SU419736A1 - Устройство для снятия динамических характеристик ультразвуковых расходомеров - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  сн ти  динамических характеристик акустических каналов ультразвуковых расходомеров и может быть использовано дл  определени  передаточных функций акустических преобразователей расходомеров, выполненных как по частотной, так и по импульсным и фазовым схемам измерени  расхода.

Известны устройства дл  проверки динамических характеристик ультразвуковых расходомеров , в которых используют функциональнуй генератор, воздействующий на модул тор фазы, а через него - на передающие акустические головки. Сигналы обоих каналов, прошедшие через среду, поступают с приемных пьезоэлементов на вход фазометра и далее- на один из входов быстродействующего регистратора . На другой его вход поступает сигнал с функционального управл ющего генератора . По форме записанных сигналов суд т о динамических свойствах акустических каналов расходомеров.

Данное устройство имеет следующие недостатки: 1) характеристики фазовых модул торов , как правило, нелинейны даже в нешироком диапазоне воздействующих сигналов, что ухудшает метрологические характеристики устройства; 2) фазомодулированный сигнал , обладающий широким спектром, поступает на входы узкополосных пьезопередающих источников излучени , что приводит к по влению погрешности от узкоиолосности и неидентичности передающих пьезоэлементов; 3) устройство ограничено областью определени  динамических характеристик фазовых ультразвуковых расходомеров.

С целью повышени  точности и упрощени  устройства дл  сн ти  динамических характеристик одноканальных и двухканальных ультразвуковых расходомеров, выполненных как по фазовому, так и по импульсным и частотным методам измерени  расхода, устройство снабжено упругим элементом, например, сильфоном , на подвижном днище которого установлен один из пьезоэлементов акустического тракта, а выход преобразовател  частота - напр жение корректирующего канала подключен к одному из входов импульсного делител  напр жени , другой вход которого соедипеи с выходом преобразовател  разность фаз - иптервал времени основного канала.

На фиг. 1, 2 приведены блок-схема и конструкци  предлагаемого устройства, содержащего: излучатель - приемник основного канала 1, 2; излучатель - приемник корректирующего канала 3, 4; электронный генератор возбуждеЕШ  излучател  акустической энергии 5; усилитель приемного сигнала с фазовращателем 6; преобразователь разность фаз - интервал времени 7; автосинхрогенератор 8; преобразователь частота-напр жение 9; импульсный делитель напр жени  10; регистратор быстронеременных сигналов И; датчик перемегцений 12; магнитонровод 13; катушка гюдмагничивани  14; катушка возбуледени  15; подвижной шток 16; подвижна  обойма 17; сильфон 18; поглотитель 19; акустическа  камера 20; переходной слой 21. Устройство дл  сн ти  динамических характеристик ультразвуковых расходомеров состоит из акустической камеры 20 с поглотителем акустической энергии 19, приемпо-передающего акустического тракта основного канала 1, 2, приемно-передаюш,его тракта корректируюш:его канала 3, 4, электродипамической системы возбуждени  колебани  днища сильфона 18 с излучателем, состо щей из магнитопровода 13, катушки подмагничивани  14, катушки возбуждени  15 и подвижной обоймы 17 со штоком 16, на котором расположен датчик перемещений 12 переходного сло  21, выполненного под углом к плоскостн колебаний дл  устранени  реверберации, генератора и усилител  синусоидального сигнала основного канала 5, 6, преобразовател  разность фаз - интервал времени 7, автосинхрогенератора корректирующего сигнала 8, делител  напр жени  10 и регистратора 11. Генератор сннусоидальных колебаний основного канала 5 возбуждает излучатель 1 на его резонансной частоте шо. При подаче на вход обмотки возбуждени  сигнала с некоторой частотой со подвижна  обойма 17, укренленна  на сильфоне 18, колеблетс  с частотой со вдоль направл ющей. В этом случае фазу сигнала, принимаемого в акустическом канале 2, онредел ют из соотношени : где соо - частота генератора синусоидальных колебаний 15; 5о - исходна  база измерени ; С - скорость ультразвука в жидкости; (t}-закон движени  днища сильфона. Прин тый сигнал после прохождени  через усилитель с фазовращателем 6 преобразуетс  в пропорциональный интервал времени, который подают в качестве управл ющего сигнала на вход импульсного делител  напр жени  10. Импульсный делитель напр жени  10 может выполнен, например, на базе ключа (транзистор Т, нагрузка R) и фильтра посто нной составл ющей. Делитель занитывают выходным напр жением преобразовател  частота- нанр жение 9 корректирующего капала . На вход преобразовател  частота - нанр жение поступает выходной сигнал автосинхрогенератора J пропорциональный скорости ультразвука: где с - скорость ультразвука; d - рассто ние между излучателем 3 и приемником 4. Выходное напр жение такого преобразовател  9 определ етс  выражением: , где /С - коэффициент пропорциональности. Выходное напр жение импульсного делител  10, выдаваемое на регистратор, определ етс  соотношением: f/Bb., где Т - период сигнала на входе импульсного делител  10; т - длительность импульса, пропорционального разности фаз. Таким образом, информаци  на выходе такого устройства не зависит от скорости ультразвука . О динамических свойствах системы суд т, сравнива  сигналы, записанные с датчика перемещений 12, с выходным напр жением импульсного делител  10. На аналогичном принципе могут быть построены устройства дл  сн ти  динамических характеристик ультразвуковых расходомеров, выполненных по частотным и импульсным схемам измерени  расхода. Предмет изобретени  Устройство дл  сн ти  динамических характеристик ультразвуковых расходомеров, содержащее акустический тракт, электронный генератор, преобразователь разность фаз - интервал времени основного канала и автосинхрогенератор с преобразователем частота - напр жение корректирующего канала, отличающеес  тем, что, с целью исключени  погрешностей от инерционных свойств излучателей - пьезопреобразователей и упрощени  устройства, оно снабжено упругим элементом, например, сильфоном, на подвижном днище которого установлен один из пьезоэлементов акустического тракта, а выход преобразовател  частота - напр жение корректирующего канала подключен к одному из входов импульсного делител  напр жени , другой вход которого соединен с выходом преобразовател  разность фаз - интервал времени основного канала.