00
со Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени расхода жидкости . Известен одноканапьный ультразву козой расходомер, содержащий акусти ческий датчик с двум пьезоэлемента ми, импульсный генератор, источник посто нного напр жени , два предварительных усилител , два амплитудных детектора, выходной измерительный узел и регистратор fl. , Недостатком этого расходомера вл етс низка точность измерени , обусловленна зависимостью результа та измерени от величины скорости распространени ультразвука в жидко ти. Наиболее близким к изобретению вл етс ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь с двум пьезоэлементами, последовательно включенные усилитель, формирователь и генератор импульсов, выходы которо го подключены к пьезоэлементам, а также триггер, входы которого подклю чены к выходу формировател , а выход - к регистрирующему устройству. Работа расходомера основана на измерении разности времен прохождени ультразвуковых импульсов по направлению скорости потока и против него, котора равна 2еусо5(У. 4V--7. где V - скорость потока измер емой среды; с - скорость ультразвука в непод вижной среде; В - рассто ние между пьезоэлемен тами; ot - угол между направлением ульт развукового луча и осью трубопровода Г2 3. Недостатками известного устройств вл ютс низка точность измерени и невозможность измерени расхода знакопеременных потоков. Цель изобретени - повышение точности измерений и расширение функцио йальных возможностей расходо 1ера. Поставленна цель достигаетс тем что в ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь с двум пьезоэлементами, последовательно включенные усилитель, формирователь и генератор импульсов, выходы которого подключены к пьезоэлементам. триггер и регистрирующее устройство, введены две пары электронных ключей, преобразователь частота-напр жение, инвертор и фильтр нижних частот, причем вход усилител подключен к пьезоэлементам через первую пару электронных ключей, выход генератора импульсов подключен к счетному входу триггера и входу преобразовател частота - напр жение, выход которого подключен к входу одного из эле,ктронных ключей второй пары непосредственно , а к входу другого - через инвертор, выходы электронных ключей второй пары подключены через фильтр нижних частот к регистрирующему устройству , при этом выходы триггера подключены соответственно к управл ющим входам электронных ключей первой и второй пары. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого расходомера. Расходомер состоит из преобразовател 1 с пьезоэлементами 2 и 3, первой пары электронных ключей 4 и 5, усилител 6, формировател 7 . импульсов, генератора 8 импульсов, триггера 9 со счетным входом., преобразовател 10 частота - напр жение, инвертора 11 второй пары электронных ключей 12 и 13, фильтра 14 низких частот, регистрирующего устройства 15. Пьезоэлемент 2 через один ключ первой пары, например через ключ 4, соединен со входом усилител 6. Пьезоэлемент 3 через другой ключ первой пары, например через ключ 5, также соединен со входом усилител 6. Выход усилител 6 соединен со входом формировател 7, выход которого соединен со входом синхронизации генератора 8 импульсов, два выхода последнего соединены с пьезоэлементами 2 .и 3, а третий выход соединен со счетным входом триггера 9 и со входом преобразовател 10 частота - напр жение, выход которого соединен со входом инвертора 11 и через один ключ второй пары, например через ключ 12, соединен со входом фильтра 14 низких частот , выход инвертора 11 через другой ключ второй пары, например, через ключ 13, также соединен со входом фильтра 14 низких частот, выход которого соединен со входом регистрирующего устройства 15, один выход триггера 9 соединен с управл ющими входами одних ключей каждой пары. J1 ТГЭПример со входами ключей 4 и 12, а другой выход, инверсньй по отношению к первому, соединен с управл ю щими входами других ключей каждой па ры, например со входами ключей 5 и 13. Расходомер работает следующим образом. В начальный момент после включени триггер 9 находитс в произвольном состо нии, например в таком, при котором сигнал.с одного его выхода открывает ключи 4 и 12, тогда сигнал с другого его выхода, инверсного по отношению к первому, закрывает ключи 5 и 13. Через некоторое врем самопроизвольно срабатьшает генератор 8 импульсов. Выходные сигналы генератора, поступа на пьезоэлементы 2 и 3, возбуждают в измер е мой среде движущиес навстречу друг другу ультразвуковые импульсы. Одновременно выходной сигнал от генератора поступает на счетный вход триггера 9, перевод его в другое устойчивое состо ние. При этом ключи 4 и 12 закрываютс , а ключи 5 и 13 открываютс . Ультразвуковой импульс от пьезоэлемента 3, пройд по потоку протекаклцей среды, возбуждает в пьез элементе 2 электрический сигнал, кот рый через открытый ключ 5 поступает на вход усилител 6, формировател 7 и далее на вход синхронизации генера тора 8. Генератор 8 срабатьшает, возбужда в пьезоэлементах 2 и 3 ультразвуковые колебани и перевод триггер 9 в другое устойчивое состо ние, при котором ключи 5 и 13 закрываютс , а ключи 4 и 12 открываютс . Таким образом, в системе возникает режим автоколебаний причем длительность одного устойчивого состо ни триггера равна времени прохождени ультразвукового импульса по потоку с+ vtosoC Длительность другого устойчивого состо ни триггера равна времени прохождени ультразвукового импульса против потока i . . 2 c-vcosoC Из приведенных вьфажений получаем .. CCz-iTi) с ( 7 Частота колебаний 1 tosU ТТтр 2Тс Пренебрега в последнем выражении величиной )J cos oi, ввиду того, что с V cos oL, и подставл полученное из него значение скорости ультразвука в формулу скорости среды, получаем 21 ,, -t у,г ,Д cosot Г2 Выходное напр жение преобразовател 10 частота - напр жение пропорционально частоте автоколебаний f Выходное напр жение инвертора 11 имеет такое же значение по абсолютной величине и противоположную пол рность . Эти напр жени через ключи 12 и 13 поступают на вход фильтра 14 нижних частот. В св зи с тем, что ключи управл ютс выходными сигналами триггера 9, на вход фильтра нижних частот будут пропускатьс импульс ные сигналы одной пол рности, например U-, с длительностью одного устойчивого состо ни триггера, например С2 импульсные сигналы другой пол рности , например, Uj, с длительностью другого устойчивого состо ни триггера, например V. Среднее значе ние напр жени , выдел емое фильтром нижних частот будет и - VilViГо- Kf г .+ f, Таким образом, напр жение на выходе фильтра 14 нижних частот пропорционально скорости потока в преобразователе и .не зависит от скорости ультразвука в неподвижной среде. В качестве регистрирующего устройства может быть использован вольт- г метр либо преобразователь напр жени в выходной унифицированный сигнал . Изобретение позвол ет повысить точность измерени за счет автоматической коррекции выходного сигнала на изменение величины скорости распространени ультразвуковьтх колебаний . Кроме того, устройство сохран ет работоспособность при знакопеременных потоках, что расшир ет его функциональные возможности.