SU1483266A1

SU1483266A1 - Фазовый ультразвуковой расходомер

Info

Publication number: SU1483266A1
Application number: SU864164755A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Бегельман; Анатолий Петрович Наумчук; Владимир Семенович Рощин; Лев Петрович Журавлев
Original assignee: Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика"
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1989-05-30

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени за счет устранени вли ни изменений скорости распространени ультразвука в среде. В контролируемую среду с помощью пьезопреобразователей 1 и 2 излучаютс ультразвуковые колебани сначала по потоку, а затем против потока. Коммутаци осуществл етс коммутатором 3. Разность фаз излученных и принимаемых колебаний устанавливаетс равной целому числу периодов перестройкой частоты управл емого генератора 11, который управл етс выходным напр жением цепочки, состо щей из двух формирователей 5 и 6, фазового компаратора 7, интегратора 13 и сумматора 12. Частоты фиксируютс в блоке 8 считывани частот. Затем управл емый генератор перестраиваетс подключением к сумматору 12 напр жени скачка с блока 16 формировани скачка таким образом, что разность фаз увеличиваетс ровно на единицу. Приведена зависимость дл вычислени расхода. 2 ил.

Description

4 ОО СО

to

О5 О5

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени расхода жидкостей и газов.

Цель изобретени - повышение точности измерени .

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого расходомера; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, по сн ющие работу расходомера.

Расходомер состоит из приемо-передаю- щих пьезопреобразователей 1 и 2, коммутатора 3, усилител 4, формирователей 5 и 6, фазового компаратора 7, блока 8 считывани частот, усилител 9 мощности, блока 10 вычислени расхода, управл емого генератора 11, сумматора 12, интегратора 13, ин- дикатора 14,блока 15 управлени и блока 16 формировани скачка.

Расходомер работает следующим образом .

Непрерывные синусоидальные колебани с выхода управл емого генератора 11 через усилитель 9 мощности и коммутатор 3 подаютс на пьезопреобразователь 1 и излучаютс по потоку. Пьезопреобразователь 2 преобразует прошедшее через поток ультразвуковые колебани в электрический сиг- нал, который усиливаетс усилителем 4, преобразуетс в пр моугольные импульсы формирователем 5 и поступает на первый вход фазового компаратора 7. На второй вход фазового компаратора 7 поступают пр моугольные импульсы с формировател 6, сфор- мированные из выходных колебаний усилител 9 мощности. Выходное напр жение фазового компаратора 7 интегрируетс интегратором 13 и через сумматор 12 управл ет частотой управл емого генератора 11. Частота управл емого генер атора 11 уста- навливаетс равной значению f i, при котором разность фаз между излучаемыми колебани ми и прин тыми колебани ми равн етс целому числу периодов, т. е.

,

где п - целое число.

Эта частота фиксируетс в блоке 8 считывани частот по сигналу с блока 15 управлени (фиг. 2в). В момент времени ti (фиг. 26) производитс переключение коммутатора 3 и обнуление интегратора 13 (фиг. 2д). Ультразвуковые колебани излучаютс пьезопреобразователем 2 против потока и принимаютс пьезопреобразователем 1. Управл емый генератор 11 снова настраиваетс на такую частоту fo, при которой разность фаз между излученными и прин тыми колебани ми равн етс целому числу периодов, т. е.

Дф 2лп, при этом

f C+V

, пт-;

С-V

0

..

5 0 5

Q

5 0

где С - скорость распространени ультразвука в контролируемой среде; V - скорость потока; L - рассто ние между пьезопреобразовател ми .

Частота fa также фиксируетс в блоке 8 считывани частот по сигналу с блока 15 управлени (фиг. 2в). В момент времени t2 производитс обнуление интегратора 13, переключение коммутатора 3 и формирование скачка на выходе блока 16 формировани скачка по сигналу с блока 15 управлени (фиг. 2а). При этом напр жение скачка , подаваемое на сумматор 12, выбрано таким, что управл емый, генератор И настраиваетс на частоту fi, при которой разность фаз колебаний равна целому числу периодов, ровно на единицу большему, чем при частоте f. Частота f Г также фиксируетс в блоке 8 считывани частот. Затем в момент 1з производитс переключение коммутатора 3 и обнуление интегратора 13. Управл емый генератор 11 настраиваетс на частоту (г, котора также считываетс блоком считывани частот. При этом

f rn LMC+V. ti(n+i)- |j- .

f 2(rl+l)-v.

В блоке 8 считывани частот формируетс разность ((f + fo) - (fi+Ь)). Если эта разность не превышает наперед заданную величину, то на блок 15 управлени выдаетс сигнал (фиг. 2г), по которому блок 15 управлени запускает блок 10 вычислени расхода. В блоке 10 вычислени расхода определ етс скорость потока, равна

v((i;+b )-(f1+f2)) ,

-И-Н2

по которой при известном сечении трубопровода рассчитываетс расход и выдаетс на индикатор 14. Затем цикл измерений повтор етс . Если блок 8 считывани частот не выдает сигнала на блок 15 управлени , то цикл измерений повтор етс , а блок 10 вычислени расхода не запускаетс . При этом на индикаторе 14 остаютс предыдущие показани . Таким образом устран ютс сбои.

Использование предлагаемого датчика позвол ет производить измерение расхода, не завис щее от вариаций скорости распространени ультразвука в контролируемой среде,

Claims

Формула изобретени

Фазовый ультразвуковой расходомер, содержащий два приемо-передающих пьезо- преобразовател , подключенные к коммутатору , соединенному с усилителем мощности,

с усилителем и с блоком управлени , фазовый компаратор, блок вычислени расхода и св занный с ним индикатор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , он снабжен блоком считы- вани частот, блоком формировани скачка , двум формировател ми и последовательно соединенными интегратором, сумматором и управл емым генератором, причем первый и второй входы фазового компара- тора подключены через формирователи, соответственно , к выходам усилител и усилител мощности, выход фазового компаратора соединен с входом интегратора, выход управл емого генератора соединен с входом усилител мощности, выход которого соединен с первым входом блока считывани частот, к второму входу сумматора подключен выход блока формировани скачка, выходы блока управлени соединены с управл ющими входами интегратора, блока формировани скачка, блока считывани частот и блока вычислени расхода, вход блока управлени соединен с первым выходом блока считывани частот, второй выход которого соединен с блоком вычислени расхода.

I/

а

б

Фиг. 2