SU347579A1

SU347579A1 - Th flowmeter

Info

Publication number: SU347579A1
Application number: SU1482273A
Authority: SU
Original assignee: Б. И. Панков , Е. Б. Синицын; БИБлИО ЧалА

Description

Изобретение относитс к области измерени расхода с помощью ультразвука.This invention relates to the field of flow measurement using ultrasound.

В известных ультразвуковых расходомерах приемные и отраженные от плоскости ньезоэлемента колебани поступают на усилительформирователь , режим формировани которого ограничен уровнем превышени амплитуды сигнала над помехой, амплитуда которой дл некоторых датчиков сравнима с амплитудой сигнала, что снил4ает надежность работы расходомера и приводит к срыву синхронизации генератора, а также ограничивает нрименение расходомера дл измерени расхода в широком температурнохМ интервале измер емой среды ., In known ultrasonic flow meters, the oscillations that are received and reflected from the plane of the rigid element arrive at the amplifier, the formation mode of which is limited by the excess signal amplitude above the noise, the amplitude of which for some sensors is comparable to the signal amplitude, which reduces the synchronization of the generator, as well as limits the use of a flow meter to measure flow in a wide temperature range of the measured medium.,

Предложенный расходомер снабжен временным селектором импульсов, включенным в синхрокольцо между усилителем-формирователем и генератором импульсов, ждуш,им генератором , вход которого через предварительный усилитель соединен с усилителем-формирователем , а выход через интегрируюш,ую цепь с входом схемы совпадени , выход которой подключен к селектору импульсов.The proposed flow meter is equipped with a time pulse selector included in the synchronous ring between the amplifier-shaper and the pulse generator, waiting, the generator with its input through a pre-amplifier connected to the driver-shaper, and the output through an integrated circuit with the input of the coincidence circuit, the output of which is connected to pulse selector.

Это позвол ет устранить вли ние однократно отраженного ультразвукового колебани .This eliminates the effect of a single reflected ultrasonic oscillation.

На чертеже показан предложенный расходомер .The drawing shows the proposed flow meter.

гором установлены ньезоэлементы 2 п 3, подключенные к коммутатору 4. Работой коммутатора управл ет триггер 5, подключенный через блок-делитель 6 к генератору 7 импульсов.The mounts are installed on the bad elements 2 and 3 connected to the switch 4. The switch is controlled by the trigger 5, connected through the block divider 6 to the pulse generator 7.

Другой выход коммутатора 4 подключен к усилителю-формирователю 8, один из выходов которого соединен через временной селектор 9 с генератором 7, второй выход через предварительный усилитель 10 св зан с ждущим генератором п. Выход генератора подключен через интегрирующую цепь с ключом 12 к одному из входов схемы совпадени 13, другие входы которой подсоединены к триггерам блокаделител 6, а выход схемы совпадени соед 1нен с временным селектором 9. Коммутатор 4, переключающий ньезоэлементы 2 н L, позвол ет направл ть ультразвуковые ;олебанп поочередно по направлению потока и против него. В обоих случа х образуетс замкнута The other output of the switch 4 is connected to the amplifier-driver 8, one of the outputs of which is connected via a temporary selector 9 to the generator 7, the second output through the pre-amplifier 10 is connected to the standby generator p. The generator output is connected through an integrating circuit with a key 12 to one of the inputs a coincidence circuit 13, the other inputs of which are connected to the triggers of the block of the separator 6, and the output of the coincidence circuit is connected to the temporary selector 9. The switch 4, which switches the bad elements 2n L, allows the direction of the ultrasonic; once in the flow direction and against it. In both cases, the formation of a closed

синхроцепь: генератор 7 - коммутатор 4 - пьезоэлементы 2, 3 - коммутатор 4 - усилитель-форм рователь 8 - временной селектор 9 - генератор 7.synchro chain: generator 7 - switch 4 - piezoelectric elements 2, 3 - switch 4 - amplifier-form rover 8 - time selector 9 - generator 7.

К выходу генератора 7 подключен формирователь 14 нормированных импульсов, св занный через фильтр 15 нижних частот с усилител ми 16 и 17, выходы которых подключены к демодул торам 18 и 19, соответственно работой которых через схемы совиадени 20 и 21 геров блока-делител подключены к входам схемы 13. Ультразвуковые колебани в датчике / излучаютс попеременно по течению жидкости и против потока. Врем их распрострапени различно. Если звук направлен по течению жидкости, то скорость течени жидкости и скорость звука в неподвижной жидкости суммируютс ; если ультразвук нанравлен нротив течени жидкости, скорости вычитаютс . В первый такт работы расходомера короткие импульсы электрических колебаний генератора 7 проход т через электронный коммутатор 4 к пьезоэлемеиту 2, преобразуютс им в ультразвуковые колебани и распростран ютс под углом к направлению движени жндкости в датчике 1. Ультразвуковые колебани , распростран ющнес в датчике по потоку жндкости , принимаютс пьезоэлементом 3, преобразуютс им в электрические колебани и через коммутатор 4 ноступают в усилитель 8, где они усиливаютс , формируютс в видеоимпульсы и. через селектор 9 вновь запускают генератор 7, который работает в режиме синхронизации . Во второй такт работы расходомера электронный коммутатор 4, управл емый низкочастотными импульсами с блока-делител 6, осуществл ет изменение наиравлени прохождени ультразвуковых колебаний в датчике на обратное. В этом случае имнульсы с генератора 7 проход т те же преобразовани и тот ж путь, но против потока жидкости. Генератор 7 запускает формирователь 14 вырабатывающий стандартные импульсы, стабильные по длительности н амплитуде. Эти имнульсы проход т на фильтр 15, на выходе фильтра выдел етс переменна составл юща с частотой коммутации, амнлитуда которой пропорциональна разностной частоте, а следовательно и скорости потока. Переменна составл юща усиливаетс предварительными усилител ми 16 и 17 и поступает на демодул торы 18 и 19. Переключение демодул торов осуществл етс синхронно с частотой коммутации схемами 20 и 21. Посто нное напр жение , пропорциональное скорости потока, снимаемое с обоих демодул торов, поступает на вход показывающего прибора 22. С усилител -формировател 8 последовательно усиленна усилителем 10, поступает к ждущему генератору 11, который в начальный момент запускаетс импульсом помехи и выдает импульс длительпостыо, не превыщающей половины периода частоты следовани импульсов генератора. С выхода ждущего генератора импульсы подаютс на интегрирующую цепь с ключом 12 (элемент задержки), предназначенный дл задержки импульсов ждущего генератора. Врем задержки устанавливают с учетом надежного срабатывани селектора 9. С выхода интегрирующей цепи с ключом 12 задержанные импульсы вместе с импульсами со всех стуиеней делени , кроме последней, поступают на схему 13, на выходе которой формируетс импульс строба, необходимого дл стробировани селектора 9. С выхода селектора импульсы сигнала поступают на запуск генератора 7. Предмет изобретени Ультразвуковой расходомер, содержащий два акустических преобразовател , коммутатор с триггером, блок делител , генератор с усилителем-формнрователем импульсов, соединенных в цепь синхрокольца, и детектор частотно-импульсной модул ции, отличающийс тем, что, с целью устранени вли ни однократно отраженного ультразвукового колебани , он снабжен временным селектором импульсов , включенным в синхрокольцо между усилителем-формирователем и генератором импульсов, ждущим генератором, вход которого через предварительный усилитель соединен с усилителем-формирователем, а выход через интегрирующую цепь с входом схемы совпадени , выход которой подключен к селектору импульсов.A generator of 14 normalized pulses is connected to the output of generator 7, connected through a low-pass filter 15 to amplifiers 16 and 17, the outputs of which are connected to demodulators 18 and 19, respectively, through which the 20 and 21 headers of the splitter unit are connected to the inputs circuits 13. Ultrasonic oscillations in the sensor / are emitted alternately with the flow of the fluid and upstream. Their distribution time is different. If the sound is directed along the flow of a fluid, then the flow velocity of the fluid and the speed of sound in a stationary fluid are summed up; if the ultrasound is directed against the fluid flow, the velocities are subtracted. In the first cycle of operation of the flowmeter, short pulses of electrical oscillations of the generator 7 pass through the electronic switch 4 to piezoelement 2, they are converted into ultrasonic vibrations and propagate at an angle to the direction of movement in sensor 1. Ultrasonic oscillations propagating in the sensor along the flow, they are adopted by the piezoelectric element 3, they are transformed into electrical oscillations and through the switch 4 they enter the amplifier 8, where they are amplified, are formed into video pulses and. through the selector 9 again start the generator 7, which operates in synchronization mode. In the second cycle of operation of the flow meter, the electronic switch 4, controlled by the low-frequency pulses from the splitter unit 6, changes the direction of the ultrasonic oscillations in the sensor to the opposite. In this case, the impulses from the generator 7 pass through the same transformations and the same path, but against the flow of the liquid. The generator 7 starts the shaper 14 producing standard impulses stable in duration n amplitude. These impulses are passed to the filter 15, and the variable component at the output of the filter is a switching frequency, the amplitude of which is proportional to the difference frequency and, consequently, to the flow rate. The variable component is amplified by preamplifiers 16 and 17 and fed to demodulators 18 and 19. Switching demodulators takes place synchronously with the switching frequency of circuits 20 and 21. A constant voltage, proportional to the flow rate, removed from both demodulators is supplied to the input of the indicating device 22. With the amplifier-amplifier 8, successively amplified by the amplifier 10, is supplied to the waiting generator 11, which at the initial moment is triggered by an interference pulse and gives a pulse duration not exceeding barns period repetition frequency of the pulse generator. From the output of the standby generator, pulses are fed to an integrating circuit with a key 12 (delay element) designed to delay the pulses of the waiting generator. The delay time is set taking into account the reliable operation of the selector 9. From the output of the integrating circuit with key 12, the delayed pulses, along with the pulses from all divisions except the last, go to circuit 13, at the output of which a gate pulse is formed, necessary for gating the selector 9. From the output the selector, the signal pulses are sent to the start of the generator 7. Object of the invention: an ultrasonic flow meter containing two acoustic transducers, a switch with a trigger, a divider unit, a generator with an amplifier a pulse generator connected to a synchro-cage circuit and a pulse-frequency modulation detector, characterized in that, in order to eliminate the effect of a once-reflected ultrasonic oscillation, it is equipped with a time selector of pulses included in the sync-ring between the amplifier-shaper and the pulse generator, which is waiting for the generator the input of which is connected via a pre-amplifier to the amplifier-shaper, and the output through an integrating circuit with the input of a coincidence circuit, the output of which is connected to the pulse selector.