SU1059432A2 - Ультразвуковой расходомер - Google Patents

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР по авт. св. № 569854, отличаю щи и с   тем, что/ с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точности измерени-  потоков с несимметричной эпюрой скоростей, он снабжен устройством п|реключенй  каналов, состо щим из схемы И, KONBvjyTaTopa, переключател  каналовJ счетчика циклов, линии задержки и блока уцйгавлени  и индикации, причем выход блока управлени  .и индикации через переключатель каналов, второй вход которого через счетчик циклов, подключен к выходу усилител  прин тых сигналов, подключен соответственно к первым входам коммутатора и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу формировател  возбуждающих импульсов, выход схемы И через линию задержки подключен к входу третьего переключател , а выход коммутатора подключен к входам первого и второго переключате (Л лей.

Description

о

ел

со

4i.

00 SD

Изобретение относитс  к технике ультразвука и может найти применение дл  измерений расхода деформированных потоков жидкости.

По основному авт. св. № 569854, известен ультразвуковой расходомер , содержащий преобразователь рахода с несколькими парами приемоизлучающих головок, подключенных через переключатели к формирователю возбуждающих импульсов и усилителю прин тых сигналов, генераторы импульсов управл емой частоты выходы которых через переключатели подключены к формирователю возбуждающих импульсов и к дискриминатору времени, -а входы через другой переключатель - к выходу дискрими .натора времени, причем выход усилител  прин тых сигналов через переключатель подключен.к входу формировател , возбуждающих импульсов и к одному из входо-в дискриминатора времени l .

Недостатком известг ого расходомера  вл етс  недостаточна  точность при измерении несимметричных потоков, т.е. потоков с деформированной эпюрой скоростей.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений -расходов деформированных потоков.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой расходомер снабжен устройством переклю 1ени  каналов, состо щим из схемы И, коммутатора, переключател  каналов счетчика циклов, линии задержки и блока управлени  и индикации, причем , выход блока управлени  и индикации через переключатель каналов, второй вход которого через счетчик циклов ,подключен к выходу усилител  прин тых сигналов, подключен соответственно к первым входам коммутатора и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу формировател  возбуждающих импульсов, выход схемы И через линию задержки подключен к входу третьего переключател , а выход коммутатора подключен к входам первого и второго переключателей ,

На представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Расходомер содержит преобразователь 1 расхода с четырьм  акустическими каналами, образованными пьезоэлектрическими преобразовател ми 2-9, первый и второй переключатели 10 и 11, формирователь 12 возбуждающих импульсов, усилитель 13 прин тых сигналов, третий переключатель 14, дискриминатор 15 времени , четвертый переключатель 16, импульсные генераторы 17 и 18 управл емой частоты, п тый Переключатель

19, схему. 20 выделени  разностной частоты, схему И 21, переключатель 22 каналов, линию 23 задержки, счечик 24 циклов, коммутатор 25 и блок 26 управлени  и индикации.

Расходомер работает следующим образом.

При цикле измерени , например, по потоку импульсы генератора 17 через переключатель 19 попадают на формирователь 12 возбуждающих импульсов. Импульсы 12 формировател  через переключатель 10 возбуждают пьезопреобразователь 2. Ультразвуковые импульсы проход т через измер емую среду, принимаютс  пь.езопреобразователем 6. Высокочастотный сигнал через переключатель 11, усилитель 13 и переключатель 14 попадает на формирователь 12 дл  его повторного запуска. Таким образом цикл повтор етс , поочередно подключа  в работу пары преобразователей 3-7, 4-8, 5-9 до ПРИНЯТИЯ сигнала преобразователем 9. После этого сигнал с усилител  13 через переключатель 14 подаетс  -на вход временного селектора 15, на другой вход которого через переключатель 19 подаютс  импульсы генератора 17, На выходе дискриминатора ,15 вырабатываетс  сигнал с определенными параметрами в зависимости от временного расположени  опорных и сигнальных импулсов . Этим сигналом через переключатель 16 управл етс  частота следовани  импульсов генератора 17 до выполнени  услови 

. t Т,,(1)

где t - суммарное врем  распространени  ультразвуковой волны во всех акустических каналах

Т, - период повторени  импульсов генератора 17,

При переключении расходомера в режим измерени  против потока повтор ютс  те же циклы, но в режиме излучени  работают пьезопреобразователи 6-9, приема - преобразователи 2-5. При этом справедливо ра-. венство

t Тг, . (2) где - период следовани  илтульсов генератора 18.

Разность частот генераторов 17 и 18 выдел етс  в измерительном устройстве 20 и  вл етс  мерой расхода измер емой жидкости.

В режиме измерени  значени  локальной скорости потока каждого акустического канала предлагаемое устройство работает следующим образом .

В блоке управлени  и индикации расходомера 26 оператором устанавливаетс  пор док и частота опроса

каналов. Например, установлен первый канал (пьезопреобразователи 2-6) и опрос в процессе 5 циклов. При этом переключатель каналов 22 вырабатывает сигнал дл  управлени  работой коммутатора каналов 25 и схемы И 21. Коммутатор каналов 22 своим выходным сигналом переводит переключатели 10 и 11 в такое состо ние , когда импульсы с формирозатеУг  12 не попадают на пьезопреобразователи 3-5 и 7-9. I

В режиме излучени  по потоку импульс с генератора 17 через переключа1тель 19 попадает на вход формировател  12/ импульс которого через переключатель 10 возбуждает пьезопреобразователь 2. Ультразвуковой сигнал, проход  через измер емую среду, принимаетс  преобразователем 6, сигнал с которого через усилитель 13 и переключатель 14 запускает формирователь 12. Импульс последнего не попадает на преобразователь 3, так как переключатели 10 и 11 закрыты сигналом управлени  коммутатора каналов, а через схему И 21, линию 23 задержки , врем  : адержки которой выбираетс  равном времени распространени  во втором канале, и переключатель 14 попадает на.вход формировател  12. Цикл повтор етс  до имитации прохождени  сигнала через четвертый канал, после чего через переключатель 14 сигнал попадает на вход временного дискриминатора 15. Далее происходит описанный процесс по управлению периодом следовани  импульсов генератора 17 до выполнени  услови 

(zw.|,ll-., «)

где 6,, , «. - длины первого и i-ro акустического канала

С - скорость ультразвука в измер емой среде;

( - среднее значение скорости потока по 1 каналу.

При режиме измерени  против потока повтор ютс  те же циклы: сигнал проходит только по первому каналу (преобразователи 6-2), а работу остальных каналов имитирует лини  23 задержки.

Период следовани  импульсов генератора 18 определ етс  выражением

--(;1)-..

0

Разность частот генераторов выдел етс  в измерительном устройстве 20, величина которой пропорциональна величине осредненного значе5 ни  скорости потока вдоль первого каналаy g

ьР

1

4

I- .1 е

где

- суммарна  длина акус0 - . тических каналов, tj - суммарное врем 

задержки в лектронных узлах, в мембранах акустических ка5 налов.

После определени  величины скорости по первому каналу (п тикратного повторени  описанного цикла измерений) счетчик 24 цикла выдает

0 сигнал на переключатель каналов. Последний своим управл к цим сигналом перестраивает работу коммутатора 25 каналов и переключателей 10 и 11 так, что измерени  провод тс  по второму каналу. Аналогичным .

5 образом опросу подлежат все каналы .

Затем, сравнива  измер емые значени  локальных скоростей потока вдоль отдельных каналов с значени 0 ми, определенными в услови х градуировки , выбираетс  среднее значение поправочного коэффициента дл  диапазона расхода. Данный коэффициент корректирует в измеритель5 ном устройстве 20 показани , известного расходомера, тем самым обеспечива  высокую точность измерени  потоков с деформированной эпюрой скоростей.

Claims (1)

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР по авт. св. № 569854, отличаю щи й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения потоков с несимметричной эпюрой скоростей, он снабжен устройст- вом переключения каналов, состоящим из схемы И, коммутатора, переключателя каналов; счетчика циклов, линии задержки и блока управления и индикации, причем выход блока управления .и индикации через переключатель каналов, второй вход которого через счетчик циклов, подключен к выходу усилителя принятых сигналов, подключен соответственно к первым входам коммутатора и схемы И, вторые входы которых подключены к выходу формирователя возбуждающих импульсов, выход схемы И через линию задержки подключен к входу третьего переключателя, а выход коммутатора подключен к входам первого и второго переключате- ‘ лей.

   >