RU2535651C2 - Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline - Google Patents
Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535651C2 RU2535651C2 RU2012107407/28A RU2012107407A RU2535651C2 RU 2535651 C2 RU2535651 C2 RU 2535651C2 RU 2012107407/28 A RU2012107407/28 A RU 2012107407/28A RU 2012107407 A RU2012107407 A RU 2012107407A RU 2535651 C2 RU2535651 C2 RU 2535651C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- pipeline
- input
- controlled
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе с высокой степенью идентичности, что позволит увеличить точность измерения объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе.The proposed technical solution relates to the field of measurement technology and can be used to pass ultrasonic frequency signals through a controlled medium in a pipeline with a high degree of identity, which will increase the accuracy of measuring the volumetric flow rate of a controlled medium in a pipeline.
Аналогичные технические решения известны, см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №569854, которое содержит:Similar technical solutions are known, see, for example, the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 569854, which contains:
- трубопровод (1) с контролируемой средой;- pipeline (1) with a controlled environment;
- первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (2), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the first ultrasonic piezoelectric transducer (2) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (3), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- a second ultrasonic piezoelectric transducer (3) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- третий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (4), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the third ultrasonic piezoelectric transducer (4) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- четвертый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (5), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the fourth ultrasonic piezoelectric transducer (5) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- пятый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (6), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the fifth ultrasonic piezoelectric transducer (6) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- шестой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (7), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the sixth ultrasonic piezoelectric transducer (7) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- седьмой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (8), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the seventh ultrasonic piezoelectric transducer (8) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- восьмой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (9), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the eighth ultrasonic piezoelectric transducer (9) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- первый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (2);- the first controlled key connected by its first output to the output of the first ultrasonic piezoelectric transducer (2);
- второй управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу второго ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (3);- a second controlled key connected by its first output to the output of the second ultrasonic piezoelectric transducer (3);
- третий управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу третьего ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (4);- a third controlled key connected by its first output to the output of the third ultrasonic piezoelectric transducer (4);
- четвертый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу четвертого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (5), причем первый, второй, третий и четвертый управляемые ключи реализованы в виде первого переключателя (10);- a fourth controlled key connected by its first output to the output of the fourth ultrasonic piezoelectric transducer (5), the first, second, third and fourth controlled keys being implemented as a first switch (10);
- пятый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу пятого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (6);- the fifth controlled key connected by its first output to the output of the fifth ultrasonic piezoelectric transducer (6);
- шестой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу шестого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (7);- the sixth controlled key connected by its first output to the output of the sixth ultrasonic piezoelectric transducer (7);
- седьмой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу седьмого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (8);- the seventh controlled key connected by its first output to the output of the seventh ultrasonic piezoelectric transducer (8);
- восьмой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу восьмого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (9), причем пятый, шестой, седьмой и восьмой управляемые ключи реализованы в виде второго переключателя (11);- the eighth managed key connected by its first output to the output of the eighth ultrasonic piezoelectric transducer (9), and the fifth, sixth, seventh and eighth managed keys are implemented as a second switch (11);
- формирователь (12) возбуждающих сигналов, подсоединенный своим первым выходом к вторым выводам первого, второго, третьего и четвертого управляемых ключей и своим вторым выходом к вторым выводам пятого, шестого, седьмого и восьмого управляемых ключей;- driver (12) of exciting signals connected by its first output to the second terminals of the first, second, third and fourth controlled keys and by its second output to the second terminals of the fifth, sixth, seventh and eighth controlled keys;
- усилитель (13), подсоединенный своим первым входом к соответствующим выводам первого, второго, третьего и четвертого ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей через управляемые ключи первого переключателя (10) и своим вторым входом к соответствующим выводам пятого, шестого, седьмого и восьмого ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей через управляемые ключи второго переключателя (11);- an amplifier (13) connected with its first input to the corresponding terminals of the first, second, third and fourth ultrasonic piezoelectric transducers via the controlled keys of the first switch (10) and its second input to the corresponding terminals of the fifth, sixth, seventh and eighth ultrasonic piezoelectric transducers keys of the second switch (11);
- узел вычисления объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе, выполненный в виде третьего переключателя (14), подсоединенного своим входом к выходу усилителя (13), своим первым выходом к первому входу формирователя (12) возбуждающих сигналов и своим вторым выходом к первому входу дискриминатора (15) времени, четвертого переключателя (16), подсоединенного своим входом к выходу дискриминатора (15) времени, первого импульсного генератора (17), подсоединенного своим входом к первому выходу четвертого переключателя (16), второго импульсного генератора (18), подсоединенного своим входом к второму выходу четвертого переключателя (16), и пятого переключателя (19), подсоединенного своим первым входом к выходу первого импульсного генератора (17), своим вторым входом к выходу второго импульсного генератора (18), своим первым выходом к второму входу дискриминатора (15) времени и своим вторым выходом к второму входу формирователя (12) возбуждающих сигналов, а также измерителя (20) расхода контролируемой среды в трубопроводе, подсоединенного своим первым входом к выходу первого импульсного генератора (17) и своим вторым входом к выходу второго импульсного генератора (18).- a node for calculating the volumetric flow rate of the controlled medium in the pipeline, made in the form of a third switch (14) connected by its input to the output of the amplifier (13), by its first output to the first input of the driver (12) of the exciting signals and its second output to the first input of the discriminator ( 15) time, the fourth switch (16) connected by its input to the output of the discriminator (15) time, the first pulse generator (17) connected by its input to the first output of the fourth switch (16), the second pulse a nerator (18) connected by its input to the second output of the fourth switch (16), and a fifth switch (19) connected by its first input to the output of the first pulse generator (17), its second input to the output of the second pulse generator (18), the first output to the second input of the discriminator (15) of time and its second output to the second input of the driver (12) of the exciting signals, as well as the meter (20) of the flow rate of the controlled medium in the pipeline connected by its first input to the output of the first pulse generator torus (17) and its second input to the output of the second pulse generator (18).
Общими признаками предлагаемого технического решения и выше охарактеризованного аналога являются:Common features of the proposed technical solution and the above described analogue are:
- источник сигналов ультразвуковой частоты (формирователь возбуждающих импульсов);- a source of ultrasonic frequency signals (shaper of exciting pulses);
- как минимум, «N»-управляемых ключей (первый, второй, третий и четвертый управляемые ключи), подсоединенные своими первыми выводами к выходу источника сигналов ультразвуковой частоты;- at least, “N” -controlled keys (first, second, third and fourth controlled keys) connected by their first conclusions to the output of the ultrasonic frequency signal source;
- «М»-первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (первый и второй ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи), установленные на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенные своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей;- “M” -first ultrasonic piezoelectric transducers (first and second ultrasonic piezoelectric transducers) installed on a pipeline with a controlled medium and connected with their respective leads to the corresponding second leads of one of the at least “N” -respective controlled keys;
- «М»-вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (третий и четвертый ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи), установленные на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенные своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей;- “M” -second ultrasonic piezoelectric transducers (third and fourth ultrasonic piezoelectric transducers) installed on a pipeline with a controlled environment and connected with their respective terminals to the corresponding second terminals of other of at least “N” -respective controlled keys;
- усилитель;- amplifier;
- схема управления, подсоединенная своими соответствующими выходами к управляющим входам, как минимум «N»-управляемых ключей.- a control circuit connected by its respective outputs to the control inputs of at least “N” -controlled keys.
Известно также аналогичное техническое решение (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1026015), которое выбрано в качестве прототипа и которое содержит:A similar technical solution is also known (see the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1026015), which is selected as a prototype and which contains:
- трубопровод (1) с контролируемой средой;- pipeline (1) with a controlled environment;
- первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (2), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the first ultrasonic piezoelectric transducer (2) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (3), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- a second ultrasonic piezoelectric transducer (3) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- третий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (4), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the third ultrasonic piezoelectric transducer (4) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- четвертый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (5), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the fourth ultrasonic piezoelectric transducer (5) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- пятый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (6), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the fifth ultrasonic piezoelectric transducer (6) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- шестой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (7), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the sixth ultrasonic piezoelectric transducer (7) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- седьмой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (8), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the seventh ultrasonic piezoelectric transducer (8) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- восьмой ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь (9), установленный на трубопроводе с контролируемой средой;- the eighth ultrasonic piezoelectric transducer (9) mounted on a pipeline with a controlled environment;
- первый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (2);- the first controlled key connected by its first output to the output of the first ultrasonic piezoelectric transducer (2);
- второй управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу второго ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (3);- a second controlled key connected by its first output to the output of the second ultrasonic piezoelectric transducer (3);
- третий управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу третьего ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (4);- a third controlled key connected by its first output to the output of the third ultrasonic piezoelectric transducer (4);
- четвертый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу четвертого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (5), причем первый, второй, третий и четвертый управляемые ключи реализованы в виде первого переключателя (10);- a fourth controlled key connected by its first output to the output of the fourth ultrasonic piezoelectric transducer (5), the first, second, third and fourth controlled keys being implemented as a first switch (10);
- пятый управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу пятого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (6);- the fifth controlled key connected by its first output to the output of the fifth ultrasonic piezoelectric transducer (6);
- шестой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу шестого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (7);- the sixth controlled key connected by its first output to the output of the sixth ultrasonic piezoelectric transducer (7);
- седьмой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу седьмого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (8);- the seventh controlled key connected by its first output to the output of the seventh ultrasonic piezoelectric transducer (8);
- восьмой управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к выводу восьмого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя (9), причем пятый, шестой, седьмой и восьмой управляемые ключи реализованы в виде второго переключателя (11);- the eighth managed key connected by its first output to the output of the eighth ultrasonic piezoelectric transducer (9), and the fifth, sixth, seventh and eighth managed keys are implemented as a second switch (11);
- формирователь (12) возбуждающих импульсов, подсоединенный своим первым выходом к вторым выводам первого, второго, третьего и четвертого управляемых ключей и своим вторым выходом к вторым выводам пятого, шестого, седьмого и восьмого управляемых ключей;- a driver (12) of exciting pulses connected by its first output to the second terminals of the first, second, third and fourth controlled keys and its second output to the second terminals of the fifth, sixth, seventh and eighth controlled keys;
- усилитель (13), подсоединенный своим первым входом к соответствующим выводам первого, второго, третьего и четвертого ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей через управляемые ключи первого переключателя (10) и своим вторым входом к соответствующим выводам пятого, шестого, седьмого и восьмого ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей через управляемые ключи второго переключателя (11);- an amplifier (13) connected with its first input to the corresponding terminals of the first, second, third and fourth ultrasonic piezoelectric transducers via the controlled keys of the first switch (10) and its second input to the corresponding terminals of the fifth, sixth, seventh and eighth ultrasonic piezoelectric transducers keys of the second switch (11);
- узел вычисления объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе, выполненный в виде третьего переключателя (14), подсоединенного своим входом к выходу усилителя (13), своим первым выходом к первому входу формирователя (12) возбуждающих сигналов и своим вторым выходом к первому входу дискриминатора (15) времени, четвертого переключателя (16), подсоединенного своим входом к выходу дискриминатора (15) времени, первого импульсного генератора (17), подсоединенного своим входом к первому выходу четвертого переключателя (16), второго импульсного генератора (18), подсоединенного своим входом к второму выходу четвертого переключателя (16), и пятого переключателя (19), подсоединенного своим первым входом к выходу первого импульсного генератора (17), своим вторым входом к выходу второго импульсного генератора (18), своим первым выходом к второму входу дискриминатора (15) времени и своим вторым выходом к второму входу формирователя (12) возбуждающих сигналов, а также измерителя (20) расхода контролируемой среды в трубопроводе, подсоединенного своим первым входом к выходу первого импульсного генератора (17) и своим вторым входом к выходу второго импульсного генератора (18);- a node for calculating the volumetric flow rate of the controlled medium in the pipeline, made in the form of a third switch (14) connected by its input to the output of the amplifier (13), by its first output to the first input of the driver (12) of the exciting signals and its second output to the first input of the discriminator ( 15) time, the fourth switch (16) connected by its input to the output of the discriminator (15) time, the first pulse generator (17) connected by its input to the first output of the fourth switch (16), the second pulse a nerator (18) connected by its input to the second output of the fourth switch (16), and a fifth switch (19) connected by its first input to the output of the first pulse generator (17), its second input to the output of the second pulse generator (18), the first output to the second input of the discriminator (15) of time and its second output to the second input of the driver (12) of the exciting signals, as well as the meter (20) of the flow rate of the controlled medium in the pipeline connected by its first input to the output of the first pulse generator torus (17) and its second input to the output of the second pulse generator (18);
- схему управления, выполненную в виде счетчика импульсов (21), подсоединенного своим входом к выходу третьего переключателя (19) узла вычисления объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе, формирователя (22) управляющих импульсов, подсоединенного своим входом к выходу счетчика импульсов (21), и коммутатора (23), подсоединенного своим входом к выходу формирователя (22) управляющих импульсов, и подсоединенного своими соответствующими выходами к соответствующим управляющим входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого управляемых ключей.- a control circuit made in the form of a pulse counter (21) connected by its input to the output of the third switch (19) of the node for calculating the volumetric flow rate of the controlled medium in the pipeline, control pulse shaper (22) connected by its input to the output of the pulse counter (21), and a switch (23) connected by its input to the output of the driver (22) of the control pulses, and connected by its respective outputs to the corresponding control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth managed keys.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются:Common features of the proposed technical solution and prototype are:
- источник сигналов ультразвуковой частоты (формирователь возбуждающих импульсов);- a source of ultrasonic frequency signals (shaper of exciting pulses);
- как минимум, «N»-управляемых ключей (первый, второй, третий и четвертый управляемые ключи);- at least “N” -managed keys (first, second, third, and fourth managed keys);
- «М»-первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (первый и второй ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи), установленные на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенные своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей;- “M” -first ultrasonic piezoelectric transducers (first and second ultrasonic piezoelectric transducers) installed on a pipeline with a controlled medium and connected with their respective leads to the corresponding second leads of one of the at least “N” -respective controlled keys;
- «М»-вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (третий и четвертый ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи), установленные на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенные своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей;- “M” -second ultrasonic piezoelectric transducers (third and fourth ultrasonic piezoelectric transducers) installed on a pipeline with a controlled environment and connected with their respective terminals to the corresponding second terminals of other of at least “N” -respective controlled keys;
- усилитель;- amplifier;
- схема управления, подсоединенная своими соответствующими выходами к управляющим входам, как минимум, «N»-управляемых ключей и к входу источника сигналов ультразвуковой частоты.- a control circuit connected by its respective outputs to the control inputs of at least “N” -controlled keys and to the input of the ultrasonic frequency signal source.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений, заключается в исключении влияния разброса параметров электронных компонентов на процесс прохождения сигналов ультразвуковой частоты по электронным цепям устройства и получение, вследствие этого, сигналов ультразвуковой частоты, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе, с высокой степенью идентичности.The technical result, which cannot be achieved by any of the known similar technical solutions, consists in eliminating the influence of the dispersion of the parameters of the electronic components on the process of passing the ultrasonic frequency signals through the electronic circuits of the device and obtaining, as a result, the ultrasonic frequency signals passing through the controlled medium in the pipeline, with high degree of identity.
Причиной невозможности получения вышеуказанного технического результата является то, что в известных аналогичных технических решениях используются различные цепи, состоящие из различных электронных компонентов, для прохождения сигналов ультразвуковой частоты, и, соответственно, различные каналы, один из которых, например, образован:The reason for the impossibility of obtaining the above technical result is that in the known similar technical solutions, various circuits consisting of various electronic components are used to pass ultrasonic frequency signals, and, accordingly, various channels, one of which, for example, is formed:
- одним (первым) выходом схемы развязки, первым управляемым ключом, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем, контролируемой средой в трубопроводе, вторым ультразвуковым преобразователем и вторым управляемым ключом для прохождения через него сигналов ультразвуковой частоты по потоку контролируемой среды в трубопроводе и поступления их на первый вход усилителя, а другой из которых, например, образован:- one (first) output of the isolation circuit, the first controlled key, the first ultrasonic piezoelectric transducer controlled by the medium in the pipeline, the second ultrasonic transducer and the second controlled key to transmit ultrasonic signals through it through the flow of the controlled medium in the pipeline and received them at the first input of the amplifier , and another of which, for example, is formed:
- другим (вторым) выходом схемы развязки, третьим (не входящим в первый канал) управляемым ключом, вторым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем, контролируемой средой в трубопроводе, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем, четвертым управляемым ключом (не входящим в первый канал) для прохождения через него сигналов ультразвуковой частоты против потока контролируемой среды в трубопроводе и их поступления на второй вход усилителя, поэтому разброс параметров указанных электронных компонентов оказывает существенное влияние на прохождение сигналов ультразвуковой частоты по электронным цепям устройства и на их значения и параметры, так как даже двух электронных компонентов одного наименования, имеющих одинаковые параметры, практически не существует.- the other (second) output of the isolation circuit, the third (not included in the first channel) controlled key, the second ultrasonic piezoelectric transducer controlled by the medium in the pipeline, the first ultrasonic piezoelectric transducer, the fourth controlled key (not included in the first channel) for signals to pass through it ultrasonic frequency against the flow of the controlled medium in the pipeline and their arrival at the second input of the amplifier, therefore, the spread of the parameters of these electronic components has a significant effect on the passage of ultrasonic frequency signals through the electronic circuits of the device and on their values and parameters, since even two electronic components of the same name having the same parameters practically do not exist.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача по исключению влияния разброса параметров электронных компонентов на процесс прохождения сигналов ультразвуковой частоты по электронным цепям и, как следствие этого, получение сигналов ультразвуковой частоты, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе, с высокой степенью идентичности является актуальной на сегодняшний день.Given the characteristics and analysis of known similar technical solutions, we can conclude that the task of eliminating the influence of the dispersion of the parameters of electronic components on the process of passage of ultrasonic frequency signals through electronic circuits and, as a result of this, obtaining ultrasonic frequency signals transmitted through a controlled medium in a pipeline, a high degree of identity is relevant today.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, содержащее источник сигналов ультразвуковой частоты, как минимум, «N»-управляемых ключей, как минимум «М»-первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, «М» вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, усилитель и схему управления, подсоединенную своими соответствующими выходами к соответствующим управляющим входам, как минимум, «N»-управляемых ключей и к входу источника сигналов ультразвуковой частоты, снабжено схемой развязки, подсоединенной своим входом к выходу источника сигналов ультразвуковой частоты и своим выходом к соответствующим (первым) выводам, как минимум «N»-управляемых ключей к входу усилителя.The technical result indicated above is achieved by the fact that a device for passing ultrasonic frequency signals through a controlled medium in a pipeline containing a source of ultrasonic frequency signals of at least “N” -controlled keys, at least “M” -first ultrasonic piezoelectric transducers installed on a pipeline with a controlled environment and connected by their respective terminals to the corresponding second terminals of one of at least the “N” corresponding control keys, the “M” is second x ultrasonic piezoelectric transducers mounted on a pipeline with a controlled environment and connected by their respective terminals to the corresponding second terminals of other of at least “N” corresponding control keys, an amplifier and a control circuit connected by their respective outputs to the corresponding control inputs, at least , "N" -controlled keys and to the input of the ultrasonic frequency signal source, is equipped with an isolation circuit connected by its input to the output of the si source catch ultrasonic frequency and its output to the corresponding (first) terminals, at least «N» -upravlyaemyh keys to the input of the amplifier.
Введение схемы развязки и выполнение соответствующих соединений, как указано выше, позволяет подать сформированные сигналы ультразвуковой частоты по цепи: выход источника сигналов ультразвуковой частоты, схемы развязки, первый управляемый ключ, первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, по потоку контролируемой среды в трубопроводе, второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, второй управляемый ключ, вход усилителя - и обеспечить прохождение сигналов ультразвуковой частоты, по потоку контролируемой среды в трубопроводе.The introduction of the isolation circuit and the implementation of the corresponding connections, as described above, allows you to submit the generated ultrasonic frequency signals along the circuit: the output of the ultrasonic frequency signal source, the isolation circuit, the first controlled key, the first ultrasonic piezoelectric transducer, the flow of the controlled medium in the pipeline, the second ultrasonic piezoelectric transducer , the second controlled key, the input of the amplifier - and to ensure the passage of signals of ultrasonic frequency, flow controlled by Food in the pipeline.
А также позволяет подать сформированные сигналы ультразвуковой частоты по этой же цепи: выход источника сигналов ультразвуковой частоты, схема развязки, второй управляемый ключ, второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, против потока контролируемой среды в трубопроводе, первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, первый управляемый ключ, вход усилителя - и обеспечить прохождение сигналов ультразвуковой частоты,против потока контролируемой среды в трубопроводе.And it also allows you to submit the generated ultrasonic frequency signals along the same circuit: the output of the ultrasonic frequency signal source, the isolation circuit, the second controlled key, the second ultrasonic piezoelectric transducer, against the flow of the controlled medium in the pipeline, the first ultrasonic piezoelectric transducer, the first controlled key, the amplifier input - and ensure the passage of signals of ultrasonic frequency, against the flow of a controlled environment in the pipeline.
Таким образом, сигналы ультразвуковой частоты, прошедшие по потоку или против потока контролируемой среды в трубопроводе и в первом, и во втором, и в любом другом из каналов, не подвержены влиянию разброса параметров электронных компонентов, так как сигналы ультразвуковой частоты в любом из каналов проходят по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе по одним и тем же цепям, состоящим из одних и тех же электронных компонентов, причем поступление этих сигналов на вход усилителя обеспечивает получение на его выходе сигналов ультразвуковой частоты, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе, с высокой степенью идентичности.Thus, ultrasonic frequency signals that have passed through or against the flow of the controlled medium in the pipeline in the first, second, and any other channel are not affected by the spread of the parameters of the electronic components, since the ultrasonic frequency signals in any of the channels pass along the flow and against the flow of the controlled medium in the pipeline along the same circuits consisting of the same electronic components, and the arrival of these signals to the input of the amplifier provides a signal at its output in an ultrasonic frequency, passed through the controlled medium in the pipeline, with a high degree of identity.
В чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.What is the achievement of the above technical result.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности признаков предлагаемого технического решения, так и отличительных признаков с присущими им свойствами, что позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».The analysis of known technical solutions showed that none of them contains both the totality of the features of the proposed technical solution, and distinctive features with their inherent properties, which allowed us to conclude that the proposed technical solution meets the patentability criteria of “novelty” and “inventive step” .
Предлагаемое техническое решение поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, на фиг.2 представлена схема управления, а на фиг.3 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе.The proposed technical solution is illustrated by the following description and drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a device for passing ultrasonic frequency signals through a controlled medium in a pipeline, Fig. 2 shows a control circuit, and Fig. 3 is a timing diagram explaining the operation of a device for passing ultrasonic frequency signals through a controlled medium in the pipeline.
Предлагаемое устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе содержит:The proposed device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled medium in the pipeline contains:
- источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты;- source - 1 ultrasonic frequency signals;
- схему - 2 развязки, подсоединенную своим входом к выходу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;- a circuit - 2 junctions, connected by its input to the output of the source - 1 signals of ultrasonic frequency;
- как минимум, «N»-управляемых ключей (первый управляемый ключ - 3, второй управляемый ключ - 4, третий управляемый ключ - 5 и четвертый управляемый ключ - 6), подсоединенных своими первыми выводами к выходу схемы - 2 развязки;- at least, “N” -managed keys (the first managed key is 3, the second managed key is 4, the third managed key is 5 and the fourth managed key is 6), connected by their first conclusions to the output of the circuit - 2 junctions;
- «М»-первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 7 и второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 8), установленных на трубопроводе - 9 с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, т.е. вывод первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 7 подсоединен к второму выводу первого управляемого ключа - 3, вывод второго ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 8 подсоединен к второму выводу третьего управляемого ключа - 5;- "M" -first ultrasonic piezoelectric transducers (the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7 and the second ultrasonic piezoelectric transducer - 8) installed on the pipeline - 9 with a controlled medium and connected with their respective conclusions to the corresponding second conclusions of one of at least "N "-Respective managed keys, i.e. the output of the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7 is connected to the second output of the first managed key - 3, the output of the second ultrasonic piezoelectric transducer - 8 is connected to the second output of the third managed key - 5;
- «М»-вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (третий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 10 и четвертый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 11), установленных на трубопроводе - 9 с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим выводам других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, т.е. вывод третьего ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 10 подсоединен к второму выводу второго управляемого ключа - 4, вывод четвертого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 11 подсоединен к второму выводу четвертого управляемого ключа - 6;- “M” - second ultrasonic piezoelectric transducers (third ultrasonic piezoelectric transducer - 10 and fourth ultrasonic piezoelectric transducer - 11) installed on the pipeline - 9 with a controlled medium and connected with their respective conclusions to the corresponding conclusions of others from at least “N” -respective managed keys, i.e. the output of the third ultrasonic piezoelectric transducer - 10 is connected to the second output of the second managed key - 4, the output of the fourth ultrasonic piezoelectric transducer - 11 is connected to the second output of the fourth managed key - 6;
- схему управления - 12, подсоединенную своими соответствующими выходами к соответствующим управляющим входам, как минимум, «N»-управляемых ключей, т.е. первый выход схемы управления - 12 подсоединен к управляющему входу первого управляемого ключа - 3, второй выход схемы управления - 12 подсоединен к управляющему входу второго управляемого ключа - 4, третий выход схемы управления - 12 подсоединен к управляющему входу третьего управляемого ключа -5, четвертый выход схемы управления - 12 подсоединен к управляющему входу четвертого управляемого ключа - 6 и своим пятым выходом схема управления - 12 подсоединена к входу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;- control circuit - 12, connected by its respective outputs to the corresponding control inputs of at least “N” -controlled keys, i.e. the first output of the control circuit - 12 is connected to the control input of the first managed key - 3, the second output of the control circuit - 12 is connected to the control input of the second managed key - 4, the third output of the control circuit - 12 is connected to the control input of the third managed key -5, fourth output control circuit - 12 is connected to the control input of the fourth controlled key - 6 and its fifth output control circuit - 12 is connected to the input of the source - 1 signals of ultrasonic frequency;
- усилитель - 13, подсоединенный своим входом к выходу схемы - 2 развязки.- amplifier - 13, connected by its input to the output of the circuit - 2 interchanges.
Представленная на фиг.2 схема управления - 12 содержит:Presented in figure 2, the control circuit - 12 contains:
- формирователь - 14 импульсов прямоугольной формы;- shaper - 14 pulses of rectangular shape;
- формирователь - 15 стробирующих импульсов, подсоединенный своим входом к выходу формирователя - 14 импульсов прямоугольной формы;- shaper - 15 strobe pulses connected by its input to the shaper output - 14 rectangular pulses;
- первый элемент - 16 исключающее - «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом к первому выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов, подсоединенного через вывод - 17 (пятый выход схемы управления - 12) к входу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;- the first element - 16 exclusive - "OR", connected by its first input to the first output of the shaper - 15 strobe pulses, connected through output - 17 (fifth output of the control circuit - 12) to the input of the source - 1 ultrasonic frequency signals;
- второй элемент - 18 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом к первому выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов и своим вторым входом к второму выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов;- the second element - 18 exclusive "OR", connected with its first input to the first output of the shaper - 15 gating pulses and its second input to the second output of the shaper - 15 gating pulses;
- первый инвертор - 19, подсоединенный своим входом к второму выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов и своим выходом к второму входу первого элемента - 16 исключающее «ИЛИ»;- the first inverter - 19, connected by its input to the second output of the shaper - 15 strobe pulses and by its output to the second input of the first element - 16 exclusive "OR";
- второй инвертор - 20, подсоединенный своим входом к третьему выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов;- the second inverter - 20, connected by its input to the third output of the shaper - 15 gating pulses;
- первый элемент «И» - 21, подсоединенный своим первым входом к выходу первого элемента - 16 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом к выходу второго инвертора - 20 и своим выходом через вывод - 22 к управляющему входу первого управляемого ключа - 3.- the first element "AND" - 21, connected by its first input to the output of the first element - 16 exclusive "OR", its second input to the output of the second inverter - 20 and its output through the output - 22 to the control input of the first managed key - 3.
- второй элемент «И» - 23, подсоединенный своим первым входом к выходу второго элемента - 18 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом к выходу второго инвертора - 20 и своим выходом через вывод - 24 к управляющему входу второго управляемого ключа - 4.- the second element "AND" - 23, connected by its first input to the output of the second element - 18 exclusive "OR", its second input to the output of the second inverter - 20 and its output through the output - 24 to the control input of the second managed key - 4.
- третий элемент - 25 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом к первому выходу формирователя 15 стробирующих импульсов и своим вторым входом к выходу первого инвертора - 19;- the third element is 25 exclusive "OR", connected by its first input to the first output of the
- третий элемент «И» - 26, подсоединенный своим первым входом к выходу третьего элемента - 25 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом к третьему выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов и своим выходом через вывод - 27 к управляющему входу третьего управляемого ключа - 5;- the third element "And" - 26, connected by its first input to the output of the third element - 25 exclusive "OR", its second input to the third output of the shaper - 15 strobe pulses and its output through the output - 27 to the control input of the third managed key - 5 ;
- четвертый элемент - 28 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом к первому выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов и своим вторым входом к второму выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов;- the fourth element - 28 exclusive "OR", connected with its first input to the first output of the shaper - 15 gating pulses and its second input to the second output of the shaper - 15 gating pulses;
- четвертый элемент «И» - 29, подсоединенный своим первым входом к выходу четвертого элемента - 28 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом к третьему выходу формирователя - 15 стробирующих импульсов и своим выходом через вывод - 30 к управляющему входу четвертого управляемого ключа - 6.- the fourth element "AND" - 29, connected by its first input to the output of the fourth element - 28 exclusive "OR", its second input to the third output of the shaper - 15 strobe pulses and its output through the output - 30 to the control input of the fourth managed key - 6 .
В качестве источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты может быть использован источник сигналов ультразвуковой частоты, опубликованный в патенте РФ №2367912.As the source - 1 signals of ultrasonic frequency, a source of ultrasonic frequency signals published in the patent of the Russian Federation No. 2367912 can be used.
В качестве схемы - 2 развязки может быть использован буферный усилитель, опубликованный в книге У.Титце и К.Шенк «Полупроводниковая схемотехника», Москва, Мир, 1982 г. с.76As a circuit - 2 junctions, a buffer amplifier published in the book of W. Titze and K. Schenk “Semiconductor circuitry”, Moscow, Mir, 1982, p. 76 can be used.
В качестве формирователя импульсов прямоугольной формы - 14 может быть использован мультивибратор на инверторах, опубликованный в справочнике «Популярные цифровые микросхемы» В.Л.Шило, М. «Радио и связь», 1987 г. с.218.A multivibrator on inverters, published in the reference book “Popular Digital Microcircuits” by V. L. Shilo, M. “Radio and Communication”, 1987, p. 218, can be used as a rectangular pulse shaper - 14.
В качестве формирователя стробирующих импульсов - 15 может быть использован двоичный счетчик КР1554ИЕ10, опубликованный в справочнике «Логические интегральные схемы КР1533, КР1554», М., «Бином»1993 г., с.375.A binary counter КР1554IE10, published in the reference book “Logic integrated circuits КР1533, КР1554”, M., “Binom” 1993, p.375, can be used as a gate pulse generator.
Все остальные элементы, входящие в состав предлагаемого устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, широко известны и опубликованы в источниках информации по электронике и вычислительной технике.All other elements that make up the proposed device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled medium in a pipeline are widely known and published in information sources on electronics and computer technology.
Представленные на фиг.3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, содержат:Presented in Fig.3 timing diagrams explaining the operation of the device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled environment in the pipeline, contain:
а) - временные диаграммы импульсных сигналов на выходе формирователя импульсов прямоугольной формы 14;a) - timing diagrams of pulsed signals at the output of the pulse shaper
б), в), г) - временные диаграммы импульсных сигналов A0, A1, A2 на выходах формирователя стробирующих импульсов 15;b), c), d) - time diagrams of the pulse signals A 0 , A 1 , A 2 at the outputs of the
д) - временные диаграммы сигналов ультразвуковой частоты на выходе схемы - 2 развязки;d) - time diagrams of ultrasonic frequency signals at the output of the circuit - 2 junctions;
е), ж), з), и) - временные диаграммы сигналов управления ключами (см. фиг.1):e), g), h), and) - time diagrams of the key management signals (see figure 1):
е) - первым управляемым ключом - 3e) - the first managed key - 3
ж) - вторым управляемым ключом - 4g) - the second managed key - 4
з) - третьим управляемым ключом - 5h) - the third managed key - 5
и) - четвертым управляемым ключом - 6i) - fourth managed key - 6
Сигналы управления S1, S2, S3, S4 выделяют временные интервалы прохождения ультразвуковых колебаний через контролируемую среду в трубопроводе по потоку, против потока, при излучении и приеме ультразвуковых колебаний, через первый канал, образованный источником - 1 сигналов ультразвуковой частоты, схемой - 2 развязки, первым управляемым ключом - 3, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 7; вторым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 10, вторым управляемым ключом - 4 и усилителем 13, и через второй канал, образованный источником - 1 сигналов ультразвуковой частоты, схемой - 2 развязки, третьим управляемым ключом - 4, третьим ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 8, четвертым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 11, четвертым управляемым ключом - 6 и усилителем - 13;The control signals S 1 , S 2 , S 3 , S 4 distinguish the time intervals of the passage of ultrasonic vibrations through the controlled medium in the pipeline, upstream, when emitting and receiving ultrasonic vibrations, through the first channel formed by the source - 1 ultrasonic frequency signals, circuit - 2 interchanges, the first controlled key - 3, the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7; the second ultrasonic piezoelectric transducer - 10, the second controlled key - 4 and the amplifier 13, and through the second channel formed by the source - 1 ultrasonic frequency signals, the circuit - 2 decouples, the third controlled key - 4, the third ultrasonic piezoelectric transducer - 8, the fourth ultrasonic piezoelectric converter - 11, fourth controlled key - 6 and amplifier - 13;
к), л), м), н) - временные диаграммы прохождения ультразвуковых колебаний по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе на выводах ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей для первого и второго каналов;k), l), m), n) - time diagrams of the passage of ultrasonic vibrations along the flow and against the flow of the controlled medium in the pipeline at the terminals of the ultrasonic piezoelectric transducers for the first and second channels;
о) - временные диаграммы сигналов ультразвуковой частоты на выходе усилителя 13.o) - time diagrams of signals of ultrasonic frequency at the output of the amplifier 13.
Предлагаемое устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе работает следующим образом. Под действием управляющего сигнала, сформированного формирователем - 14 импульсов прямоугольной формы (см. фиг.3 - «а»), поступающих с его выхода на вход формирователя - 15 стробирующих импульсов, на первом выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов формируются импульсные сигналы - «A0», на втором выходе -«A1» и на третьем выходе - «А2» (см. фиг.3-6, в, г).The proposed device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled environment in the pipeline works as follows. Under the influence of the control signal generated by the shaper - 14 pulses of rectangular shape (see figure 3 - "a"), incoming from its output to the input of the shaper - 15 strobe pulses, at the first output of the shaper - 15 strobe pulses, pulse signals are formed - "A 0 ", on the second output -" A 1 "and on the third output -" A 2 "(see Fig.3-6, c, d).
С первого выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «A0» поступают на первый вход первого элемента - 16 исключающее «ИЛИ» и на вывод - 17 (пятый выход схемы управления - 12), а с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «A1» через первый инвертор - 19 поступают на второй вход первого элемента - 16 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход первого элемента - 21 «И», на второй вход которого поступают импульсные сигналы - «Ā2» с третьего выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов через второй инвертор - 20. В результате обработки поступивших сигналов на выходе первого элемента «И» - 21 (вывод - 22, первый выход схемы управления - 12), в соответствии с математическим выражением: S1=(A0⊕Ā1)·Ā2, где: «A0» - импульсные сигналы на первом выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов; «Ā1» - инверсные импульсные сигналы с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов и «Ā2» - инверсные импульсные сигналы с третьего выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов - формируется сигнал - «S1» для управления первым управляемым ключом - 3 (см. фиг.3 - «е»).From the first output of the shaper - 15 strobe pulses, the pulse signals - "A 0 " are fed to the first input of the first element - 16 exclusive "OR" and to the output - 17 (the fifth output of the control circuit - 12), and from the second output of the shaper - 15 strobe pulses pulse signals - "A 1 " through the first inverter - 19 are fed to the second input of the first element - 16 exclusive "OR", the output of which pulse signals are fed to the first input of the first element - 21 "And", the second input of which receives pulse signals - "Ā2" form the third exit spruce - 15 gating pulses through the second inverter - 20. As a result of processing the received signals at the output of the first element "And" - 21 (output - 22, the first output of the control circuit - 12), in accordance with the mathematical expression: S 1 = (A 0 ⊕Ā 1 ) · Ā 2 , where: “A 0 ” - pulse signals at the first output of the shaper - 15 gating pulses; “Ā 1 ” - inverse pulse signals from the second output of the shaper - 15 strobe pulses and “Ā 2 ” - inverse pulse signals from the third output of the shaper - 15 strobe pulses - a signal is generated - “S 1 ” to control the first controlled key - 3 (see Fig. 3 - "e").
С первого выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «A0» поступают на первый вход второго элемента - 18 исключающее «ИЛИ», а с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы -«A1» поступают на второй вход второго элемента - 18 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход второго элемента - 23 «И», на второй вход которого поступают импульсные сигналы - «Ā2» с третьего выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов через второй инвертор - 20.From the first output of the shaper - 15 strobe pulses, the pulse signals - "A 0 " are supplied to the first input of the second element - 18 exclusive "OR", and from the second output of the shaper - 15 strobe pulses - the pulsed signals - "A 1 " go to the second input of the second element - 18 exclusive "OR", the output of which pulse signals are fed to the first input of the second element - 23 "And", the second input of which receives pulse signals - "- 2 " from the third output of the shaper - 15 gate pulses through the second inverter - 20.
В результате поступивших сигналов на выходе второго элемента - 23 «И» (вывод - 24, второй выход схемы управления - 12), в соответствии с математическим выражением: S2=(A0⊕Ā1)·Ā2, где: «А0» - импульсные сигналы на первом выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов; «А1» - импульсные сигналы на втором выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов и «Ā2» - инверсные импульсные сигналы с третьего выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов - формируется сигнал - «S2» для управления вторым управляемым ключом - 4 (см. фиг.3 - «ж»).As a result of the received signals at the output of the second element - 23 "And" (output - 24, the second output of the control circuit - 12), in accordance with the mathematical expression: S 2 = (A 0 ⊕Ā 1 ) · Ā 2 , where: "A 0 "- pulse signals at the first output of the shaper - 15 gating pulses; “A 1 ” - pulse signals at the second output of the shaper - 15 strobe pulses and “Ā 2 ” - inverse pulse signals from the third output of the shaper - 15 strobe pulses - a signal is generated - “S 2 ” to control the second controlled key - 4 (see figure 3 - "g").
С первого выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы «А0» поступают на первый вход третьего элемента - 25 исключающее «ИЛИ», с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «Ā1» через первый инвертор - 19 поступают на второй вход третьего элемента - 25 исключающее ИЛИ, с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход третьего элемента - 26 «И», на второй вход которого поступают импульсные сигналы -«А2» с третьего выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов. В результате поступивших сигналов на выходе третьего элемента - 26 «И» (вывод - 27, третий выход схемы управления - 12), в соответствии с математическим выражением: S3=(A0⊕Ā)·Ā2, где: «A0» - импульсные сигналы на первом выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов; «Ā1» - инверсные импульсные сигналы с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов, «А2» - импульсные сигналы на третьем выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов - формируется сигнал «S3» для управления третьим управляемым ключом - 5 (см. фиг.3 - «з»).From the first output of the shaper - 15 strobe pulses, the pulse signals "A 0 " are fed to the first input of the third element - 25 exclusive "OR", from the second output of the shaper - 15 strobe pulses the pulse signals - "Ā 1 " through the first inverter - 19 go to the second the input of the third element is 25 exclusive OR, from the output of which the pulse signals are fed to the first input of the third element - 26 "And", the second input of which receives pulse signals - "A 2 " from the third output of the shaper - 15 gating pulses. As a result of the received signals at the output of the third element - 26 "And" (output - 27, the third output of the control circuit - 12), in accordance with the mathematical expression: S 3 = (A 0 ⊕Ā) · Ā 2 , where: "A 0 "- pulse signals at the first output of the shaper - 15 gating pulses; "Ā 1 " - inverse pulse signals from the second output of the shaper - 15 strobe pulses, "A 2 " - pulse signals at the third output of the shaper - 15 strobe pulses - the signal "S 3 " is generated to control the third controlled key - 5 (see Fig. .3 - “h”).
С первого выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы «А0» поступают на первый вход четвертого элемента - 28 исключающее «ИЛИ» и с второго выхода формирователя - 15 стробирующих импульсов импульсные сигналы -«А1» поступают на второй вход четвертого элемента - 28 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход четвертого элемента - 29 «И», на второй вход которого поступают импульсные сигналы - «А2» с третьего выхода формирователя стробирующих импульсов - 15.From the first output of the shaper - 15 strobe pulses, the pulse signals "A 0 " are supplied to the first input of the fourth element - 28 exclusive "OR" and from the second output of the shaper - 15 strobe pulses the pulse signals - "A 1 " go to the second input of the fourth element - 28 exclusive "OR", from the output of which the pulse signals go to the first input of the fourth element - 29 "And", to the second input of which the pulse signals go - "A 2 " from the third output of the gate pulse generator - 15.
В результате поступивших сигналов на выходе четвертого элемента - 29 «И» (вывод - 30, четвертый выход схемы управления - 12), в соответствии с математическим выражением: S4=(A0⊕Ā)·Ā2, где: «А0» - импульсные сигналы на первом выходе, «А1» - импульсные сигналы на втором выходе, «А2» - импульсные сигналы на третьем выходе формирователя - 15 стробирующих импульсов, формируется сигнал «S4» для управления четвертым управляемым ключом - 6 (см. фиг.3 - «и»).As a result of the received signals at the output of the fourth element - 29 "And" (output - 30, the fourth output of the control circuit - 12), in accordance with the mathematical expression: S 4 = (A 0 ⊕Ā) · Ā 2 , where: "A 0 "- pulse signals at the first output," A 1 "- pulse signals at the second output," A 2 "- pulse signals at the third output of the shaper - 15 strobe pulses, the signal" S 4 "is generated to control the fourth controlled key - 6 (see figure 3 - "and").
При поступлении с пятого выхода (с вывода - 17) схемы управления - 12 сигналов управления на вход источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты формирует кратковременные «зондирующие» импульсы (см. фиг.3 - «д»), которые поступают через схему развязки - 2, обеспечивающей усиление выходных сигналов ультразвуковой частоты и согласование выходного сопротивления источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты и входного сопротивления нагрузки на первые выводы первого - 3, второго - 4, третьего - 5 и четвертого - 6 управляемых ключей.Upon receipt from the fifth output (from output - 17) of the control circuit - 12 control signals to the input of the source - 1 ultrasonic frequency signals, the source - 1 ultrasonic frequency signals generates short-term "probe" pulses (see figure 3 - "e"), which arrive through isolation circuit - 2, which provides amplification of the output signals of the ultrasonic frequency and matching the output resistance of the source - 1 signals of ultrasonic frequency and input load resistance to the first outputs of the first - 3, second - 4, third - 5 and fourth - 6 managed keys.
В соответствии с сигналом управления - «S1», поступающим с первого выхода (с вывода - 22) схемы управления - 12 на управляющий вход первого управляемого ключа - 3, контакты первого управляемого ключа - 3 замыкаются и на вывод первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 7 поступает «зондирующий» сигнал. Первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 7 преобразует кратковременный «зондирующий» сигнал в ультразвуковые колебания и направляет их по потоку контролируемой среды в трубопроводе - 9 (см. фиг.3 - «к» и «л») к второму ультразвуковому пьезоэлектрическому преобразователю - 10. При этом управляющий сигнал с первого выхода схемы управления - 12 снимается с управляющего входа первого управляемого ключа - 3 и контакты первого управляемого ключа - 3 размыкаются.In accordance with the control signal - "S 1 " coming from the first output (from output - 22) of the control circuit - 12 to the control input of the first managed key - 3, the contacts of the first managed key - 3 are closed and to the output of the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7 a "probe" signal is received. The first ultrasonic piezoelectric transducer - 7 converts the short-term "probe" signal into ultrasonic vibrations and directs them along the flow of the controlled medium in the pipeline - 9 (see figure 3 - "k" and "l") to the second ultrasonic piezoelectric transducer - 10. When this control signal from the first output of the control circuit - 12 is removed from the control input of the first managed key - 3 and the contacts of the first managed key - 3 are opened.
Вслед за этим со второго выхода схемы управления - 12 (с вывода - 24) на управляющий вход второго управляющего ключа - 4 поступает управляющий сигнал -«S2», который замыкает контакты второго управляемого ключа - 4 и обеспечивает поступление электрического сигнала, полученного в результате преобразования ультразвуковых колебаний, прошедших по потоку контролируемой среды в трубопроводе - 9, вторым ультразвуковым преобразователем - 10, на вход усилителя 13, а затем, через усилитель 13, поступление электрического сигнала ультразвуковой частоты на выход устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе - 9 (см. фиг.3 - «о»).Following this, from the second output of the control circuit - 12 (from the output - 24) to the control input of the second control key - 4 receives the control signal - "S 2 ", which closes the contacts of the second controlled key - 4 and provides the electric signal received as a result converting ultrasonic vibrations that passed through the flow of the controlled medium in the pipeline - 9, the second ultrasonic transducer - 10, to the input of the amplifier 13, and then, through the amplifier 13, the electric signal of the ultrasonic frequency to the output One device for passing ultrasonic frequency signals through a controlled medium in a pipeline is 9 (see figure 3 - “o”).
После этого в соответствии с сигналом управления, поступающим с пятого выхода (с вывода - 17) схемы управления - 12 на вход источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты, источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты формирует следующий «зондирующий» сигнал (см. фиг.3 - «д»), который через замкнутые контакты второго управляемого ключа - 4 поступает на второй пьезоэлектрический преобразователь - 10. Второй пьезоэлектрический преобразователь - 10 преобразует «зондирующий» сигнал в ультразвуковые колебания и направляет их против потока контролируемой среды в трубопроводе - 9 (см. фиг.3 - «л» и «к») к первому ультразвуковому пьезоэлектрическому преобразователю - 7. При этом управляющий сигнал с второго выхода схемы управления - 12 снимается с управляющего входа второго управляемого ключа - 4 и его контакты размыкаются.After that, in accordance with the control signal coming from the fifth output (from the output - 17) of the control circuit - 12 to the input of the source - 1 ultrasonic frequency signals, the source - 1 ultrasonic frequency signals generates the following "probe" signal (see figure 3 - "E"), which through the closed contacts of the second controlled key - 4 enters the second piezoelectric transducer - 10. The second piezoelectric transducer - 10 converts the "probe" signal into ultrasonic vibrations and directs them against the flow in a controlled manner environment in the pipeline - 9 (see figure 3 - "l" and "k") to the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7. In this case, the control signal from the second output of the control circuit - 12 is removed from the control input of the second managed key - 4 and its contacts open.
Вслед за этим с первого выхода схемы управления - 12 (с вывода - 22) на управляющий вход первого управляемого ключа- 3 поступает управляющий сигнал «S1», который замыкает контакты первого управляемого ключа - 3 и обеспечивает поступление электрического сигнала, полученного в результате преобразования ультразвуковых колебаний, прошедших против потока контролируемой среды в трубопроводе - 9, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 7, на вход усилителя 13, а затем, через усилитель 13, поступление электрического сигнала ультразвуковой частоты на выход устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе - 9 (см. фиг.3 - «о»).Following this, from the first output of the control circuit - 12 (from the output - 22) to the control input of the first managed key-3 receives the control signal "S 1 ", which closes the contacts of the first managed key - 3 and ensures the receipt of the electric signal obtained by the conversion ultrasonic vibrations transmitted against the flow of the controlled medium in the pipeline - 9, the first ultrasonic piezoelectric transducer - 7, to the input of the amplifier 13, and then, through the amplifier 13, the electric signal ukovoy frequency output device for passing ultrasonic frequency signals through the controlled medium in the pipeline - 9 (see Figure 3 -. 'o').
Вышеизложенным образом осуществляется работа устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе по потоку и против потока в первом канале. Работа второго канала осуществляется аналогичным образом, причем временной интервал работы второго канала показан на диаграмме фиг.3 - «г», интервалы прохождения сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока в первом и во втором каналах показаны на диаграмме фиг.3 - «в», а на диаграмме фиг.3 «б» показаны интервалы, в которых происходит прием сигналов ультразвуковой частоты, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе по потоку и против потока в первом и во втором каналах.In the foregoing manner, the operation of the device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled medium in the pipeline upstream and upstream in the first channel. The work of the second channel is carried out in a similar way, with the time interval of the second channel shown in the diagram of figure 3 - "g", the intervals of the passage of ultrasonic frequency signals upstream and downstream in the first and second channels are shown in the diagram of figure 3 - "c" , and the diagram of figure 3 "b" shows the intervals in which the reception of ultrasonic frequency signals transmitted through the controlled medium in the pipeline upstream and upstream in the first and second channels.
Аналогично диаграммам фиг.3 - «к» и фиг.3 - «л», которые показывают прохождение сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока в первом канале, на диаграммах фиг.3 - «м» и фиг.3 - «н» показано прохождение сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока во втором канале.Similarly to the diagrams of figure 3 - "k" and figure 3 - "l", which show the passage of ultrasonic frequency signals upstream and downstream in the first channel, in the diagrams of figure 3 - "m" and figure 3 - "n" shows the passage of ultrasonic frequency signals upstream and downstream in the second channel.
Необходимо особо отметить, что сигналы ультразвуковой частоты, поступающие на вход усилителя - 13, проходят по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе - 9 по одним и тем же элементам в каждом из каналов, и поэтому разброс параметров электронных элементов на эти сигналы не влияет.It should be specially noted that the ultrasonic frequency signals arriving at the input of the amplifier - 13 pass along the flow and against the flow of the controlled medium in the pipeline - 9 through the same elements in each channel, and therefore the spread of the parameters of electronic elements does not affect these signals .
Следовательно, предлагаемое устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе за счет создания идентичных каналов для прохождения сформированных сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока через контролируемую среду в трубопроводе позволяет исключить влияние разброса параметров электронных компонентов на сигналы ультразвуковой частоты, прошедшие через контролируемую среду в трубопроводе, что, в свою очередь, позволяет повысить точность измерения объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе.Therefore, the proposed device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled medium in the pipeline by creating identical channels for passing the generated ultrasonic frequency signals upstream and downstream through the controlled medium in the pipeline eliminates the influence of the dispersion of the parameters of electronic components on ultrasonic frequency signals transmitted through the controlled the environment in the pipeline, which, in turn, improves the accuracy of measuring volumetric flow controlled environment in the pipeline.
Поэтому предлагаемое устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе займет достойное место среди известных аналогичных технических решений.Therefore, the proposed device for the passage of ultrasonic frequency signals through a controlled environment in the pipeline will take its rightful place among the known similar technical solutions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107407/28A RU2535651C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107407/28A RU2535651C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012107407A RU2012107407A (en) | 2013-09-10 |
| RU2535651C2 true RU2535651C2 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=49164476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107407/28A RU2535651C2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2535651C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2600503C2 (en) * | 2014-12-11 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Татинтек" | Ultrasonic flow meter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740611A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic flowmeter |
| SU1026015A2 (en) * | 1982-04-26 | 1983-06-30 | Предприятие П/Я А-1686 | Ultrasonic flowmeter |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107407/28A patent/RU2535651C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740611A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic flowmeter |
| SU1026015A2 (en) * | 1982-04-26 | 1983-06-30 | Предприятие П/Я А-1686 | Ultrasonic flowmeter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012107407A (en) | 2013-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105300508B (en) | The dual threshold detection circuit and detection method of a kind of transit-time of ultrasonic | |
| US9448150B2 (en) | Method and apparatus for determining kinematic viscosity through the transmission and reception of ultrasonic energy | |
| CN101710103B (en) | Unidirectional testing method of magnetostrictive guided waves | |
| Li et al. | Double threshold ultrasonic distance measurement technique and its application | |
| WO2009048800A2 (en) | Ultrasonic flow sensor with repeated transmissions | |
| RU2535651C2 (en) | Apparatus for transmitting ultrasonic signals through inspected medium in pipeline | |
| CN102192769A (en) | Calculating device and flow meter equipped with calculating device | |
| NL8702512A (en) | CIRCULAR FLOW METER FOR LIQUID MEDIA. | |
| Koturbash et al. | New instrument for measuring the velocity of sound in gases and quantitative characterization of binary gas mixtures | |
| RU2353905C1 (en) | Method for measurement of liquid mediums flow and ultrasonic flow metre | |
| RU2585308C2 (en) | Method of transmitting signals through controlled medium | |
| Shrena et al. | High-precision signal processing algorithm to evaluate SAW properties as a function of temperature | |
| Giannelli et al. | Charge‐mode interfacing of piezoelectric interdigital Lamb wave transducers | |
| Gruber et al. | Fast phase analysis of SAW delay lines | |
| EP3449221B1 (en) | Flow meter | |
| RU2600503C2 (en) | Ultrasonic flow meter | |
| JP2007322186A (en) | Ultrasonic flow meter | |
| Gerasimov et al. | Model of piezoelectric transducers for the metrological characteristics study of ultrasonic measuring instruments | |
| RU2319116C1 (en) | Device for measuring vertical distribution of sound speed in liquid substances | |
| RU2104498C1 (en) | Ultrasonic frequency-pulse method of measurement of flow rate and device for its implementation | |
| IVANOV et al. | Ultrasonic sensor for measuring water speed | |
| RU154872U1 (en) | ULTRASONIC FLOW METER | |
| RU2564046C1 (en) | Device to measure acoustic resistance of materials | |
| RU88460U1 (en) | ULTRASONIC FLOW METER (OPTIONS) | |
| CN108139244A (en) | A kind of method of fluid flow rate in flow tube for being used to determine Flow Measuring System and corresponding Flow Measuring System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190301 |