SU1413456A1 - Способ измерени давлени жидкости в трубопроводе и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение при дистанционном контроле давлени  текучих сред в трубопроводах без нарушени  их целостности в широком диапазоне температур, например , дл  диагностики гидравлических систем самолетов. Цель изобретени  - повышение точности измерени  в широком диапазоне температур. Дл  этого предлагаетс  одновременно с формированием, приемом и измерением времени распространени  рабочих импульсов , распростран кщихс  в жидкости , аналогичные опера:ции производить над дополнительными ультразвуковыми , импульсами, распростран ющимис  в стенке трубопровода от единого излучател  3. Функцию измерени  параметров данных импульсов выполн ет дополнительна  электрическа  схема 9, содержаща  те же элементы, что и. основна  схема 5, а именно второй усилитель 10, второй формирователь 11, второй преобразователь 12, включенные последовательно. Основное назначение дополнительных импульсов - температурна  корректировка рабочих импульсов. Вьщелени  информативного сигнала, завис щего от скорости распространени  ультразвуковой волны в контролируемой жидкости в зависимости от ее температуры, осуществл етс  преобразовател ми 15 и 12 рабочего и дополнительного сигналов. При этом, ввделенныё сигналы имеют форму пр моугольных импульсов , посто нных по амплитуде, длительностью , равной временному интервалу между переменными фронтами рабочего и дополнительного импульсов. Значение измер емого давлени  жидкости определ етс  путем суммировани  информативных сигналов в сумматоре 6. , 2 ил. 2 с.п. ф-лы. (Л 00 й ел ф

Description

/

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, в частност к способам и устройствам дл  ультразвукового измерени  давлени  жидкости в трубопроводах без их расстыковки и введени  в контакт со средой каких-либо чувствительных элементов, и может быть использовано в различны област х техники, например, дл  диаг ностики гидравлических систем летательных аппаратов.

Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности измерени  давлени  в широком диапазоне температур.

На фиг. 1 представлена структурна  блок-схема измерител  давлени  жидкости в трубопроводе; на фиг.2 - временна  диаграмма работы устройства .

Устройство дл  измерени  давлени  жидкости в трубопроводе 1 содержит , размещенные на трубопроводе 1 преобразователь 2 температуры контролируемой жидкой среды, акустически св занные излучатель 3 и приемник 4 ультразвукового преобразовател  и электрическую схему, включающую с одной стороны последовательно соединенные приемник 4 ультразвукового преобразовател , блок 5 формировани  импульсов и сумматор 6, а с другой - генератор 7 иг тульсов, к выходу ко- торого подключены излучател.ь 3 и блок 8 задерйски, выход которого под- ключен к второму входу блока 5 формировани  иьшульсов. Устройство снабжено дополнительной электрической схемой 9, содержащей последовательно подключенные к выходу преобразовате- л  2 тe mepaтypы контролируемой :кид- кости усилитель 10, формирователь 11 и преобразователь 12 импульсов, второй выход которого подключен к второму входу .сумматора 6, а второй вход - к второму выходу блока 8 задержки . Преобразователь 2 температуры выполнен в В1аде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразовател , а блок 5 формировани  :нм- пульсов представл ет собой последовательно подключенные к выходу приемника 4 .ультразвукового преобразовател  усилитель 13, формироватепь

14и преобразователь 15 импульсов, выход которого подключен к сумматору 6 , а второй вход - к выходу йпо- ка 8 задерж1си. -Преобразователи 12 и

15выполнены в виде электронньк ключей , а блок задержки формирует пр моугольные импульсы.

Дл  формировани  в сумматоре 6 сигнала, пропордионального измер емому давлению с учетом температуры контролируемой среды, предусмотрена электрическа  схема, состо ща  из счетчика 16 импульсов, генератора 17 и счетчика 18 тактовых импульсов . При этом вход счетчика 18 подключен к выходу преобразовател  15 импульсов, а выход - к первому входу счетчика 16 импульсов, выход которого подключен к третьему входу сумматора 6, а второй и третий входы соответственно - к выходу второго преобразовател  12 и к выходу генератора 17 счетных импульсов, подключенного к четвертому входу сумматора 6.

Устройство, реализующее способ измерени  давлени  жидкости в трубопроводе , работает следующим образом.

При помощи генератора 7 импульсов вырабатываетс  последовательность коротких импульсов, которые направл ютс  на излучатель 3, где они преобразуютс  в ультразвуковые колебани , которые через стенку трубопровода 1 ввод тс  в контролируемую среду. Отразившись от противополож- ной стенки трубопровода 1, ультразвуковые колебани  второй раз проход т через контролируемую среду и стенку и попадают на основной приемник 4 ультразвукового преобразовател , где они преобразуютс  в электрические импульсы. Одновременно часть ультразвуковых волн распростран етс  в стенке трубопровода 1 и после многократного отражени  принимаютс  пре- образователем 2 температуры, выполненным в виде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразовател , который также преобразует ультразвуковые волны в электрические импульсы . Усилители 10 и 13 усиливают эти импульсы, а формирователи 11 и 14 формируют импульсы пр моугольной формы определенной длительности, которые поступают соответственно на входы преобразователей 12 и 15, вы- полненные в виде электронных ключей. На управл ющий вход преобразовател  поступают из блока 8 пр моугольные импульсы, задержанные на врем  С которые открывают ключ,раньше прихода основного импульса из приемника 4 ультразвукового преобразовател  на

врем  1) if и закрывают его по истече- .НИИ длительности g(фиг.2, позици  1 по ординате).

Таким образом, формируетс  информативна  длительность С.(фиг.2, позици  2) сигнала основного прием- ника 4 и на это врем  С сигнал с преобразовател  15 открьтает счетный вход сумматора 6. На управл ющий вход преобразовател  15 поступает из блока 8 пр моугольный импульс, задержанньй на врем  Са,который открывает его раньше прихода импуль10

пульсов, распростран ющихс  с одной стороны через линию задержки, а с другой - через жидкость, приеме и выделении информативньк электрических пр моугольных импульсов посто нной амплитуды, по длительности равных интервалам между передними фронтами прин того и задержанного импульсов, измерении температуры жидкости и проведении температурной коррекции выходного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности в широком диапазоне темпераса , сформированного цепочкой 4-13-14, Р принимают ультразвуковым преоб- и закрывает его по истечении длительности f,, т.е. формируетс  им-. пульс длительности С (позици  2 на фиг. 2), пропорциональнь.й времени прохождени  основной ультразвуковой волны через контролируемую среду. Аналогично получают .корректирующий импульс, сформированный цепочкой 2-10-11-12 с длительностью пропорциональной температуре трубопровода 1 (контролируемой среды).

Дл  того, чтобы число импульсов N,, записанных в счетчике 16, было пропорционально величине давлени  с . учетом поправки на температуру среды на врем  11(позици  4 на фиг. 2), открывают счетньй вход счетчика 16, подключенный к выходу генератора 17 и формируют в счетчике 16 число импульсов N. (позици  6, фиг.2), причем это количество определ етс  длиразователем дополнительную ультразвуковую волну, распростран ющуюс  в стенке трубопровода в процессе формировани  рабочих импульсов от ультразвукового излучател , суммируют врем  температурного приращени  скорости ее распространени  за опреде- ленное число периодов рабочих импульсов , ввод т температурную поправку путем определени  временных интервалов между передними фронтами рабочего и дополнительного импульсов и определ ют давление жидкости суммированием скорректированных рабочих им- 30 пульсов за определенное число периодов .

20

25

35

. 2. Устройство дл  измерени  давлени  жидкости в трубопроводе, содержащее первый преобразователь импульсов , первьй усилитель и первый формирователь импульсов, а также преобразователь температуры контролируемой среды и акустически св занных через жидкость и стенки трубопровода излучатель и приемник ультразвукового преобразовател , выход которого через последовательно соединенные первый усилитель и первый формирователь импульсов подключен к первому входу первого преобразовател  импульсов , второй вход которого подключен к первому выходу линии задерж ки, включенной в цепь излучател  и генератора импульсов, отличаюельностью имхгульса числом таков записи, определ емых выходом счет- ика 18, который подключен к управл ю- щему входу счетчика 16. При наличии сигнала на этом входе число импуль- сов накопленных в счетчике 16 за N так

тов, переписывают в разностный вход сумматора 6.

Использование изобретени  повьша- ет точность измерений в широком диапазоне температур контролируемой жидкой среды за счет более полного учета и локализации температурного фактора , повышает быстродействие за счет снижени  инерционности преобразовател  температуры.

Claims (2)

1. Способ измерени  давлени  жидкости в трубопроводе, заключающийс  в формировании ультразвуковым излучателем периодических, рабочих им

пульсов, распростран ющихс  с одной стороны через линию задержки, а с другой - через жидкость, приеме и выделении информативньк электрических пр моугольных импульсов посто нной амплитуды, по длительности равных ин тервалам между передними фронтами прин того и задержанного импульсов, измерении температуры жидкости и проведении температурной коррекции выходного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности в широком диапазоне темпера Р принимают ультразвуковым преоб-

разователем дополнительную ультразвуковую волну, распростран ющуюс  в стенке трубопровода в процессе формировани  рабочих импульсов от ультразвукового излучател , суммируют врем  температурного приращени  скорости ее распространени  за опреде- ленное число периодов рабочих импульсов , ввод т температурную поправку путем определени  временных интервалов между передними фронтами рабочего и дополнительного импульсов и определ ют давление жидкости суммированием скорректированных рабочих им- пульсов за определенное число периодов .

5

0

5

0

.

2. Устройство дл  измерени  давлени  жидкости в трубопроводе, содержащее первый преобразователь импульсов , первьй усилитель и первый формирователь импульсов, а также преобразователь температуры контролируемой среды и акустически св занных через жидкость и стенки трубопровода излучатель и приемник ультразвукового преобразовател , выход которого через последовательно соединенные первый усилитель и первый формирователь импульсов подключен к первому входу первого преобразовател  импульсов , второй вход которого подключен к первому выходу линии задержки , включенной в цепь излучател  и генератора импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены второй преобразователь импульсов, счетчик импульсов, генератор счетных импульсов , счетчик тактовых импульсов, сумматор с четырьм  входами, второй усилитель и второй формирователь импульсов, причем выход первого преобразовател  импульсов подключен к

первому входу сумматора и через счетчик тактовых импульсов к первому входу счетчика импульсов, соединенного своим вторым входом с первым выходом второго преобразовател  импульсов , третьим входом - с выходом генератора счетных импульсов и четвертым входом сумматора, третий вход которого подключен к выходу счетчика

импульсов, а второй - к второму выходу второго преобразовател  импульсов , соединенного своим вторым входом с выходом линии задержки, а первым входом - с выходом второго формировател  импульсов, при этом вход второго усилител  подключен к выходу преобразовател  температуры контролируемой среды.

фи&.2