединен с первым входом пикового детектора непосредственно, а со вторым - через устройство стробирования сигнала, второй вход которого соединен с выходом генератора зондирующих импульсов, а выход - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом приемно-усилительного тракта, а третий - с выходом пикового детектора. An ultrasonic flow meter containing a signal receiving and generating unit, which includes a probe pulse generator, a receiving-amplifying path and a comparator, characterized in that the receiving-amplifying path is equipped with a signal gating device and a peak detector, wherein the output of the receiving-amplifying path is connected to the first the input of the peak detector directly, and with the second through the signal gating device, the second input of which is connected to the output of the probe pulse generator, and the output to the first input m of a comparator, the second input of which is connected to the output of the receiver-amplifier path, and the third to the output of the peak detector.
RU94001376A 1994-01-13 1994-01-13 Ultrasound flowmeter RU2106602C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94001376A RU2106602C1 (en) 1994-01-13 1994-01-13 Ultrasound flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94001376A RU2106602C1 (en) 1994-01-13 1994-01-13 Ultrasound flowmeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94001376A RU94001376A (en) 1995-09-20
RU2106602C1 true RU2106602C1 (en) 1998-03-10

Family

ID=20151492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94001376A RU2106602C1 (en) 1994-01-13 1994-01-13 Ultrasound flowmeter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2106602C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010140921A1 (en) 2009-06-01 2010-12-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Уралтехнология" Method for measuring the flow rate of fluid media and an ultrasonic flowmeter (embodiments)
RU177147U1 (en) * 2017-11-01 2018-02-12 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Уралтехнология" ULTRASONIC FLOW METER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Расходомер воды ультразвуковой бесконтактный УЗР-МП, ЛШОГ 407351.001 ПС, Санкт-Петербург, 1992. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010140921A1 (en) 2009-06-01 2010-12-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Уралтехнология" Method for measuring the flow rate of fluid media and an ultrasonic flowmeter (embodiments)
RU177147U1 (en) * 2017-11-01 2018-02-12 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Уралтехнология" ULTRASONIC FLOW METER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5796009A (en) Method for measuring in a fluid with the aid of sing-around technique
DK141286A (en) PROCEDURES AND APPARATUS FOR FLOW MEASUREMENT
CA2677516A1 (en) Apparatus for determining transverse velocity or temperature of a fluid in a pipe
JPS6468627A (en) Acoustic high temperature measuring apparatus and method
CA2152102C (en) High resolution measurement of thickness using ultrasound
Castagnede et al. Correlation method for normal mode tracking in anisotropic media using an ultrasonic immersion system
US4391150A (en) Electro-acoustic flowmeter
RU2106602C1 (en) Ultrasound flowmeter
CN111397721A (en) Method and system for absolute calibration of co-vibrating vector hydrophone based on water surface boundary vibration measurement technology
Bucci et al. Numerical method for transit time measurement in ultrasonic sensor applications
RU2052769C1 (en) Ultrasonic method of measuring thickness of articles with large attenuation of ultrasound and apparatus for performing the method
RU2085858C1 (en) Ultrasound method for detection of product volume which runs through pipe and device which implements said method
RU2073830C1 (en) Method of measurement of flow rate of liquid and gaseous media
SU1345063A1 (en) Method of determining depth and velocity of propagation of ultrasonic waves in articles
RU1820230C (en) Device for measuring speed of propagation of ultrasonic oscillations
RU2160887C1 (en) Ultrasonic flowmeter
RU94001376A (en) ULTRASONIC FLOWMETER
SU1610428A1 (en) Method and apparatus for checking continuity of liquid flow in pipe-line
RU2244270C1 (en) Device for measuring sound speed in liquid environment
SU917074A1 (en) Method of sound reflection factor determination
SU1504520A1 (en) Method and apparatus for measuring velocity of ultrasound
SU1133544A1 (en) Device for ultrasonic material quality control
SU847184A1 (en) Pulse meter of ultrasound speed
RU2208223C2 (en) Meter measuring speed of sound in liquid media
SU721744A1 (en) Ultrasonic flaw detector