SU1030656A1 - Ultrasonic flowmeter - Google Patents

Ultrasonic flowmeter Download PDF

Info

Publication number
SU1030656A1
SU1030656A1 SU823416614A SU3416614A SU1030656A1 SU 1030656 A1 SU1030656 A1 SU 1030656A1 SU 823416614 A SU823416614 A SU 823416614A SU 3416614 A SU3416614 A SU 3416614A SU 1030656 A1 SU1030656 A1 SU 1030656A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
time interval
meter
delay line
outputs
Prior art date
Application number
SU823416614A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Глушнев
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
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 Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU823416614A priority Critical patent/SU1030656A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1030656A1 publication Critical patent/SU1030656A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР , содержащий два обратимых электроакустических преобразовател , размещенных на противоположных стенках трубопровода и подключенных через блок генерации и приема сигнала к входам блока разности, а также первый измеритель временного интервала , отличающийс  тем, что, -с целью повышени  точности измерений, он снабжен первой линией задержки, блоком коррекции и измерителем фазовой скорости, состо щим из двух электроакустических преобразователей, размещенных симметрично относительно одного из обратимых электроакустических преобразователей на равных рассто ни х от стенки трубопровода и подключенных один непосредственно, а другой через вторую линию задержки к входам второго измерител  временного интервала, причем выходы блока генерации и приема сигнала один непосредственно , а другой через первую линию задержки подключены к первому измерителю временного интервала, а ВХОДЫ блока коррекции подключены соответственно к выходам блокаразности и первого и второго измерителей временного интервала. сл 2. Расходомер поп.1, отличающийс  тем, что блок корс: рекции выполнен В виде первого и второго .умножителей и сумматора, причем первые входы умножителей соединены и подключены к первому входу сумматора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго о умножителей. со СГ) С71 с1. ULTRASONIC FLOWMETER, containing two reversible electroacoustic transducers placed on opposite walls of the pipeline and connected through a signal generation and reception unit to the inputs of the difference unit, as well as the first time interval meter, which is equipped with the first delay line, the correction unit and the phase velocity meter, consisting of two electroacoustic transducers placed symmetrically relative to one of the reversible electroacoustic transducers at equal distances from the pipe wall and connected one directly and the other through the second delay line to the inputs of the second time interval meter, with the outputs of the signal generation and receiving unit one directly and the other through the first delay line connected to the first time interval meter , and the INPUTS of the correction unit are connected respectively to the outputs of the block difference and the first and second time interval meters. 2. Flowmeter pop. 1, characterized in that the block of cortex: reaction is made as a first and second multipliers and an adder, the first inputs of the multipliers connected and connected to the first input of the adder, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second about multipliers. with SG) S71 with

Description

Изобретениа относитс  к измериГельной технике и может быть ис-Аользовано дл  измерени  жидкостей в различных област х народного хо$ йства . Известны ультразвуковые расходемеры , содержащие одну или несколько пар электроакустических преобразова телей, расположенных на трубопроводе под углом к его оси и подключенных к формирователю временных интер . валов, обеспечивающему зондирование контролируемого потока жидкости с помощью ультразвуковых сигналов. По лучаема  при этом разность времен распространени  сигналов по потоку и против потока жидкости, пр мо про порциональна ее скорости 1. Недостатком данного расходомера  вл етс  низка  точ.ность намерени  из-за вли ни  на результат измерени скорости распространени  ультразвука . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ультразвуковой импульсно-фазовый ра ходомер, содержащий два обратимых электроакустических преобразовател  подключенных через коммутатор, один вход которого соединен с генера.тором , а другой со схемой логики подключен к блоку разности, первый которого через первую схему сов падени  подключен к первому счетчик а второй через второй - к входу схемы сравнени  кодов, второй вход которой через третий счетчик, у.1ножитель частоты и схему измерени коэффициента углножени  подключен к мерителю временного интерзала, вход которого подключены соответственно выходам коммутатора и схеме логики. Устройство содержит дополнительн генератор, выходы которого подключе к умножителю частоты и через вторую -схему совпадени , второй вход котор подключен к измерителю временного и тервала, к второму счетчику, при это выход схемы сравнен т  кодов подключен , к вторым входам первой схемы со падени  и третьего счетчика 2. Недостатком данного расхо7домера  вл етс  низка  точность .измерени  йз-за зависимости результата измерени  от скорости распространвгги  ульт развука вдоль стенки трубопровода, Целью изобретени   вл етс  повы шение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем что ультразвуковой расходомер, содержащий два обратимых электроакустических преобразовател , размещенных на противоположных стенках трубопровода и подкл}оченных через блок .генерации и приема сигнала к входам блока разности, а также первый измеритель временного интервала, снабжен первой линией задержки, блоком коррекции и измерителем фазовой скорости, состо щим из двух электроакустических преобразователей, размещенных Симметрично относительно одного из обратимых электроакустических преобразователей на равных рассто ни х .от стенки трубопровода и подключенных один непосредственно, а другой через вторую линию задержки к входам второго измерител  временного интервала, причем выходы блока генерации и приема сигнала один непосредственно , а другой через первую ЛИНИЮ задержки подключены к первому измерителю временного интервала, а входы блока коррекции подключены соответственно к выходам блока разности и первого и второго измерителей временного интервала. При этом блок коррекции выполнен в виде первого и второго умножителей и су№ 1атора, причем первые входы уг-дножителей соединены и подключены к первому входу сумматора, второй и третий входы которого подключены соответственно к В1,1ходам первого и второго y нoжитeлeй, На чертеже изображена блок-схема устройствсх. Ультразвуковой расходомер состоит КЗ двух обратимых электроакустических преобразователерЧ 1 и 2, закрепленных при помощи звукопроводов 3 и 4 Hii противоположных стенках трубопровода, блока 5 генераций и приема сигнала, блока 6 разности, первой ЛИНИИ 7 задержки, первого измерител  8 временного интервала, измерител  9 фазовой скорости, содержащего два электроакустических преобразовател  10 и 11, вторую линию 12 задержки и второй измеритель 13 временного интерзала. Блок 14 коррекции содержит два умножител  15 и 16 и сумматор 17. Ультразвуковой расходомер работав т с лед ующ им образ ом. Злок 5 генерации и приема сигналов вырабатывает электрические сигналы , Fia,npHMep импульсы, под действием 1СОТСРЫХ обратимыгли электроакустическим - преобразовател ми 1 и 2 излучаютс  ультразвуковые сигналы в трубопровод по потоку и против потока жидкости. После прохождени  контролируемой жид кости данные сигналы вновь преобразуютс  преобразовател ми 1 и 2 3 электрические и воспринимаютс  блоком 5 генерации и приема сигнала,который производит формирование интервалов времени, пропорциональных времени распространени  си)налов по потоку и против потока жидкости D E-3 te9D-u :;csiwg) - - ;-- --t B, E-Dt rgCi-vJ/(cging) The invention relates to measurement technology and can be used for measuring liquids in various public areas. Ultrasonic flowmeters are known that contain one or several pairs of electroacoustic transducers located on the pipeline at an angle to its axis and connected to a time interinterfacer. shafts, providing sensing controlled flow of fluid using ultrasonic signals. The resulting difference in the propagation times of the signals along the flow and against the flow of the fluid is directly proportional to its speed 1. The disadvantage of this flow meter is the low accuracy of the intention due to the effect on the measurement result of the ultrasound propagation velocity. The closest in technical essence to the invention is an ultrasonic pulse-phase flowmeter containing two reversible electroacoustic transducers connected via a switch, one input of which is connected to a generator, and the other to a logic circuit connected to a difference unit, the first of which the fall is connected to the first counter and the second through the second to the input of the code comparison circuit, the second input of which is via the third counter, frequency multiplier 1, and the circuit for measuring the angular multiplication factor It is connected to the time interval measurer whose input is connected to the switch outputs and the logic circuit, respectively. The device contains an additional generator, the outputs of which are connected to the frequency multiplier and through the second coincidence circuit, the second input is connected to the time meter and the terval, to the second counter, the output of the circuit is compared to the codes connected to the second inputs of the first circuit and the third counter 2. The disadvantage of this flow meter is the low accuracy. Measurement due to the dependence of the measurement result on the speed of propagation of ultrasound along the pipeline wall. The aim of the invention is to improve the accuracy measurement. The goal is achieved by the fact that an ultrasonic flow meter containing two reversible electroacoustic transducers placed on opposite walls of the pipeline and connected through the unit generating and receiving a signal to the inputs of the difference unit, as well as the first time interval meter, is equipped with a first delay line, a correction unit and phase velocity meter, consisting of two electroacoustic transducers placed symmetrically with respect to one of the reversible electroacoustic transducers Equal distances from the pipeline wall and connected one directly and the other through the second delay line to the inputs of the second time interval meter, the outputs of the signal generation and receiving unit one directly, and the other through the first delay LINE connected to the first time interval meter , and the inputs of the correction unit are connected respectively to the outputs of the difference unit and the first and second time interval meters. In this case, the correction block is made in the form of the first and second multipliers and sensor No. 1, with the first inputs of the multipliers connected and connected to the first input of the adder, the second and third inputs of which are connected respectively to В1,1 inputs of the first and second y of the heads. block diagram of the device. The ultrasonic flow meter consists of the short-circuit of two reversible electroacoustic transducers 1 and 2, fixed with the help of sound ducts 3 and 4 Hii opposite walls of the pipeline, unit 5 of generation and reception of the signal, difference unit 6, first LINE 7 delay, first meter 8 time interval, phase velocity meter 9 containing two electroacoustic transducers 10 and 11, the second delay line 12 and the second meter 13 time interval. The correction unit 14 contains two multipliers 15 and 16 and an adder 17. The ultrasonic flow meter operates from an ice pack. The signal generation and reception unit 5 generates electrical signals, Fia, npHMep pulses, under the action of 1 DIAGRAM reversible electroacoustic transducers 1 and 2, emit ultrasonic signals into the pipeline downstream and against the liquid flow. After the passage of the controlled fluid, these signals are again converted by converters 1 and 2 3 electrical and perceived by the signal generation and reception unit 5, which produces the formation of time intervals proportional to the propagation time of the fluid and against the flow of fluid D E-3 te9D-u :; csiwg) - -; - --t B, E-Dt rgCi-vJ / (cging)

где Т , Т - времена распространени  ультразвука по потоку и против потока жидкости; D - диаметр трубопровода; С, б - скорость и угол распространени  ультразвука в жидкости;where T, T are the times of ultrasound propagation along the flow and against the flow of the fluid; D is the diameter of the pipeline; C, b — velocity and angle of ultrasound propagation in a liquid;

2 - рассто ние между точками ввода и вывода ультразвуковой волны из стенки трубопровода; и - скорость потока жидкости;2 - the distance between the points of input and output of the ultrasonic wave from the pipe wall; and - fluid flow rate;

V - фазова  скорость ультразвука вдоль стенки трубопровода, т.е. скорость движени  фронта ультразвуковой волны вдоль стенки; t - врем  распространени V is the phase velocity of ultrasound along the pipeline wall, i.e. the speed of the front of the ultrasound wave along the wall; t is the propagation time

ультразвука в звуко.проводах 3 и 4.ultrasound in sound lines 3 and 4.

Из данных интервалов времени блоком б разности определ ют разностный интервал времени, пропорциональный измер емой скорости потока иFrom these time intervals, a difference time interval is proportional to the measured flow velocity and

uT--T,,--KuV, (.i)uT - T ,, - KuV, (.i)

где Ку D/(С V cosS) . Коэффициент преобразовани  расходомера KV мохсет быть определен через полусумму времен распространени  Т. и Тwhere ku d / (c v cosS). The conversion coefficient of the KV flowmeter mohset be determined through the half-sum of propagation times T. and T

к jTiv - еto jTiv - e

(TzV- е)(TzV- e)

где (Т..,+Т )/2-tjgwhere (T .., + T) / 2-tjg

Дл  компенсации зависимости коэффициента преобразовани  и результата измерени  Т от скорости ультразвука в контролируемой жидкости и в стенке трубопровода первым измерителем 8 временного интервала и измерителем 9 фазовой скорости ульразвука вдоль стенки трубопровода измер ютс  отклонени  величин Tj и V от своих номинальных (средних) значений. При этом измеритель 8 работает следующим образом. Первые импульсы, поступающие на вход первой линии 7 задержки и сигнализирующие о начале интервалов времени Т и Т, задерживаютс  ею на врем  равное номинальному значению полусуммы времен Т и Tj - . Поэтому первым измерителем 8 временного интервала будет измерен разностный интервал времени Tj-Tg. To compensate for the dependence of the conversion factor and the measurement result T on the ultrasound velocity in the controlled fluid and in the pipe wall, the first meter 8 of the time interval and the meter 9 of the phase velocity of ultrasound along the pipe wall measure deviations of Tj and V from their nominal (average) values. When this meter 8 works as follows. The first pulses arriving at the input of the first delay line 7 and signaling the beginning of the time intervals T and T are delayed by it for a time equal to the nominal value of half the sum of the times T and Tj -. Therefore, the difference time interval Tj-Tg will be measured by the first meter 8 of the time interval.

(.)VT.,, (4) (.) VT. ,, (4)

где Y -вЕзКодна  величина измерител  8 (например, цифровой код или напр жение); К, -коэффициент преобразовани where Y is the same as meter value 8 (for example, a digital code or voltage); K, - conversion factor

измерител  8;meter 8;

Ту -номинальное значение ве° личины T-j.Tu is the nominal value of ° T. J.

Принцип действи  измерител  9 фазовой скорости ультразвука вдоль стенки трубопровода следующий. Ультразвуковой сигнал, распростран ющийс  от электроакустического преобразовател  1, после прохождени  контролируемой жидкости распростран етс  в стенке трубопровода и поочередно поступает на акустические приемники 10 и 11. Интервал времени между момен0 тами поступлени  сигналов на приемники 10 и 11 составит величинуThe principle of operation of the meter 9 phase velocity ultrasound along the pipe wall is as follows. The ultrasonic signal propagating from the electroacoustic transducer 1, after passing the controlled fluid, propagates in the pipe wall and alternately enters the acoustic receivers 10 and 11. The time interval between the moments of the signals arriving at the receivers 10 and 11 will be equal to

t S/V(5)t S / V (5)

где S - рассто ние между приемниками 10 и 11 вдоль стенки трубопровода .where S is the distance between receivers 10 and 11 along the pipeline wall.

5five

Сигнал с приемника 11 дополнительно задерживаетс  второй линией 12 задержки на врем , равное номинальному значению времени t. Поэтому вторым измерителем 13 временного интервала The signal from receiver 11 is additionally delayed by a second delay line 12 for a time equal to the nominal value of time t. Therefore, the second meter 13 time interval

0 будет измерен разностный интервал времени и на его выходе образуетс  сигнал0, the difference time interval will be measured and a signal is generated at its output

ДУ VDv v

(6)(6)

V z V V z v

- -

YV,YV,

5five

t - S/VQ , tlV - V Vp uV V -Vt - S / VQ, tlV - V Vp uV V -V

гдеWhere

К„ - коэффициент преобразовани K „- conversion factor

второго измерител  13 временного интервала; the second meter 13 time interval;

0 t- - врем  задержки сигналов0 t- - signal delay time

линией 12 задержки; V - номинальное значение скорости ультразвука вдоль стенки трубопровода. Измеренные величины Y и Yy ум5 ножаютс  блоками 15 и 16 умножени  на выходную величину блока 6 разносTHAY . После сум мировани  сумг-1атором 17 выходных величин блоков 15 и 16 умножени  и величины YA на его line 12 delay; V is the nominal value of the ultrasound velocity along the pipeline wall. The measured values of Y and Yy of dm5 are cut by blocks 15 and 16 multiplied by the output value of block 6 spay. After summing up the sum-1ator 17, the output values of blocks 15 and 16 multiply and the value of YA by its

0 выходе образуетс  сигнал, величина которого в соответствии с выражени ми (3), (4), (6) определ етс  следующим образом0, a signal is generated, the value of which is determined as follows by expressions (3), (4), (6)

(Tj.v-e)%.t,(Tj.v-e)%. T,

1one

5five

4HKvK,AT.),C-,)4HKvK, AT.), C-,)

де К - коэффициенты преобра0 зовани  .de K - transformation coefficients.

При правильном выборе коэффициентов преобразовани  измерителей 8 и 13 К. и КWith the right choice of conversion factors for 8 and 13 K meters and K

- l.5j lioli)v.- l.5j lioli) v.

5555

к.1 к/ 1,Т..)ЬТ)(т,)K.1 K / 1, T ..) b) (t,)

,T,T

) (8)) (eight)

5 KV5 KV

ХоHo

изменени  скорости ультразвука в контролируемой жидкости Сив стенке трубопровода V будут приводить к изменению сомножителей в выражении (7), Данные изменени  бУДУт одинаковы по величине, но противоположchanges in the ultrasound velocity in the controlled fluid Siv to the pipe wall V will lead to a change in the factors in the expression (7). These changes will be the same in magnitude, but opposite to

Claims (2)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащий два обратимых электроакустических преобразователя, размещенных на противоположных стенках трубопровода и подключенных через блок генерации и приема сигнала к входам блока разности, а также первый измеритель временного интервала , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен первой линией задержки, блоком коррекции и измерителем фазовой скорости, состоящим из двух электроакустических преобразователей, размещенных симметрично относительно одного из обратимых электроакустических преобразователей на равных расстояниях от стенки трубопровода и подключенных один непосредственно, а другой через вторую линию задержки к входам второго измерителя временного интервала, причем выходы блока генерации и приема сигнала один непосредственно, а другой через первую линию задержки подключены к первому измерителю временного интервала, а входы блока коррекции подключены соответственно к выходам блока'разности и первого и второго измерителей временного интервала. ®1. ULTRASONIC FLOW METER, containing two reversible electro-acoustic transducers located on opposite walls of the pipeline and connected through the signal generation and reception unit to the inputs of the difference unit, as well as the first time interval meter, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, it is equipped with the first delay line, correction unit and phase velocity meter, consisting of two electro-acoustic transducers placed symmetrically relative to one of the reversible electro Hub converters at equal distances from the pipe wall and connected one directly and the other through the second delay line to the inputs of the second time interval meter, with the outputs of the signal generation and reception unit one directly and the other through the first delay line connected to the first time interval meter, and the inputs of the correction block are connected respectively to the outputs of the difference block and the first and second time interval meters. ® 2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что блок коррекции выполнен в виде первого и второго умножителей и сумматора, причем первые входы умножителей соединены и подключены к первому входу сумматора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго умножителей.2. The flow meter according to claim 1, characterized in that the correction unit is made in the form of the first and second multipliers and an adder, the first inputs of the multipliers being connected and connected to the first input of the adder, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second multipliers. MvnLMvnl
SU823416614A 1982-04-05 1982-04-05 Ultrasonic flowmeter SU1030656A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416614A SU1030656A1 (en) 1982-04-05 1982-04-05 Ultrasonic flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416614A SU1030656A1 (en) 1982-04-05 1982-04-05 Ultrasonic flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1030656A1 true SU1030656A1 (en) 1983-07-23

Family

ID=21004390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823416614A SU1030656A1 (en) 1982-04-05 1982-04-05 Ultrasonic flowmeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1030656A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550758C1 (en) * 2014-02-07 2015-05-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Hydroacoustic method of monitoring flow rate of liquid media in pipelines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 178128, кл. G 01 F 1/66, 1962. 2. Авторское свидетельство СССР 551509, кл. G 01 F 1/66, 1975 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550758C1 (en) * 2014-02-07 2015-05-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Hydroacoustic method of monitoring flow rate of liquid media in pipelines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0733885B1 (en) Ultrasonic flowmeter with temperature and pressure compensation
SU753367A3 (en) Device for measuring volumetric flow rate in cylindrical pipe-line
US3050997A (en) Flowmeters
JPH10122923A (en) Ultrasonic flow meter
RU2660011C1 (en) Method and device for ultrasonic flow method measurement and layout device for controlling ultrasonic flow measurements by practical method
US3623363A (en) Ultrasonic flowmeter
SU1030656A1 (en) Ultrasonic flowmeter
JPH0447770B2 (en)
JP4266117B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPH088417Y2 (en) Ultrasonic flowmeter calibration device
JPH0915012A (en) Ultrasonic wave flowmeter
JP3438371B2 (en) Flow measurement device
JPS6040916A (en) Correcting method of temperature-change error of ultrasonic wave flow speed and flow rate meter
JPH0361892B2 (en)
SU787899A1 (en) Ultrasonic flowmeter
JP3512512B2 (en) Ultrasonic flow velocity measuring device
SU1076754A1 (en) Ultrasonic flowmeter
SU1141294A1 (en) Ultrasonic phase flowmeter
JPS6262218A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2001330485A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH01134213A (en) Flowmeter
SU1078248A1 (en) Ultrasonic flowmeter
JPH0447769B2 (en)
SU932240A1 (en) Ultrasonic flow meter
JPH0739964B2 (en) Ultrasonic flow meter