SU1656329A1

SU1656329A1 - Ultrasonic flowmeter based on frequency-time period measurement

Info

Publication number: SU1656329A1
Application number: SU884454083A
Authority: SU
Inventors: Альберт Гатович Сафин; Николай Георгиевич Кокшин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1686
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1991-06-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени расхода жидких сред. Цель изобретени - повышение точности измерени расхода. В расходомере, реализующем частотно-временной принцип измерени , имеютс два управл емых генератора 1 и 2, каждый из которых управл етс своим каналом (по потоку и против), включающим схему 26 и 27 установки коэффициента внутреннего умножени , временной селектор 12 и 13, реверсивный счетчик 10 и 11, схему 8 и 9 управлени частотой генератора. В каждом из двух каналов по и против потока устанавливаетс свой коэффициент внутреннего умножени . Сигналы с генераторов 1 и 2 поступают на четырехвходовое измерительное устройство 7, которое вычисл ет величину расхода по определенному алгоритму и на вход которого поступают коды коэффициентов внутреннего умножени . Переключение блоков расходомера на работу по и против потока осуществл етс тактовым распределителем 15 через коммутатор 18, который подает сигналы на ключи 14,16, 20 и 22. Рас одомер позвол ет за счет установки различных коэффициентов внутреннего умножени в каналах по и против потока устранить вление захвата при измерении малых расходов. 1 ил. (Л СThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the flow of liquid media. The purpose of the invention is to improve the accuracy of flow measurement. In a flow meter that implements the time-frequency measurement principle, there are two controlled oscillators 1 and 2, each of which is controlled by its channel (downstream and upstream), including circuit 26 and 27 for setting the internal multiplication factor, time selector 12 and 13, reversing counter 10 and 11, generator frequency control circuit 8 and 9. In each of the two channels, an upward and downstream flow has its own internal multiplication factor. The signals from generators 1 and 2 are fed to a four-input measuring device 7, which calculates the flow rate according to a certain algorithm and at the input of which codes of the internal multiplication coefficients arrive. Switching flowmeter units to work upstream and upstream is done by the clock distributor 15 through switch 18, which sends signals to keys 14,16, 20, and 22. The meter allows eliminating the effect of setting different internal multipliers in channels upstream and downstream. capture when measuring small expenses. 1 il. (Ls

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расходов различных жидких сред.The invention relates to measuring equipment and can be used to measure the flow of various liquid media.

Цель изобретения - повышение точности измерений.The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements.

На чертеже приведена блок-схема расходомера.The drawing shows a block diagram of a flow meter.

Ультразвуковой частотно-временной расходомер состоит из управляемых генераторов 1 и 2, первого 3 и второго 4 делителей частоты, первой 5 и второй 6 схем совпадения, измерительного устройства 7, первой 8 и второй 9 схем управления частотой генераторов, второго 10 и третьего ‘11 реверсивных счетчиков, первого 12 и второго 13 временных селекторов. Опорные входы последних через четвертый ключ 14 соединены с вторым выходом тактового распределителя 15, входами подключенного через первый ключ 16 к выходам делителей частоты, а сигнальные входы временных селекторов подключены к выходу усилителя 17 принятых сигналов. Расходомер состоит также из коммутатора 18, формирователя 19 зондирующих импульсов, второго ключа 20, датчика 21 расхода, третьего ключа 22, пятого ключа 23, формирователей 24 И 25 временных интервалов, схем 26 и 27 установки внутреннего коэффициента умножения, первого 28 и четвертого 29 реверсивных счетчиков.An ultrasonic frequency-time flow meter consists of controlled oscillators 1 and 2, the first 3 and second 4 frequency dividers, the first 5 and second 6 coincidence circuits, the measuring device 7, the first 8 and second 9 frequency control circuits of the generators, the second 10 and third '11 reversible counters, the first 12 and second 13 time selectors. The reference inputs of the latter through the fourth key 14 are connected to the second output of the clock distributor 15, the inputs connected through the first key 16 to the outputs of the frequency dividers, and the signal inputs of the temporary selectors are connected to the output of the amplifier 17 of the received signals. The flow meter also consists of a switch 18, a shaper of the probing pulses 19, a second key 20, a flow sensor 21, a third key 22, a fifth key 23, formers 24 and 25 time intervals, circuits 26 and 27 for setting the internal multiplication factor, the first 28 and fourth 29 reverse counters.

Расходомер работает следующим образом.The flow meter operates as follows.

Предварительно сигналами коммутатора 18 ключи 16, 14, 20 и 22 переведены в режим излучения ультразвуковой волны (УЗВ), например по потоку, при этом импульсы генератора 1 подаются на вход делителя 3 частоты с коэффициентом деления, равным 1, и одновременно на один из входов схемы 5 совпадения и измерительного устройства 7. С выхода делителя 3 импульсы через ключ 16 попадают на вход тактового распределителя 15,· первый из них через формирователь 19 зондирующих импульсов, ключ20 возбуждает в датчике 21 расхода.сигналы, которые, пройдя через измеряемую жидкость и ключ 22 подаются на вход усилителя 17. Одновременно первый импульс с выхода тактового распределителя 15 через ключ 23 попадает на один из входов первого-формирователя 24 временных интервалов, на другой вход которого подается принятый сигнал с выхода усилителя 17. Последний одновременно поступает также на сигнальный вход первого временного селектора 12, где сравнивается с опорным импульсом, поступившим с выхода тактового распределителя 15 через ключPreliminarily, by the signals of the switch 18, the keys 16, 14, 20, and 22 are transferred to the ultrasonic wave (ultrasonic) mode, for example, by flow, while the pulses of the generator 1 are fed to the input of the frequency divider 3 with a division factor of 1, and simultaneously to one of the inputs coincidence circuit 5 and measuring device 7. From the output of the divider 3, the pulses through the key 16 go to the input of the clock distributor 15, the first of them through the shaper 19 of the probe pulses, the key 20 excites in the flow sensor 21. signals that, passing through the measured liquid key and key 22 are fed to the input of amplifier 17. At the same time, the first pulse from the output of the clock distributor 15 passes through key 23 to one of the inputs of the first shaper 24 time intervals, to the other input of which the received signal from the output of amplifier 17 is supplied. the signal input of the first temporary selector 12, where it is compared with the reference pulse received from the output of the clock distributor 15 through the key

14. Далее в зависимости от временного рас положения этих двух сигналов через реверсивный .счетчик 10 и схему 8 управления частотой происходит управление частотой импульсов генератора 1. Импульсы с третьего выхода тактового распределителя 15 переключают схему в режим излучения против потока. ')14. Further, depending on the time position of these two signals, the frequency of the pulses of the generator 1 is controlled through the reversible counter 10 and the frequency control circuit 8. The pulses from the third output of the clock distributor 15 switch the circuit to the anti-flow mode. ')

При первом включении расходомера осуществляется установка значений коэффициентов внутреннего умножителя каналов, работающих в режимах излучения по потоку и против,When the flowmeter is turned on for the first time, the coefficients of the internal channel multiplier are set that operate in the radiation regimes upstream and downstream,

В режиме излучения по потоку формирователь 24 формирует разрешающий для схемы 5 импульс длительностью, равной времени прохождения УЗВ в датчике 21. Импульсы генератора 2 через блоки 4, 16, 15, 19, 20, 21,22, 17, 24, 5 и 26 поступают на счетчик 28, на выходе которого устанавливается код, равный πι. Затем он переписывается в делитель 3 частоты и измерительное устройство 7.In the radiation mode, the shaper 24 generates a resolving pulse for circuit 5 with a duration equal to the transit time of the ultrasonic ultrasound in the sensor 21. The pulses of the generator 2 through blocks 4, 16, 15, 19, 20, 21.22, 17, 24, 5, and 26 are received to counter 28, the output of which is set to a code equal to πι. Then it is transcribed into a frequency divider 3 and a measuring device 7.

В случае изменения в условиях эксплуатации расходомера скорости УЗВ возникает необходимость корректировки значения П1 для обеспечения функционирования генератора 1 на линейном участке характеристики. Это осуществляется следующим образом. Предварительно во втором реверсивном счетчике 10 устанавливается число, значение которого зависит от диапазона перестройки и крутизны характеристики генератора 1. В зависимости от временного расположения приемного и опорного импульсов на первом временном селекторе 12 поступающие на вход второго реверсивного счетчика 10 импульсы вычитаются от установленного значения или суммируются к нему, обеспечивая изменение частоты генератора 1 в необходимом выбранном диапазоне. При достижении значения, соответствующего граничным условиям диапазона частот генератора 1, сформированные-импульсы заема или переполнения через первую схему 26 установки внутреннего коэффициента умножения поступают, соответственно, на суммирующий или вычитающий входы первого реверсивного счетчика 28, т.е. в делителе 3 частоты и измерительном устройстве 7 устанавливается код, равный n-j-1 или ηι+1. Таким образом, обеспечивается функционирование генератора 1 в узком диапазоне частот. В режиме излучения УЗВ против потока ключи 16, 14, 20, 22 переходят в другое рабочее состояние и происходит аналогичный описанному цикл работы. При этом частота генератора 2 регулируется в других пределах, а значение коэффициента внутреннего умножения канала выбирается равным пг.In case of a change in the operating conditions of the ultrasonic flowmeter, the need arises to adjust the value of P1 to ensure the functioning of the generator 1 in the linear section of the characteristic. This is as follows. Preliminarily, in the second counter 10, a number is set, the value of which depends on the tuning range and the steepness of the characteristics of the generator 1. Depending on the temporal location of the receiving and reference pulses at the first time selector 12, the pulses received at the input of the second counter 10 are subtracted from the set value or summed to him, providing a change in the frequency of the generator 1 in the desired selected range. Upon reaching a value corresponding to the boundary conditions of the frequency range of the generator 1, the generated pulses of the loan or overflow through the first circuit 26 for setting the internal multiplication coefficient are received, respectively, on the summing or subtracting inputs of the first reversible counter 28, i.e. in the frequency divider 3 and the measuring device 7, a code is set equal to n-j-1 or ηι + 1. Thus, the functioning of the generator 1 in a narrow frequency range is ensured. In the radiation mode of the ultrasonic ultrasonic inspection against the flow, the keys 16, 14, 20, 22 go into another working state and a similar operation cycle occurs. The frequency of the generator 2 is regulated in other limits, and the value of the coefficient of the internal multiplication of the channel is chosen equal to PG.

В расходомере генераторы функционируют в узком диапазоне частот, что позволяет использовать в устройстве кварцованные генераторы, что повышает точность измерения, а возможность выбора частот генерато- 5 ров позволяет исключить явление захвата частот.In the flowmeter, the generators operate in a narrow frequency range, which makes it possible to use quartz oscillators in the device, which increases the measurement accuracy, and the possibility of choosing the generator frequencies makes it possible to exclude the phenomenon of frequency capture.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An ultrasonic frequency-time flow meter comprising a flow sensor with 10 two transceiver transducers, the inputs of which are connected through a second key to a probe pulse shaper, and the outputs through a third key are connected to a series amplifier 15, the first time slot shaper, and the first matching circuit , the first scheme of setting the multiplication coefficient and the first reversible counter, the output of which is connected to the first input 20 of the first frequency divider, distribute the clock b, the outputs of which are connected to the input of the probe pulse generator and the switch, respectively, the first key, the first generator, the input of which through the first control circuit is connected to the output of the second reversible counter, the second generator, the input of which through the second control circuit is connected to the output of the third reverse of the counter, 30 measuring device, the first input of which is connected to the output of the first reversible counter, the first time-selector connected to the output of the amplifier as well as the fourth key 35, in that, in order to increase the measurement accuracy, it comprises a second frequency divider, a second multiplier coefficient setting circuit, a second coincidence circuit, a second time selector, 40 a second time slot former, a fourth reverse counter and a fifth key, the fourth the reverse counter is connected by its input to the output of the second multiplier coefficient setting circuit, and by the output - with the second input of the measuring device and the input of the second frequency divider, the second input of which is connected to the output of the second the generator and the input of the second matching circuit, the second input connected to the output of the second shaper of time intervals, the outputs of the frequency dividers are connected to the input of the clock distributor through the first key, the outputs of the clock distributor are connected to the inputs of the time selectors through the fourth key, and through the fifth key to the inputs of the first and the second shaper time intervals, the last second input connected to the output of the amplifier, the second time selector output connected to the input of the third reversing counter a, and the signal input is connected to the amplifier output, the second output of the third reversible counter is connected to the input of the second multiplier coefficient setting circuit, while the input of the second reversible counter is connected to the output of the first temporary selector, and its second output is connected to the second input of the first multiplier multiplier setting circuit , the output of the first generator is connected to the second input of the first coincidence circuit, the second input of the first divider and the third input of the measuring device, the fourth input of which is connected to the output of the second generator ora, and the control inputs of all of the keys are connected to the outputs of the switch.