RU9955U1 - VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER - Google Patents

VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU9955U1
RU9955U1 RU98100172/20U RU98100172U RU9955U1 RU 9955 U1 RU9955 U1 RU 9955U1 RU 98100172/20 U RU98100172/20 U RU 98100172/20U RU 98100172 U RU98100172 U RU 98100172U RU 9955 U1 RU9955 U1 RU 9955U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
pair
pipeline
vortex
emitter
Prior art date
Application number
RU98100172/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Шмигора
В.Н. Аксенов
А.М. Вельмогин
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Метран"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Метран" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Метран"
Priority to RU98100172/20U priority Critical patent/RU9955U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU9955U1 publication Critical patent/RU9955U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Вихреакустический преобразователь расхода, содержащий измерительный трубопровод с размещенным в нем вихреобразователем в виде тела обтекания и закрепленной на его поверхности парой ультразвуковых преобразователей излучатель-приемник, расположенных с противоположных сторон трубопровода друг напротив друга и подключенных соответственно к генератору сигнала и к последовательно соединенным усилителю, фазовому детектору и формирователю выходных сигналов, отличающийся тем, что в него введена вторая пара ультразвуковых преобразователей излучатель-приемник, расположенных друг напротив друга с противоположных сторон трубопровода на той же окружности, что и первая пара, при этом расстояние между излучателем и приемником разных пар меньше, чем между их излучателями или приемниками, излучатель второй пары подключен к генератору сигнала, а приемник через второй усилитель - к второму входу фазового детектора, генератор является источником непрерывного сигнала, а измерительный трубопровод выполнен с конфузором на его входной части и с диффузором - на выходной.A vortex-acoustic flow transducer containing a measuring pipeline with a vortex transducer placed in it in the form of a flow body and a pair of ultrasonic transducer-receiver mounted on its surface located on opposite sides of the pipeline opposite each other and connected respectively to a signal generator and to a series-connected amplifier, phase detector and to a shaper of output signals, characterized in that a second pair of ultrasonic transducers is inserted into it the emitter-receiver located opposite each other on opposite sides of the pipeline on the same circle as the first pair, while the distance between the emitter and receiver of different pairs is less than between their emitters or receivers, the emitter of the second pair is connected to the signal generator, and the receiver through the second amplifier to the second input of the phase detector, the generator is a source of a continuous signal, and the measuring pipe is made with a confuser at its input and with a diffuser at the output.

Description

Вихреакустический преобразователь расхода.Vortex-acoustic flow transducer.

Полезная модель относится к средствам измерения объемного расхода жидкости, а именно, вихревым расходомерам с измерением фазового сдвига распространения ультразвуковых волн и может использоваться в измерительной технике для учета расхода воды в системах водо- и теплоснабжения.The utility model relates to means for measuring the volumetric flow rate of a liquid, namely, vortex flowmeters with a measurement of the phase shift of the propagation of ultrasonic waves and can be used in measurement technology to account for the flow of water in water and heat supply systems.

Известен преобразователь расхода, описанный в а.з. Японии № 3-61892 Ультразвуковой расходомер по кл. G01FI/66, з. 20.05.83, оп. 24.09.91.Known flow converter described in a.z. Japan No. 3-61892 Ultrasonic flowmeter according to class G01FI / 66, c. 05.20.83, op. 09/24/91.

Известный расходомер содержит измерительный трубопровод, несколько пар ультразвуковых (УЗ) преобразователей с одинаковой длиной тракта распространения УЗ-сигналов, установленных на стенке трубопровода под заданным углом к траектории движения среды, устройство задания 2 сигналов разной частоты, соединенное соответственно с двумя передающими УЗ-преобразователями, формирующими УЗсигналы разной частоты, но одинакового уровня и с передними фронтами, следующими в одинаковых фазах, принимающие УЗ-преобразователи, соеданенные через усилители с сумматором, связанным с устройством регистрации времени достижения результатом суммирования установленного уровня, соединенным с вычислителем расхода по величинеThe known flowmeter contains a measuring pipeline, several pairs of ultrasonic (ultrasound) transducers with the same length of the path of propagation of ultrasonic signals installed on the wall of the pipeline at a given angle to the path of the medium, a device for setting 2 signals of different frequencies, connected respectively to two transmitting ultrasonic transducers, generating ultrasonic signals of different frequencies, but of the same level and with leading edges following in the same phases, receiving ultrasonic converters connected through an amplifier Whether an adder associated with a device registration time achieving the result of summation of a set level, connected with the calculator by the flow rate

МКИ-6: GOlFl/32, 1/66MKI-6: GOlFl / 32, 1/66

периода времени от поступления переднего фронта УЗ-сигналов до достижения результатом суммирования установленного уровня.the time period from the receipt of the leading edge of the ultrasonic signals to the result of the summation of the set level.

Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная наличием нескольких пар УЗ-преобразователей, установкой их под строго определенным углом (что неудобно в эксплуатации) формированием разных частот, необходимостью регистрации времени достижения суммарным сигналом определенного уровня.A disadvantage of the known device is its complexity, due to the presence of several pairs of ultrasonic converters, their installation at a strictly defined angle (which is inconvenient in operation) by the formation of different frequencies, the need to register the time to reach the total signal at a certain level.

Известен вихревой преобразователь расхода, описанный в Спецификации DOS 4003 от августа 1993 г. Интеллектуальный вихревой расходомер модели 8800 фирмы Fisher-Rosemount, схема которого приведена на стр. 4.A vortex flowmeter is known as described in the DOS 4003 Specification of August 1993. The Fisher-Rosemount Model 8800 Intelligent Vortex Flowmeter is shown on page 4 for a diagram.

Известный преобразователь содержит измерительный трубопровод с установленным в нем вихреобразователем в виде пластины с небольшой гибкой частью , соединенной с пьезоэлектрическим датчиком, подключенным к электронному преобразователю сигнала, состоящему из последовательно соединенных фильтра защиты от наложения спектров, аналого-цифрового преобразователя, первого устройства гальванической развязки, цифрового следящего фильтра, второго устройства гальванической развязки и счетчика импульсов, при этом цифровой следящий фильтр связан с микропроцессором, один выход которого соединен с восьмиразрядным дисплеем, второй выход - с цифро-аналоговым преобразователем, а третий выход - с устройством цифровой связи, подключенным к одному из входов микропроцессора.The known transducer contains a measuring pipe with a vortex transducer installed in it in the form of a plate with a small flexible part connected to a piezoelectric sensor connected to an electronic signal transducer, consisting of a series-connected anti-aliasing filter, an analog-to-digital transducer, a first galvanic isolation device, a digital a follow-up filter, a second galvanic isolation device and a pulse counter, while the digital follow-up filter with a microprocessor, one output of which is connected to an eight-digit display, the second output is with a digital-to-analog converter, and the third output is with a digital communication device connected to one of the microprocessor inputs.

Недостатком известного преобразователя является то, что он не может измерять малые расходы при небольшой скорости потока, т,к. пьезоэлектрический датчик реагирует на механическую деформацию гибкой части пластины, а эта деформация при незначительной скорости потока становится очень малой. Кроме того, система обработки сигнала является весьма сложной.A disadvantage of the known converter is that it cannot measure low flow rates at a low flow rate, t, k. the piezoelectric sensor responds to mechanical deformation of the flexible part of the plate, and this deformation at a low flow rate becomes very small. In addition, the signal processing system is very complex.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является вихреакустический преобразователь расхода, описанный в а.з. Японии й 3-12692 Способ обнаружения вихрей и ультразвуковой вихревой расходомер по кл. G01F1/32, з. 14.02.83. , оп. 20.02.91. и выбранный в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed is a vortex-acoustic flow transducer described in a.z. Japan th 3-12692 A method for detecting vortices and an ultrasonic vortex flowmeter according to class. G01F1 / 32, c. 02/14/83. , op. 02.20.91. and selected as a prototype.

Известный вихреакустический преобразователь содержит измерительный трубопровод с размещенным в нем вихреобразователем в виде тела обтекания - трезтольной призмы - и закрепленными на его поверхности друг напротив друга ультразвуковыми преобразователями - излучателем и приемником, при этом излучатель подключен к генератору прерывистого сигнала, а к приемнику подсоединены последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор, фильтр и операционный блок, формирующий выходные сигналы, при этом выход детектора подключен к цепиThe known vortex-acoustic transducer contains a measuring pipeline with a vortex transducer located in it in the form of a flow body — a trottol prism — and ultrasonic transducers mounted on its surface opposite each other — a radiator and a receiver, while the emitter is connected to an intermittent signal generator, and an amplifier is connected in series to the receiver , a phase detector, a filter and an operation unit generating output signals, while the detector output is connected to a circuit

формирования опорного сигнала, выход которой подсоединен ко второму входу детектора, а вход - к генератора прерывистого сигнала. Недостатком известного устройства является неудовлетворительная точность измерений, обусловленная принципом работы, положенным в основу конструкции, а именно, во-первых, использованием для излучения дискретного (прерывистого) сигнала, а во-вторых, получением полезного сигнала как разности фаз между опорным и сигналом с пары УЗпреобразователей - излучатель-приемник, один из которых (опор-ный) не зависит от вибрации трубопровода, фл тстуации давлений и температуры, а второй (с выхода УЗ-приемника) зависит, и в итоге полезный сигнал также зависит от вибрации трубопровода, флукту ации давлений и температуры, что ухудшает точность {змерений.forming a reference signal, the output of which is connected to the second input of the detector, and the input to the intermittent signal generator. A disadvantage of the known device is the unsatisfactory measurement accuracy due to the operating principle underlying the design, namely, firstly, using a discrete (discontinuous) signal for radiation, and secondly, obtaining a useful signal as the phase difference between the reference and the signal from the pair Ultrasound transducers are a transmitter-receiver, one of which (reference) does not depend on pipeline vibration, pressure and temperature fluctuations, and the second (from the output of the ultrasound receiver) depends, and as a result, a useful signal is also ISITO from pipeline vibrations, fluctuational ation pressures and temperatures, which deteriorates the accuracy of {Measurements.

Целью заявляемой полезной модели является повышение точности измерений.The purpose of the claimed utility model is to increase the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что в вихреакустическом преобразователе расхода, содержащем измерительный трубопровод с размещенным в нем вихреобразователем в виде тела обтекания и закрепленной на его поверхности парой ультразв т :овых преобразователей излучательприемник, расположенных напротив друга и поддслюченных соответственно к генератору сигнала и к последовательно соединенным усилителю, фазовому детектору, фильтру и формирователю выходных сигналов, согласно полезной модели, введена вторая пара ультразвз совыхThis goal is achieved by the fact that in a vortex-acoustic flow transducer containing a measuring pipe with a vortex transducer placed in it in the form of a flow body and a pair of ultrasonic transducers mounted on its surface: radiator-receiver transducers located opposite each other and connected to the signal generator and to the amplifier connected in series , to the phase detector, filter, and output driver, according to a utility model, a second pair of ultrasound

преооразователеи излучатель-приемник , расположенных дргт напротив друга с противоположных сторон трубопровода на той же окр окности, что и первая пара, при этом расстояние между И-злучателем и приемником разных пар меньше, чем между их излучателями или приемниками, излучатель второй пары подключен к генератору сигнала, а приемник через второй усилитель - ко второму входу фазового детектора, генератор является источником непрерывного сигнала, а измерительный трубопровод выполнен с конфузором - на его входной части и диффузором - на выходной части.converters emitter-receiver located opposite the other side of the pipeline on the same circumference as the first pair, the distance between the I-emitter and the receiver of different pairs is less than between their emitters or receivers, the emitter of the second pair is connected to the generator signal, and the receiver through the second amplifier - to the second input of the phase detector, the generator is a source of a continuous signal, and the measuring pipe is made with a confuser - at its input and a diffuser - at the output the second part.

Введение в устройство второй пары ультразвуковых преобразователей излучатель - приемник, размещенных на той же окрзокности, что и первая пара, и на расстоянии изл чателем и приемником разных пар, меньше, чем межд} их излучателями или приемниками, позволяет более точно улавливать образующиеся вихри и использовать в качестве полезного сигнала разность фаз межд} сигналами приемников первой и второй пары. При этом, поскольку внешние факторы, такие как вибрация трубопровода, фл ктуации температлфы и давления жидкости, воздейств тот одновременно на сигналы, принимаемые обоими приемниками, то на полезном сигнале воздействие этих факторов не сказывается, что в совокупности с использованием в качестве излучаемого непрерывного сигнала повышает точность измерений и позволяет точно определить расход. Наличие конфузора на входе и диффузора на выходе измерительного трубопровода, действ}тощнх как стру ев ы прямите ль, обеспечивает усреднение скорости потока и повышает точность измерения расхода.The introduction into the device of a second pair of ultrasonic transducers emitter - receiver, located at the same circumference as the first pair, and at a distance by the emitter and receiver of different pairs, less than between their emitters or receivers, allows you to more accurately capture the resulting vortices and use as a useful signal, the phase difference between} signals of the receivers of the first and second pair. At the same time, since external factors, such as vibration of the pipeline, fluctuations in temperature and fluid pressure, affect both the signals received by both receivers, the effect of these factors does not affect the useful signal, which, combined with the use of a radiated continuous signal, increases measurement accuracy and allows you to accurately determine the flow. The presence of a confuser at the inlet and a diffuser at the outlet of the measuring pipeline, acting as jets straight, provides an averaging of the flow rate and increases the accuracy of flow measurement.

Заявляемая полезная модель обладает новизной в сравнении с прототи,пом, отличаясь от него наличием таких существенных отличительных признаков, как вторая пара ультразвуковых преобразователен излучатель - приемник, расположенная на той же окружности поверхности трубопровода, что и первая пара, и на расстоянии излучателем и приемником разных пар, меньшем, чем между излучателями или приемниками этих пар, выполнение генератора как источника непрерывного сигнала, выполнение измерительного трубопровода с конфузором и диффузором на его концах.The inventive utility model has a novelty in comparison with prototypes, although it differs from it by the presence of such significant distinguishing features as a second pair of ultrasonic transducer-receiver, located on the same circumference of the pipeline surface as the first pair, and at a distance of the transmitter and receiver of different pairs less than between the emitters or receivers of these pairs, the implementation of the generator as a source of continuous signal, the implementation of the measuring pipeline with a confuser and a diffuser on its con ah.

Заявляемый вихреакустический преобразователь расхода может широко использоваться в измерительной технике и поэтому соответствует критерию промышленная применимость . Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на :The inventive eddyacoustic flow transducer can be widely used in measurement technology and therefore meets the criterion of industrial applicability. The inventive utility model is illustrated by drawings, which are presented on:

- фиг. { - обшая схема вихреакустического преобразователя расхода; фиг. 2 - схема размещения двух пар ультразвуковых преобразователей изл чатель - приемник на окр окности трубопровода.- FIG. {- general scheme of the vortex-acoustic flow transducer; FIG. 2 is a layout of two pairs of ultrasonic transducers of the transmitter and receiver in the vicinity of the pipeline.

Вихреакустический преобразователь расхода содержит измерительный трубопровод с конфузором на его входе и диффузором на его выходе и с размещенным в нем вихреобразователем в виде тела обтекания и закрепленными на его поверхности на одной окружности двумя парами ультразвуковых преобразователей излучатель - приемник. Излучатель и приемник каждой пары расположены на противоположных сторонах трубопровода друг напротив друга, при этом расстояние между излучателем и приемником разных пар меньше, чем расстояние межд излучателями или приемниками этих пар. Изл чатели соединены с генератором непрерывного сигнала, а приемники через первый и второй усилители соответственно подключены к двум входам фазового детектора, соединенного с фильтром, выход которого подключен ко ВХОД} формирователя выходного сигнала.The vortex-acoustic flow transducer contains a measuring pipeline with a confuser at its inlet and a diffuser at its outlet and with a vortex transducer placed in it in the form of a flow body and two pairs of ultrasonic transducers emitter-receiver mounted on its surface on one circle. The emitter and receiver of each pair are located on opposite sides of the pipeline opposite each other, while the distance between the emitter and receiver of different pairs is less than the distance between the emitters or receivers of these pairs. The emitters are connected to a continuous signal generator, and the receivers, through the first and second amplifiers, are respectively connected to two inputs of a phase detector connected to a filter, the output of which is connected to the INPUT} of the output signal shaper.

Вихреакустический преобразователь расхода (см. чертежи) содержит вихреобразователь К размещенный на входе жидкости внутри измерительного трубопровода 2, на нару:жной поверхности которого за вихреобразователем 1 на одной окр жности расположены две пары ультразвуковых преобразователей 3 , 3 и 4 . 4 i , два из которых (3, 3 И) являются излучателями и соединены с генератором 5 переменного напряжения, а два (4 1, 4 II) приемниками, причем расстояние между каждым из излучателей 3 L 3 1 или приемниками 41, 4 меньше, чем расстояние между излучателями 3 и 3 или приемниками 4 , при этом приемники 41 и , 4 I соединены соответственно через усилители 6 I , 6 ii с фазовым детектором 7, выход которого подключен к входу фильтра 8, выходом подсоединенного к формирователю 9 выходных сигрталов. На входе измерительного трубопровода вьшолнен конфузор 10, а на его выходе диффузор 1.The vortex-acoustic flow transducer (see drawings) contains a vortex transducer K located at the liquid inlet inside the measuring pipe 2, on the outside: on the external surface of which there are two pairs of ultrasonic transducers 3, 3, and 4 at the same circumference. 4 i, two of which (3, 3 And) are emitters and are connected to an alternating voltage generator 5, and two (4 1, 4 II) are receivers, and the distance between each of the 3 L 3 1 emitters or receivers 41, 4 is less, than the distance between emitters 3 and 3 or receivers 4, while the receivers 41 and 4 I are connected respectively through amplifiers 6 I, 6 ii to a phase detector 7, the output of which is connected to the input of the filter 8, the output connected to the shaper 9 of the output signals. A confuser 10 is filled at the inlet of the measuring pipeline, and a diffuser 1 at its output.

Назначение и выполнение узлов и элементов преобразователя рас-хода сле,ц}тощее.The designation and implementation of the units and elements of the flow converter is then thin.

Вихреобразователь 1 предназначен для образования вихрей в потоке жидкости и представляет собой призму трапециевидной формы, установленную широкой частью к жидкости.The vortex generator 1 is intended for the formation of vortices in the fluid flow and is a trapezoidal prism mounted wide to the liquid.

Измерительный трубопровод 2 сллжит для обеспечения протока жидкости и измерения ее расхода и представляет собой трубу диаметром от 32 до 200 мм.The measuring pipeline 2 is for providing a fluid flow and measuring its flow rate and is a pipe with a diameter of 32 to 200 mm.

Ультразв т :овые преобразователи 3 и излучатели - предназначены для преобразования переменного напряжения генератора в ультразв}.тсовые колебания, а У3 преобразователи 4 . 4 i - приемники - для преобразования ультразвуковых колебаний в электрический сигнал, и представляют собой пьезоэлементы (см. ЭГ1-4Д-21-20-ОДО.339-180 ТУ/ЦТС-19).Ultrasound: new transducers 3 and emitters - are designed to convert the alternating voltage of the generator into ultrasounds}. Oscillations, and U3 transducers 4. 4 i - receivers - for converting ultrasonic vibrations into an electrical signal, and are piezoelectric elements (see EG1-4D-21-20-ODO.339-180 TU / TsTS-19).

Генератор 5 служит для генерирования сигнала, подлежащего преобразованию в ультразв тсовые колебания ; в качестве него может быть использован, в частности, генератор микроконтроллера ТР87С51ГА (см Каталог фирмы InteH). Стабильность частоты обеспечивается кварцевым резонатором на 12 МГц. Сигнал снимается с выхода А Е уже с частотой 1мгц и через Д -триггер (на чертеже резонатор и триггер не показаны) подается на изл чатели и уже со сдвигом на 180. Усилители 61,61 служат для усиления сигналов и выполнены на двухThe generator 5 serves to generate a signal to be converted into ultrasonic vibrations; as it can be used, in particular, the generator of the microcontroller TR87S51GA (see the catalog of the company InteH). Frequency stability is provided by a 12 MHz quartz resonator. The signal is removed from the output A E already at a frequency of 1 MHz and through the D-trigger (the resonator and the trigger are not shown in the drawing) is supplied to the emitters and already with a shift of 180. Amplifiers 61.61 are used to amplify the signals and are made on two

операционных усилителях 5449Д2А, осуществляющих фильтрацию от помех и выделение разностной частоты (см. книгу Булычева А.Л. и др. Аналоговые и интегральные схемы. Справочник , 2-ое изд., Минск, Беларусь, 1993г., стр. 220).5449D2A operational amplifiers that filter out interference and extract the difference frequency (see the book by A. Bulychev et al. Analog and Integrated Circuits. Handbook, 2nd ed., Minsk, Belarus, 1993, p. 220).

Фазовой детектор 7 выделяет разностную частоту с приемников 4 I, 411 первой и второй пар УЗ-преобразователей и выполнен на триггерах I554TB9 (см. Логические интегральные схемы КР1533, КР1544. Справочник, Изд-во ТОО Бином, 993г. или жлрнал Радио, 1995г., NQ 9, стр. 6 Г), которые преобразуют фазовую мод ляиию в широтноимпульсн то.The phase detector 7 selects the difference frequency from the receivers 4 I, 411 of the first and second pairs of ultrasonic converters and is executed on I554TB9 triggers (see Logic integrated circuits КР1533, КР1544. Reference, Binom LLP, 993 or Radio Journal, 1995. , NQ 9, p. 6 D), which transform the phase model into a pulse width.

Адаптивный фильтр 8 служит фильт ации сл чайных составляющих с фазового детектора / и реали:5ова5{ программно на вышеупомянутом микроконфолпере TP87C51FA. Фильфаиия осуществляется по алгоритму у К1 X X - К2 X У п. где X - итмеренное значение периода , а К1 и К2 - коэффициенты, выбор которых осуществляется с помощью перемычек.Adaptive filter 8 serves to filter random components from the phase detector / and real: 5ova5 {software on the aforementioned microconfolter TP87C51FA. Filfaiiya is carried out according to the algorithm for K1 X X - K2 X At p. Where X is the measured value of the period, and K1 and K2 are the coefficients, the choice of which is carried out using jumpers.

Формирователь 9 выходных сигналов также реализован на микроконтроллере TPo7C5 FA. Нмпульськ сформированные микроконтроллером, подаются через повторитель входного сигнала (на чертеже не показан) . выполненный на интегральной схеме 1554ТМ2 (см Логические интегральные схемы КР1533, . Справочник . изд-во ТОО Бином,The output signal shaper 9 is also implemented on the TPo7C5 FA microcontroller. Nmpulsk formed by the microcontroller are fed through an input signal repeater (not shown in the drawing). executed on the integrated circuit 1554TM2 (see Logical integrated circuits КР1533,. Reference book. Publishing house of Binom LLP,

9 nine

993г.), далее на транзнсторныя кяюч, выполненный на транзисторе Frr3i02B (см. Транзисторы.Справочник М, Радио и связь 1989г., cip. 78).993 g.), Further on a transistor kayach made on the Frr3i02B transistor (see Transistors. Reference M, Radio and communications 1989, cip. 78).

Период,выходных импульсов рассчигывается программно : Твых Твх X К - П , где Твх - период входного сигнала, К - постоянный коэффициент , который задается перемычкой, а f 1 - поправка на нелинейность в области малых расхсшов. Длительность выходных импульсов больше или равна 00 мсек.The period of the output pulses is calculated programmatically: Thy Twh X K - P, where Twh is the period of the input signal, K is a constant coefficient that is set by the jumper, and f 1 is the correction for non-linearity in the region of small rash The duration of the output pulses is greater than or equal to 00 ms.

Конфузор 10 и диффузор J на входе si выходе измерительного трубопровода 2 вь полняют роль стру ев ы прямите ля для усреднения скорости потока м представляют собой .The confuser 10 and the diffuser J at the inlet si and the outlet of the measuring pipeline 2b play the role of a straightener jets to average the flow velocity m and represent.

Вихреакустический преобразователь расхода работает след тощим образом.The vortex-acoustic flow transducer operates in a lean manner.

Поток жидаости, скорость которого.-) увеличивается за счет конфузора на входе измерительного трубопровода 2, пост}пает в преобразователь расхода. При обтекании призмы трапециевидной формы (вихреобразователя ) потоком жидаости в измерительном трубопроводе 2 за ней образуется вихревая дорожка, частота вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна скорости истока. Переменное напряжение с генератора 5 поступает на ульфазвуковые преобразователи 3 i , 3 i (излЛчатели) и преобразуется в ультразвз тсовые колебания. Эти колебания излучаются излучател51ми 3 , 3 в поток жидкости, где взаимодейств тот с вихрями и оказываротся мод лироваь ными по фазе. Далее они принимаются ульфазвуковыми преобразователями - приемниками 4 , 4 ii и преобразчтотся в электрические колебания, усиливаются усилителями 6 , 6 и поступают на фазовь Й детектор . Такие паразитные факторы, как вибрация трубопровода, изменение температ рЬ1 Ж1{дкости, возникающие в измерительном трубопроводе 2, компенсируются за счет наличия двух пар улыразв}т :овых преобразователей изл чатель - приемник.The fluid flow, whose speed .-) increases due to the confuser at the inlet of the measuring pipe 2, is fed into the flow transducer. When a trapezoidal shape (vortex generator) flows around the prism, a fluid stream in the measuring pipe 2 forms a vortex track behind it, the vortex frequency in which is highly accurate proportional to the source velocity. Alternating voltage from the generator 5 is supplied to the ultrasonic transducers 3 i, 3 i (emitters) and is converted into ultrasonic vibrations. These oscillations are emitted by emitters 3, 3 into the fluid flow, where it interacts with the vortices and turns out to be modulated in phase. Further, they are received by ultrasonic transducers - receivers 4, 4 ii and converted into electrical vibrations, amplified by amplifiers 6, 6 and fed to the phase detector. Parasitic factors such as vibration of the pipeline, changes in temperature L1, L1 {the densities arising in the measuring pipeline 2, are compensated by the presence of two pairs of amplification: transmitter-receiver transducers.

Разность фаз между сигналами с приемников 4 i . 4 п Ьой и П-ой пар определяется на фазовом детекторе ii в виде напряжения., частота и амплитуда которого соответствуюг интенсивности и частоте вихрей, с выхода фазового детектора пост пает на микропроцессорный адаптивный фильтр 8, где происходит фильтрация случайных составляющих этого сигнала. С выхода фильт|за 8 сигнал пост пает на формирователь 9 Bbiходных сигналов, где преобразуется в импульсы с частотой, пропорциональной расходу жидкости. В сравнении с прототипом заявляемый вихреакустический преобразователь расхода имеет более высок то точность измерений.The phase difference between the signals from the receivers 4 i. The fourth and fifth pairs are determined on the phase detector ii in the form of a voltage., The frequency and amplitude of which corresponds to the intensity and frequency of the vortices, from the output of the phase detector enters the microprocessor adaptive filter 8, where the random components of this signal are filtered. From the output of filter 8, the signal is transmitted to the driver of 9 bi-input signals, where it is converted into pulses with a frequency proportional to the liquid flow rate. In comparison with the prototype of the inventive eddyacoustic flow transducer has a higher measurement accuracy.

Авторы / - Шмигора В.Н.Authors / - Shmigora V.N.

г g

Аксенов В.Н. Aksenov V.N.

Claims (1)

Вихреакустический преобразователь расхода, содержащий измерительный трубопровод с размещенным в нем вихреобразователем в виде тела обтекания и закрепленной на его поверхности парой ультразвуковых преобразователей излучатель-приемник, расположенных с противоположных сторон трубопровода друг напротив друга и подключенных соответственно к генератору сигнала и к последовательно соединенным усилителю, фазовому детектору и формирователю выходных сигналов, отличающийся тем, что в него введена вторая пара ультразвуковых преобразователей излучатель-приемник, расположенных друг напротив друга с противоположных сторон трубопровода на той же окружности, что и первая пара, при этом расстояние между излучателем и приемником разных пар меньше, чем между их излучателями или приемниками, излучатель второй пары подключен к генератору сигнала, а приемник через второй усилитель - к второму входу фазового детектора, генератор является источником непрерывного сигнала, а измерительный трубопровод выполнен с конфузором на его входной части и с диффузором - на выходной.
Figure 00000001
A vortex-acoustic flow transducer containing a measuring pipeline with a vortex transducer located in it in the form of a flow body and a pair of ultrasonic transducer-receiver mounted on its surface located on opposite sides of the pipeline opposite each other and connected respectively to a signal generator and to a series-connected amplifier, phase detector and to a shaper of output signals, characterized in that a second pair of ultrasonic transducers is inserted into it the emitter-receiver located opposite each other on opposite sides of the pipeline on the same circle as the first pair, while the distance between the emitter and the receiver of different pairs is less than between their emitters or receivers, the emitter of the second pair is connected to the signal generator, and the receiver through the second amplifier to the second input of the phase detector, the generator is a source of a continuous signal, and the measuring pipeline is made with a confuser at its input and with a diffuser at the output.
Figure 00000001
RU98100172/20U 1998-01-06 1998-01-06 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER RU9955U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100172/20U RU9955U1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98100172/20U RU9955U1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU9955U1 true RU9955U1 (en) 1999-05-16

Family

ID=48271616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98100172/20U RU9955U1 (en) 1998-01-06 1998-01-06 VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU9955U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465556C2 (en) * 2009-02-19 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Apparatus for generating flow in systems for measuring flow rate of liquid media
RU2566530C2 (en) * 2013-01-28 2015-10-27 Кроне Аг Ultrasonic transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465556C2 (en) * 2009-02-19 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Apparatus for generating flow in systems for measuring flow rate of liquid media
RU2566530C2 (en) * 2013-01-28 2015-10-27 Кроне Аг Ultrasonic transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106855424B (en) Ultrasonic flow meter using windowing of received signals
AU2002344016B9 (en) Doppler ultrasonic flowmeter
EP0733885B1 (en) Ultrasonic flowmeter with temperature and pressure compensation
JP3016511B1 (en) Ultrasonic flow velocity measuring method and device
JPH0285762A (en) Speed measuring device
JPH109914A (en) Ultrasonic flowmeter
WO2005083371A1 (en) Doppler type ultrasonic flowmeter
JP2006078362A (en) Coaxial-type doppler ultrasonic current meter
US11137276B1 (en) All digital travel time flow meter using time reversed acoustics
JP2002340644A (en) Ultrasonic flow and flow velocity-measuring instrument and ultrasonic flow and flow velocity-measuring method
RU9955U1 (en) VICHREACOUSTIC FLOW CONVERTER
JPH07139982A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2007064792A (en) Ultrasonic flow measuring instrument
JP3646875B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPH0612278B2 (en) Two-phase flow ultrasonic type flow rate measuring method and measuring apparatus
JPH088417Y2 (en) Ultrasonic flowmeter calibration device
JPS6040916A (en) Correcting method of temperature-change error of ultrasonic wave flow speed and flow rate meter
KR100321074B1 (en) Measuring method of distance between sensors of ultrasonic flowmeter
EP4067833A1 (en) All digital travel time flow meter using time reversed acoustics
JP4212374B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPS58151564A (en) Ultrasonic current meter
JPS54121769A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH01134213A (en) Flowmeter
JP2000230844A (en) Ultrasonic system vortex flowmeter
ATE19826T1 (en) TRANSDUCER FOR DETERMINING THE FLOW RATE OF A FLOWING LIQUID.