RU2209397C2

RU2209397C2 - Method of measurement of rate of flow of water in pipe line and device for realization of this method

Info

Publication number: RU2209397C2
Application number: RU2001118871/28A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Базитов; В.Н. Куликов
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: velocity of flow is determined by magnitude of velocity head in preset area of pipe line cross section; device including actuating unit is mounted on pipe line; actuating unit includes pressure tube filled with liquid medium with two actuating members at its ends and two measuring tubes; each measuring tube is provided with actuating member at one its end and with ultrasonic transducer at other end; cavities of measuring tubes are communicated by means of additional hose. Actuating members are mounted by means of protective cases ensuring reciprocating displacement along axes of respective tubes under action of flow. Electronic unit has sounding impulse generator, two amplifiers, two diodes, three rectifiers and circuit for recording and indicating momentary and total flow rates. In the course of measurements, sounding impulses (acoustic signals) of ultrasonic transducers are re-radiated. EFFECT: increased resolving power; avoidance of periodic correction of measurement results depending on temperature. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров технологических процессов, например при определении расхода хозяйственно-питьевой и технической воды, используемой в промышленных целях. The invention relates to measuring equipment and can be used in automatic control systems, control and regulation of technological parameters, for example, when determining the flow rate of drinking water and industrial water used for industrial purposes.

Известны способы измерения расхода воды в трубопроводе путем периодического измерения скорости потока в заданной области его поперечного сечения при частичном блокировании потока этой области и преобразования механического воздействия потока в линейное смещение области блокирования [1]. Known methods for measuring the flow rate of water in a pipeline by periodically measuring the flow velocity in a given region of its cross section with partial blocking of the flow of this region and converting the mechanical effect of the flow into a linear displacement of the blocking region [1].

Устройства для реализации известных способов содержат исполнительный узел, установленный на несущей трубе с обеспечением возвратно-поступательного смещения вдоль потока воды в трубопроводе, электромеханический блок, связанный с исполнительным узлом посредством контактной системы, и электронный блок. Devices for implementing the known methods include an actuating unit mounted on a supporting pipe providing reciprocating displacement along the water flow in the pipeline, an electromechanical unit connected to the actuating unit by means of a contact system, and an electronic unit.

Недостатком известных способов и устройств для их реализации является зависимость разрешающей способности от количества поддиапазонов, на которые разбит диапазон скоростей потока, рекомендуемый для заданного диаметра трубопровода. A disadvantage of the known methods and devices for their implementation is the dependence of the resolution on the number of subbands into which the range of flow rates is recommended, which is recommended for a given diameter of the pipeline.

Известен способ измерения расхода воды в трубопроводе путем определения скоростного напора в заданной области поперечного сечения трубопровода при частичном блокировании потока в этой области, заключающийся в том, что отводят поток из области его частичного блокирования в поперечном сечении в заданную область в продольном сечении, вдоль отведенного потока и на базовом расстоянии друг от друга задают первую и вторую плоскости излучения акустических сигналов, совмещают с первой плоскостью излучения вторую плоскость регистрации акустических сигналов, совмещают с второй плоскостью излучения первую плоскость регистрации акустических сигналов и в начале очередного цикла измерения в первой и во второй плоскостях излучения формируют соответственно первый и второй зондирующие импульсы, в момент достижения вторым зондирующим импульсом второй плоскости регистрации производят переизлучение первого и второго зондирующего импульса, периодически повторяют операцию переизлучения, вырабатывают заданное количество информационных сигналов, передний и задний фронт каждого из которых по времени формирования соответствует моменту очередной регистрации соответственно первого и второго зондирующих импульсов, вырабатывают заданное количество информационных сигналов, суммарную длительность которых используют для формирования информационного интервала времени, заполняют информационный интервал времени счетными импульсами, период следования которых предварительно корректируют в начале очередного цикла измерения, и по количеству счетных импульсов, сформированных за время проведения текущего цикла измерения, судят о мгновенном расходе, а по суммарному количеству счетных импульсов, сформированных за время проведения предыдущих циклов измерения, судят о суммарном расходе [2]. A known method of measuring the flow rate of water in a pipeline by determining the velocity head in a given region of the cross-section of the pipeline with partial blocking of the flow in this region, namely, that the flow is diverted from the region of its partial blocking in the cross section to a predetermined region in the longitudinal section, along the diverted flow and at a basic distance from each other, the first and second planes of emission of acoustic signals are set, the second plane of registration of acoustics is combined with the first plane of radiation signals, combine with the second plane of radiation the first plane of registration of acoustic signals and at the beginning of the next measurement cycle in the first and second planes of radiation, respectively, the first and second probe pulses are generated, at the moment the second probe pulse reaches the second plane of registration, re-emission of the first and second probe pulse , periodically repeat the re-emission operation, generate a given number of information signals, the leading and trailing edges of each and which according to the formation time corresponds to the moment of the next registration of the first and second probing pulses, respectively, generate a predetermined number of information signals, the total duration of which is used to form the information time interval, fill the information time interval with counting pulses, the repetition period of which is pre-adjusted at the beginning of the next measurement cycle, and by the number of counting pulses generated during the current measurement cycle Ia, judged on the instantaneous flow rate and the total number of counting pulses, generated at the time of previous measurement cycles, is judged on the overall consumption of [2].

Устройство для реализации известного способа содержит исполнительный узел в составе измерительной трубки, первой напорной трубки, изогнутой в направлении, противоположном направлению потока, второй напорной трубки, ориентированной перпендикулярно направлению потока, и двух ультразвуковых преобразователей, смонтированных на стенках измерительной трубки, и электронный блок в составе генератора стандартных импульсов, первого генератора зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией полного давления, второй генератор зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией статического давления, двух усилителей, двух триггеров, шести электронных ключей, ждущего мультивибратора, одновибратора и схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов. A device for implementing the known method comprises an actuating unit comprising a measuring tube, a first pressure tube bent in a direction opposite to the direction of flow, a second pressure tube oriented perpendicular to the direction of flow, and two ultrasonic transducers mounted on the walls of the measuring tube, and an electronic unit comprising standard pulse generator, the first probe pulse generator, the first output of which is connected to an ultrasonic transducer, size enny before full pressure line, a second sounding pulse generator, a first output of which is connected the ultrasonic transducer disposed in front of the line of the static pressure, two amplifiers, two triggers, six electronic switches, monostable multivibrator, a monostable and a recording circuit and display values of instant and total costs.

Недостатком известного способа и устройства для его реализации является зависимость разрешающей способности от количества переизлучений зондирующих импульсов, производимых в процессе формирования одного информационного интервала времени. The disadvantage of this method and device for its implementation is the dependence of resolution on the number of re-emissions of probe pulses produced in the process of forming one information time interval.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить разрешающую способность. The claimed technical solution improves the resolution.

Сущность способа измерения расхода воды в трубопроводе заключается в том, что задают первую и вторую плоскости излучения акустических сигналов и в начале очередного цикла измерения в указанных плоскостях одновременно формируют соответственно первый и второй зондирующие импульсы, решение поставленной задачи заключается в том, что на базовом расстоянии от первой и второй плоскостей излучения задают соответственно первую и вторую плоскости отражения акустических сигналов, совмещают с первой плоскостью излучения первую плоскость регистрации акустических сигналов, совмещают с второй плоскостью излучения вторую плоскость регистрации акустических сигналов, преобразуют механическое воздействие скоростного напора на область частичного блокирования потока в линейное смещение первой плоскости отражения в направлении первой плоскости регистрации и в линейное смещение второй плоскости отражения в направлении увеличения расстояния до второй плоскости регистрации, спустя время, отсчитываемое от момента излучения и необходимое для прохождения удвоенного расстояния до первой плоскости отражения, регистрируют первый зондирующий импульс и производят переизлучение первого и второго зондирующих импульсов, периодически повторяют операцию переизлучения, спустя время, отсчитываемое от момента излучения и необходимое для прохождения удвоенного расстояния до второй плоскости отражения, регистрируют второй зондирующий импульс, формируют первую последовательность информационных сигналов, передний фронт каждого из которых соответствует моменту очередной регистрации первого зондирующего импульса, формируют вторую последовательность информационных сигналов, передний фронт каждого из которых соответствует моменту очередной регистрации второго зондирующего импульса, исключают из первой последовательности информационные сигналы, сформированные в моменты формирования информационных сигналов второй последовательности, считывают информационные сигналы первой последовательности и по частоте их следования судят о мгновенном расходе, а по суммарному количеству о суммарном расходе. The essence of the method for measuring water flow in a pipeline is that the first and second planes of emission of acoustic signals are set and at the beginning of the next measurement cycle in the indicated planes simultaneously form the first and second probing pulses, respectively, the solution of the problem lies in the fact that at a basic distance from the first and second radiation planes set respectively the first and second reflection planes of the acoustic signals, combine the first registration plane with the first radiation plane traction of acoustic signals, combine with the second plane of radiation the second plane of registration of acoustic signals, convert the mechanical effect of the velocity head on the region of partial blocking of the flow into a linear displacement of the first reflection plane in the direction of the first registration plane and into a linear displacement of the second reflection plane in the direction of increasing the distance to the second plane registration, after the time counted from the moment of radiation and necessary to travel twice the distance to p of the first reflection plane, the first probe pulse is recorded and re-emission of the first and second probe pulses is performed, the re-emission operation is periodically repeated, after a time counted from the moment of radiation and necessary to travel twice the distance to the second reflection plane, the second probe pulse is recorded, the first sequence of information signals is generated , the leading edge of each of which corresponds to the moment of the next registration of the first probe pulse, forming a second sequence of information signals, the leading edge of each of which corresponds to the moment of the second registration of the second probe pulse, is excluded from the first sequence information signals generated at the moments of the formation of information signals of the second sequence, information signals of the first sequence are read and the instantaneous flow rate is judged by their frequency, but by the total amount of the total consumption.

Устройство для реализации способа измерения расхода воды в трубопроводе содержит исполнительный узел в составе первой измерительной трубки, напорной трубки, изогнутой в направлении, противоположном направлению потока, и двух ультразвуковых преобразователей, и электронный блок в составе генератора зондирующих импульсов, двух усилителей и схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов, поставленная задача решается тем, что в состав исполнительного узла, размещенного в монтажном корпусе, включена вторая измерительная трубка, на торцах напорной трубки смонтированы соответственно первый и второй исполнительные элементы, на одном из торцов первой и второй измерительных трубок смонтированы соответственно третий и четвертый исполнительные элементы, на другом торце - соответственно первый и второй ультразвуковые преобразователи, исполнительные элементы смонтированы посредством защитных чехлов с обеспечением возможности возвратно-поступательного смещения вдоль осей симметрии соответствующих трубок, измерительные и напорная трубки заполнены жидкой средой, полости первой и второй измерительных трубок соединены дополнительным шлангом, напорная трубка установлена в монтажном корпусе с обеспечением механического воздействия скоростного напора в трубопроводе на первый исполнительный элемент, первая измерительная трубка установлена в монтажном корпусе с обеспечением механического контакта между вторым и третьим исполнительными элементами, а в состав электронного блока дополнительно включены два диода и три вентиля, при этом к выходу генератора зондирующих импульсов подключены запирающий вход первого вентиля, запирающий вход второго вентиля, через первый диод - вход первого вентиля и первый ультразвуковой преобразователь, а через второй диод - вход второго вентиля и второй ультразвуковой преобразователь, к выходу первого вентиля подключен вход первого усилителя, к выходу второго вентиля подключен вход второго усилителя, к выходу первого усилителя подключены вход третьего вентиля и вход генератора зондирующих импульсов, к выходу второго усилителя подключен запирающий вход третьего вентиля, а к выходу третьего вентиля подключен вход схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов. A device for implementing a method for measuring water flow in a pipeline contains an actuating unit as a part of a first measuring tube, a pressure tube bent in the direction opposite to the flow direction, and two ultrasonic transducers, and an electronic unit as a part of a probe pulse generator, two amplifiers, and a registration and indication circuit values of instantaneous and total costs, the task is solved by the fact that the second measurement is included in the composition of the actuating unit located in the mounting case itel tube, the first and second actuators are mounted at the ends of the pressure tube, respectively, the third and fourth actuators are mounted at one of the ends of the first and second measuring tubes, the first and second ultrasonic transducers are mounted at the other end, the actuators are mounted with protective covers with providing the possibility of reciprocating displacement along the axis of symmetry of the corresponding tubes, the measuring and pressure tubes are filled With a liquid medium, the cavities of the first and second measuring tubes are connected by an additional hose, the pressure tube is installed in the mounting case with mechanical impact of the high-pressure head in the pipeline on the first actuating element, the first measuring tube is installed in the mounting case, providing mechanical contact between the second and third actuating elements , and the structure of the electronic unit additionally includes two diodes and three valves, while to the output of the probe pulse generator The locking input of the first valve, the locking input of the second valve, through the first diode is the input of the first valve and the first ultrasonic transducer, and through the second diode is the input of the second valve and the second ultrasonic transducer, the input of the first amplifier is connected to the output of the first valve, and the output of the second valve is connected the input of the second amplifier, the input of the third valve and the input of the probe pulse generator are connected to the output of the first amplifier, the locking input of the third valve is connected to the output of the second amplifier, and the output of This valve is connected to the input of the registration circuit and display the values of instantaneous and total flow.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2 - схема его электронного блока, на фиг.3-4 приведены временные диаграммы, поясняющие способ и работу устройства. In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the proposed method, FIG. 2 is a diagram of its electronic unit; FIGS. 3-4 show timing diagrams explaining the method and operation of the device.

Устройство для реализации способа монтируется на трубопроводе 1 посредством седелки 2. Оно содержит смонтированный в корпусе 3 исполнительный узел в составе напорной трубки 4 с исполнительными элементами 5-6, первой и второй измерительных трубок 7-8 с исполнительными элементами 9-10, двух ультразвуковых преобразователей 11-12 и дополнительного шланга 13, линию связи 14 и электронный блок 15 (фиг.1). A device for implementing the method is mounted on the pipeline 1 by means of a saddle 2. It contains an actuating unit mounted in the housing 3 as part of the pressure tube 4 with actuators 5-6, the first and second measuring tubes 7-8 with actuators 9-10, two ultrasonic transducers 11-12 and an additional hose 13, a communication line 14 and an electronic unit 15 (Fig. 1).

В состав электронного блока включены генератор 16 зондирующих импульсов, усилители 17-18, диоды 19-20, вентили 21-23 и схема 24 регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов (фиг.2). The electronic unit includes a generator 16 of probe pulses, amplifiers 17-18, diodes 19-20, valves 21-23, and a circuit 24 for recording and indicating values of instantaneous and total flow rates (Fig. 2).

Исполнительные элементы устройства смонтированы посредством защитных чехлов с обеспечением возможности возвратно-поступательного смещения вдоль осей симметрии соответствующих трубок (в направлении стрелок на фиг.2). The actuating elements of the device are mounted by means of protective covers with the possibility of reciprocating displacement along the axis of symmetry of the corresponding tubes (in the direction of the arrows in figure 2).

Напорная трубка 4, изогнутая в направлении, противоположном направлению потока, смонтирована с обеспечением механического воздействия скоростного напора в трубопроводе 1 на первый исполнительный элемент 5. Первая измерительная трубка 7 смонтирована с обеспечением механического контакта между вторым и третьим исполнительными элементами 6 и 9. The pressure tube 4, curved in the opposite direction to the flow direction, is mounted to provide mechanical impact of the high-pressure head in the pipe 1 on the first actuator 5. The first measuring tube 7 is mounted to provide mechanical contact between the second and third actuators 6 and 9.

Измерительные и напорная трубки заполнены жидкой средой. Полости измерительных трубок 7-8 соединены дополнительным шлангом 13. The measuring and pressure tubes are filled with a liquid medium. The cavities of the measuring tubes 7-8 are connected by an additional hose 13.

Предлагаемый способ осуществляется путем определения скоростного напора V_x в заданной области поперечного сечения трубопровода при частичном блокировании потока воды в этой области. При этом скоростной напор воды в трубопроводе 1 воспринимает первый исполнительный элемент 5 напорной трубки 4, изогнутой в направлении, противоположном направлению потока.The proposed method is carried out by determining the velocity head V _x in a given region of the cross section of the pipeline with partial blocking of the water flow in this region. In this case, the high-pressure water pressure in the pipe 1 perceives the first actuating element 5 of the pressure pipe 4, bent in the opposite direction to the flow direction.

При монтаже исполнительного узла устройства рабочими плоскостями первого и второго ультразвуковых преобразователей 11-12 задают соответственно первую и вторую плоскости "А" и "В" излучения акустических сигналов. Использование преобразователей 11-12 для работы как в режиме излучения, так и в режиме приема акустических сигналов позволяет совместить с плоскостью "А" первую плоскость "С" регистрации, а с плоскостью "В" - вторую плоскость "D" регистрации акустических сигналов (фиг.2). When the actuator assembly of the device is mounted by the working planes of the first and second ultrasonic transducers 11-12, the first and second planes “A” and “B” of the emission of acoustic signals are set respectively. The use of transducers 11-12 for operation both in the radiation mode and in the mode of receiving acoustic signals makes it possible to combine with the plane "A" the first plane "C" of registration, and with plane "B" - the second plane "D" of recording acoustic signals (FIG. .2).

На базовом расстоянии L₀ от плоскостей "А" и "В" излучения задают соответственно первую и вторую плоскости "Е" и "F" отражения акустических сигналов и в исходном состоянии исполнительного узла устройства (при отсутствии потока воды в трубопроводе 1) совмещают с плоскостью "Е" третий исполнительный элемент 9, а с плоскостью "F" - четвертый исполнительный элемент 10.At a basic distance L ₀ from the planes "A" and "B", the radiation sets the first and second planes "E" and "F", respectively, of the reflection of acoustic signals and in the initial state of the actuator unit (in the absence of water flow in the pipeline 1) is combined with the plane "E" is the third actuator 9, and with the plane "F" - the fourth actuator 10.

При наличии потока в результате механического воздействия скоростного напора на первый исполнительный элемент 5 и преобразования его напорной трубкой 4 в линейное смещение второго и, соответственно, третьего исполнительных элементов 6 и 9 жидкая среда из первой измерительной трубки 7 по дополнительному шлангу 13 частично вытеснится во вторую измерительную трубку 8, вызывая соответствующее линейное смещение четвертого исполнительного элемента 10. В результате расстояние L₀ между плоскостями "А" и "Е" (между первым ультразвуковым преобразователем 11 и исполнительным элементом 9) уменьшится до значения L₁, а между плоскостями "В" и "F" (между вторым ультразвуковым преобразователем 12 и исполнительным элементом 10) увеличится до значения L₂.If there is a flow as a result of the mechanical action of the pressure head on the first actuator 5 and its conversion by the pressure tube 4 into a linear displacement of the second and, respectively, third actuator elements 6 and 9, the liquid medium from the first measuring tube 7 through an additional hose 13 is partially displaced into the second measuring tube 8, causing a corresponding linear displacement of the fourth actuator 10. As a result, the distance L ₀ between the planes "A" and "E" (between the first ultrasonic transducer body 11 and the actuator 9) will decrease to a value of L ₁ , and between the planes "B" and "F" (between the second ultrasonic transducer 12 and the actuator 10) will increase to a value of L ₂ .

В начале процесса измерения на первом выходе генератора 16 зондирующих импульсов формируется сигнал, который через первый диод 19 по линии связи 14 поступает на первый ультразвуковой преобразователь 11, а через второй диод 20 - на второй ультразвуковой преобразователь 12. В результате в первой и во второй плоскостях "А" и "В" излучения одновременно сформируются соответственно первый и второй зондирующие импульсы 25 и 32 (фиг.3). При этом на время, необходимое для возбуждения ультразвуковых преобразователей 11-12, входы первого и второго усилителей 17-18 блокируются соответственно первым и вторым вентилями 17-18, запирающие входы которых подключены ко второму выходу генератора 16. At the beginning of the measurement process, a signal is generated at the first output of the probe pulse generator 16, which is transmitted through the first diode 19 via a communication line 14 to the first ultrasonic transducer 11, and through the second diode 20 to the second ultrasonic transducer 12. As a result, in the first and second planes "A" and "B" radiation simultaneously formed respectively the first and second probe pulses 25 and 32 (figure 3). At the same time, for the time necessary to excite the ultrasonic transducers 11-12, the inputs of the first and second amplifiers 17-18 are blocked by the first and second valves 17-18, respectively, the locking inputs of which are connected to the second output of the generator 16.

Первый зондирующий импульс 25 проходит вдоль оси первой измерительной трубки 7 расстояние L₁ до исполнительного элемента 9, переотражается им в обратном направлении и, спустя время t₁ после излучения, равное разности значений t₀ и t_x (где t₀ - время, необходимое для прохождения акустическими сигналами расстояния 2L₀, a t_x - интервал времени по длительности, пропорциональный значению скорости V_x потока), в виде акустического сигнала 39 достигает первую плоскость "С" регистрации, преобразуется первым ультразвуковым преобразователем 11 в электрический сигнал, который по линии связи 14 через первый вентиль 21 поступает на вход первого усилителя 17. Соответствующий акустическому сигналу 39 электрический импульс 51, сформированный на выходе усилителя 17, поступает на вход генератора 18, посылающего через первый и второй диоды 19-20 очередной электрический сигнал на первый и второй ультразвуковые преобразователи 11-12. Возбуждаясь, преобразователь 11-12 в виде акустических сигналов 26 и 33 производит первое переизлучение соответственно первого и второго зондирующих импульсов 25 и 32. Акустический сигнал 26 повторяет путь распространения зондирующего импульса 25 по траектории: первая плоскость излучения "А" (ультразвуковой преобразователь 11) - первая плоскость отражения "Е" (исполнительный элемент 9) - первая плоскость регистрации "С" (ультразвуковой преобразователь 11). При этом периодически повторяющаяся операция переизлучения зондирующею импульса 25 сопровождается излучением очередных акустических сигналов 26-31, регистрацией акустических сигналов 40-44 и формированием первой последовательности информационных сигналов 52-56.The first probe pulse 25 travels along the axis of the first measuring tube 7, the distance L ₁ to the actuating element 9, it is reflected in the opposite direction and, after time t ₁ after radiation, equal to the difference between the values of t ₀ and t _x (where t ₀ is the time required for acoustic signals passing distance 2L _0, at _x - a time interval of duration proportional to the value of V _x flow rate) as the acoustic signal 39 reaches the first plane "C" register, is converted by the first ultrasound transducer 11 in an electrically the first signal, which is transmitted through the first valve 21 through the first gate 21 to the input of the first amplifier 17. The electric pulse 51 corresponding to the acoustic signal 39, which is generated at the output of the amplifier 17, is fed to the input of the generator 18, which sends another electric through the first and second diodes 19-20 the signal to the first and second ultrasonic transducers 11-12. When excited, the transducer 11-12 in the form of acoustic signals 26 and 33 produces the first re-emission of the first and second probe pulses 25 and 32, respectively. The acoustic signal 26 repeats the propagation path of the probe pulse 25 along the path: the first radiation plane "A" (ultrasonic transducer 11) - the first reflection plane "E" (actuator 9) is the first registration plane "C" (ultrasonic transducer 11). In this case, the periodically repeated operation of re-emission of the probe pulse 25 is accompanied by the emission of regular acoustic signals 26-31, registration of acoustic signals 40-44 and the formation of the first sequence of information signals 52-56.

Второй зондирующий импульс 32 и акустические сигналы 33-38 проходят вдоль оси второй измерительной трубки 8 расстояние L₂ до исполнительного элемента 10, отражаются им в обратном направлении и, спустя время t₁ после излучения, равное сумме значений t₀ и t_x, в виде акустических сигналов 45-50 достигают вторую плоскость регистрации "D", преобразуются вторым ультразвуковым преобразователем 12 в электрические сигналы, которые по линии связи 14 через вентиль 22 поступают на вход второго усилителя 18. В результате на выходе усилителя 18 сформируется вторая последовательность информационных сигналов 57-62.The second probe pulse 32 and acoustic signals 33-38 travel along the axis of the second measuring tube 8, the distance L ₂ to the actuating element 10, are reflected in the opposite direction and, after time t ₁ after radiation, equal to the sum of the values of t ₀ and t _x , in the form acoustic signals 45-50 reach the second recording plane "D", are converted by the second ultrasonic transducer 12 into electrical signals, which are transmitted through the valve 14 through the valve 22 to the input of the second amplifier 18. As a result, a second sequence of information signals 57-62.

Первая последовательность информационных сигналов 51-56 через третий вентиль 23 поступает на вход схемы 24 регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов. Вентиль 23 предназначен для исключения из первой последовательности сигналов 54 и 55, сформированных в моменты формирования информационных сигналов 60 и 61 второй последовательности. Как показано на фиг. 3, при наличии потока в трубопроводе 1 информационные сигналы 57-59 и 62 второй последовательности запаздывают относительно информационных сигналов 51-53 и 56 первой последовательности на время t_x, пропорциональное значению скорости V_x потока, и, следовательно, не препятствуют регистрации схемой 24 указанных сигналов первой последовательности. При отсутствии потока интервалы времени t₁ и t₂ принимают значение t_o, поэтому информационные сигналы 54 и 60, а также 55 и 61 поступят на вход и на запирающий вход третьего вентиля 23 одновременно. В результате вентиль 23 отключит вход схемы 24 от выхода первого усилителя 17.The first sequence of information signals 51-56 through the third valve 23 is fed to the input of the circuit 24 for recording and indicating the values of instantaneous and total flow rates. The valve 23 is designed to exclude from the first sequence of signals 54 and 55 generated at the moments of formation of information signals 60 and 61 of the second sequence. As shown in FIG. 3, if there is a flow in the pipeline 1, the information signals 57-59 and 62 of the second sequence are delayed relative to the information signals 51-53 and 56 of the first sequence by a time t _x proportional to the value of the flow velocity V _x , and, therefore, do not interfere with the registration by the circuit 24 of these signals of the first sequence. In the absence of flow, the time intervals t ₁ and t ₂ take the value t _o , therefore, information signals 54 and 60, as well as 55 and 61 will be received at the input and at the locking input of the third valve 23 at the same time. As a result, the valve 23 will disconnect the input of the circuit 24 from the output of the first amplifier 17.

Значение периода t₁ следования информационных сигналов первой последовательности, считываемых схемой 24, определяется значением скорости V_x потока воды в трубопроводе 1, что позволяет судить о мгновенном расходе по частоте следования сигналов 51-53 и 56, а по их количеству - о мгновенном расходе воды в контролируемом трубопроводе.The value of the follow-up period t ₁ of the information signals of the first sequence read by the circuit 24 is determined by the value of the velocity V _x of the water flow in the pipeline 1, which allows one to judge the instantaneous flow rate by the frequency of repetition of signals 51-53 and 56, and by their number - the instantaneous flow rate in a controlled pipeline.

Как показано на примере (фиг.4), с понижением значения скорости V_x потока, равного V₁, до значения V₂ период t₁ следования информационных сигналов увеличивается от значения Т₁ до значения Т₂ и вместо шести изображенных сигналов за тот же интервал времени электронный блок 15 сформирует четыре. С повышением скорости V_x до значения V₃ период t₁ уменьшается до значения Т₃ и за указанный интервал времени блок 15 сформирует десять информационных сигналов.As shown in the example (Fig. 4), with a decrease in the value of the flow velocity V _x equal to V ₁ to a value of V _{2, the} period t _{1 of} following information signals increases from the value of T ₁ to the value of T ₂ and instead of the six signals shown for the same interval time, the electronic unit 15 will form four. With increasing speed V _x to a value of V _{3, the} period t ₁ decreases to a value of T ₃ and for a specified time interval, block 15 will generate ten information signals.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ позволяет производить измерения без непосредственного зондирования акустическими сигналами контролируемого потока, что позволяет не производить периодическую корректировку результатов измерения в зависимости от температуры контролируемой среды. Кроме того, количество переизлучений зондирующего импульса в предлагаемом способе соответствует количеству информационных сигналов, формируемых в процессе измерения, что позволяет повысить разрешающую способность. Thus, in comparison with the known, the proposed method allows measurements to be made without direct sounding by the acoustic signals of the controlled flow, which allows not to periodically adjust the measurement results depending on the temperature of the controlled environment. In addition, the number of re-emissions of the probe pulse in the proposed method corresponds to the number of information signals generated during the measurement, which allows to increase the resolution.

Источники информации
1. Патент РФ 2084830 по кл. G 01 F 1/38. Бюл. 20, 1997 г.Sources of information
1. RF patent 2084830 for class. G 01 F 1/38. Bull. 20, 1997

2. Патент РФ 2132539 по кл. G 01 F 1/46, 1/66, 5/00. Бюл. 18, 1999 г. (прототип). 2. RF patent 2132539 according to class G 01 F 1/46, 1/66, 5/00. Bull. 18, 1999 (prototype).

Claims

1. The method of measuring the flow rate of water in the pipeline, based on the principle of determining the flow velocity by the magnitude of the pressure head in a given region of the cross section of the pipeline, which consists in setting the first and second planes of emission of acoustic signals at the beginning of the measurement process in the first and second planes radiation simultaneously form respectively the first and second probe pulses, characterized in that they combine with the first plane of radiation the first plane of registration of acoustic signals, with hold the second plane of acoustic signals registration with the second radiation plane, set the first reflection plane of the acoustic signals at a base distance from the first radiation plane, set the second reflection plane of the acoustic signals at the base distance from the second radiation plane, set the partial blocking plane in the cross-sectional area of the pipeline, transform the mechanical effect of the velocity head into a reciprocating displacement of the blocking plane, transform cm Shifting the blocking plane in the flow direction to the linear displacement of the first reflection plane in the direction of the first registration plane and the second reflection plane in the direction of increasing the distance to the second registration plane, after the time counted from the moment of radiation and necessary for acoustic signals to travel twice the distance to the first reflection plane , register the first probe pulse and re-emit the first and second probe pulses, periodically repeat the operation reradiation, after a time measured from the moment of radiation and necessary for acoustic signals to travel twice the distance to the second reflection plane, a second probe pulse is recorded, the first sequence of information signals is formed, the leading edge of each of which corresponds to the moment of the next registration of the first probe pulse, form the second a sequence of information signals, the leading edge of each of which corresponds to the moment of the next registration of the second a probe pulse, information signals generated at the moments of formation of information signals of the second sequence are excluded from the first sequence, information signals of the first sequence are read and the instantaneous flow rate is judged by their frequency, and the total flow rate is judged by the total number.

2. A device for implementing a method for measuring water flow in a pipeline, comprising an actuating unit comprising a first measuring tube, a pressure tube bent in the opposite direction to the flow direction, and two ultrasonic transducers, and an electronic unit comprising a probe pulse generator, two amplifiers, and a circuit registration and indication of values of instantaneous and total costs, characterized in that the second measuring device is included in the composition of the actuating unit located in the mounting case side, the first and second actuating elements are mounted at the ends of the pressure tube, respectively, the third and fourth actuating elements are mounted at one of the ends of the first and second measuring tubes, the first and second ultrasonic transducers are mounted at the other end, respectively, the actuating elements are mounted with protective covers the possibility of reciprocating displacement along the axis of symmetry of the corresponding tubes, the measuring and pressure tubes are filled with liquid medium In addition, the cavities of the first and second measuring tubes are connected by an additional hose, the pressure tube is installed in the mounting case with mechanical impact of the high-speed pressure in the pipeline on the first actuating element, the first measuring tube is installed in the mounting case, providing mechanical contact between the second and third actuating elements, and The electronic unit additionally includes two diodes and three valves, while a shut-off is connected to the output of the probe pulse generator the input of the first valve, blocking the input of the second valve, through the first diode - the input of the first valve and the first ultrasonic transducer, and through the second diode - the input of the second valve and the second ultrasonic transducer, the input of the first amplifier is connected to the output of the first valve, the input is connected to the output of the second valve the second amplifier, the input of the third valve and the input of the probe pulse generator are connected to the output of the first amplifier, the locking input of the third valve is connected to the output of the second amplifier, and the output of the third vent is connected A register input connected circuits and indicating the instantaneous values and the total costs.