SU1599659A1

SU1599659A1 - Ультразвуковой расходомер

Info

Publication number: SU1599659A1
Application number: SU874322017A
Authority: SU
Inventors: Борис Васильевич Дюдин; Олег Иванович Сафонов; Сергей Иванович Жданов
Original assignee: Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1990-10-15

Abstract

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени расхода как посто нных, так и пульсирующих потоков. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . С пьезоизлучателей 5 и 7 одновременно в контролируемую среду излучаютс два мощных акустических импульса (по потоку с частотой F₁, против потока с частотой 3F₁. В среде за счет ее нелинейности происходит одновременное формирование гармоник излученного сигнала с частотами 2F, 3F, ..., NF₁, которые распростран ютс в среде строго синфазно. Эти сигналы отражаютс от противоположных стенок трубопровода 9 и принимаютс пьезоприемниками 6 и 8, резонансные частоты которых соответственно 6F₁ и 2F₁ проход т через фильтры 10, 14, усилители-ограничители 11, 15 и фазовращатели 12 и 16. С выхода фазовращател 16 сигнал с частотой 2F₁ умножаетс . Полученное на выходе фазометра 17 напр жение пропорционально разности фаз гармонических составл ющих сигнала с частотами 2F₁, и 6F₁. 1 ил.

Description

Изобретение относится к контрольноизмерительным приборам и может быть использовано для измерения расхода как постоянных, так и пульсирующих потоков.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Ультразвуковой расходомер содержит генератор непрерывных колебаний 1, модулятор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, усилитель 4 мощности, первую пару преобразователей 5 и 6, вторую пару преобразователей 7 и 8, установленных на одной стенке трубопровода 9 под углом к его оси, причем преобразователи 5 и 7 являются пьезоизлучателями, а преобразователи 6 и 8 — пьезоприемниками, первый фильтр 10, первый усилитель-ограничитель 11, первый фазовращатель 12, умножитель 13 частогы, второй фильтр 14, второй усилитель-ограничитель 15, второй фазовращатель 16, фазометр 17, регистратор 18 и умножитель 19 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 непрерывных колебаний вырабатывает сигнал частотой fi, который модулируется по амплитуде модулятором 2, управляемым генератором 3 прямоугольных импульсов. Полученные на выходе модулятора радиоимпульсы с частотой заполнения f, и длительностью τ^ΙΟ/ft поступают через усилитель 4 мощности на пьезоизлучатель 5 (основная резонансная частота которого fi), излучающий в контролируемую среду мощный акустический импульс с частотой ft, который распространяется по потоку. Одновременно с выхода усилителя 4 мощности через умножитель 19 частоты радиоимпульс с частотой 3f ί поступает на пьезоизлучатель 7, основная резонансная частота которого 3fi, излучающий в контролируемую среду мощный акустический импульс, который распространяется в контролируемой среде против потока жидкости.

При распространении данных импульсовв контролируемой среде за счет ее нелинейности происходит одновременное формирование гармоник излученного сигнала с частотами 211, 3fi...nfi, которые распространяются в среде строго синфазно. Эти сигналы отражаются от противоположной стенки трубопровода 9 и принимаются приемными преобразователями 6 и 8, основные резонансные частоты которых, соответственно, 61| и 2fi. С приемных преобразователей 6 и 8 электрические сигналы, предварительно отфильтрованные самими пьезоприемниками, поступают, соответственно, на фильтры 10 и 14, каждый из которых настроен на частоты соответствующих гармоник: Фильтр 10 на частоту 6fi, фильтр 14 на частоту 2fi. Выделенные фильтрами гармонические составляющие сигнала выравниваются усилителями-ограничителями 11 и 45 по амплитуде. Далее сигнал с усилителяограничителя 11 через фазовращатель 12 подается на один вход фазометра 17, на другой вход которого поступает электрический сигнал с выхода усилителя-ограничителя 15 через фазовращатель 16 умножитель 13 частоты. Полученное на выходе фазометра напряжение, пропорциональное разности фаз гармонических составляющих принятого сигнала с частотами 6fi и 2fj, поступает на регистратор.

Устройство позволяет использовать для получения высокочастотных составляющих акустического сигнала нелинейные свойства контролируемой среды, которые принимаются пьезоэлементами, работающими на основных резонансных частотах. Расположение излучающих и приемных элементов попарно на одной стороне трубопровода позволяет использовать расходомер для контроля за жидкостью в трубах малого диаметра и повышает при этом помехозащищенность и точность измерений.

Claims

Формула изобретения

Ультразвуковой расходомер, содержащий первый и второй пьезоизлучатели, установленные на измерительном участке трубопровода под углом к его оси, усилитель мощности, через первый умножитель частоты соединенный с вторым пьезоизлучателем, генератор непрерывных колебаний, два фильтра, первый фазовращатель, соединенный с первым входом фазометра, второй умножитель частоты, соединенный с вторым входом фазометра, выход которого соединен с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй пьезоприемники, первый и второй усилители-ограничители, второй фазовращатель, модулятор и генератор прямоугольных импульсов, при этом каждый пьезоприемник установлен на соответствующем пьезоизлучателе с обеспечением акустического контакта между ними, входы модулятора соединены соответственно с выходами генератора непрерывных колебаний и генератора прямоугольных импульсов, а его выход через усилитель мощности соединен с первым пьезоизлучателем, первый пьезоприемник через последовательно соединенные первые фильтр и усилитель-ограничитель соединен с входом первого фазовращателя, а второй пьезоприемник через последовательно соединенные вторые фильтр, усилитель-ограничитель и фазовращатель соединен с входом второго умножителя частоты.