SU503130A1 - Ultrasonic flow meter - Google Patents

Ultrasonic flow meter

Info

Publication number
SU503130A1
SU503130A1 SU2077326A SU2077326A SU503130A1 SU 503130 A1 SU503130 A1 SU 503130A1 SU 2077326 A SU2077326 A SU 2077326A SU 2077326 A SU2077326 A SU 2077326A SU 503130 A1 SU503130 A1 SU 503130A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
generator
output
difference
input
Prior art date
Application number
SU2077326A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Мжельский
Борис Петрович Шебуняев
Original Assignee
Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority to SU2077326A priority Critical patent/SU503130A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU503130A1 publication Critical patent/SU503130A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к ультразвуковым способам измерени  и может быть использовано дл  определени  скорости потока жидкости или газа и его расхода.The invention relates to ultrasonic measurement methods and can be used to determine the flow rate of a liquid or gas and its flow.

Известны ультразвуковые рас.ходомеры, основанные на эффекте смещени  ультразвуковых воли потоком жидкости или газа и содержащие генераторы высокочастотных колебаний , соединенные с излучающими вибраторами , которые возбуждают колебани  по потоку и против потока, приемные вибраторы, смесители электрических колебаний и измерительный блок.Ultrasonic flow meters are known, based on the effect of ultrasonic waves displacing a liquid or gas flow and containing high-frequency oscillators, coupled with radiating vibrators that excite downstream and downstream oscillations, receiving vibrators, electric oscillation mixers and a measuring unit.

Недостатками известных устройств  вл ютс  зависимость результатов измерени  от изменени  скорости распространени  ультразвуковых колебаний в движущейс  среде, а также мала  точность измерени  текущего значени  расхода. Дл  получени  большой точности при больщой базе измерений врем  измерени  должно быть значительно увеличено , что исключает контроль текущего расхода.The disadvantages of the known devices are the dependence of the measurement results on the change in the velocity of propagation of ultrasonic vibrations in a moving medium, as well as the low accuracy of measurement of the current flow rate. To obtain high accuracy with a large measurement base, the measurement time should be significantly increased, which eliminates the control of the current flow.

Дл  повышени  точности измерений предлагаемый расходомер дополнительно содержит генератор пилообразного напр жени , причем генератор высокочастотных колебаний соединен с излучающими вибраторами, к входам каждого смесител  подключены соответственно излучающий вибратор одного канала и приемиый вибратор другого, а выходыTo improve the measurement accuracy, the proposed flow meter additionally contains a sawtooth generator, the high frequency oscillator being connected to the radiating vibrators, the emitters of one channel and the receiving vibrator of the other are connected to the inputs of each mixer, and

смесителей соединены с входами измерительного блока, один выход генератора пилообразного напр жени  соединен с входом регулировки частоты генератора высокочастотных колебаний, а другой - с разрешающим входом измерительного блока.The mixers are connected to the inputs of the measuring unit, one output of the sawtooth generator is connected to the frequency control input of the high frequency oscillator, and the other to the enabling input of the measuring unit.

Кроме того, измерительный блок может быть выполнен в виде реверсивного счетчика, два выхода которого через ключи св заны сIn addition, the measuring unit can be made in the form of a reversible counter, two outputs of which are connected via keys to

импульсным генератором и смесител ми электрических колебаний, а третий вход которого соединен с третьими входами ключей и с генератором пилообразного нанр жени .a pulse generator and electric oscillation mixers, and the third input of which is connected to the third inputs of the keys and to the sawtooth generator.

Иа фиг. 1 изображена блок-схема онисываемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов в различных точках блок-схемы.FIG. 1 shows a block diagram of an on-write device; in fig. 2 - timing charts of signals at various points in the block diagram.

Расходомер содержит двухканальный акустический преобразователь с излучающими Г, 2The flow meter contains a two-channel acoustic transducer with radiating G, 2

и приемными 3, 4 вибраторами, которые закреплены на трубопроводе 5, генератор 6 высокочастотных колебаний, соединенный с излучающими вибраторами 1, 2, смесители 7 и 8 электрических колебаний, к входам каждогоand receiving 3, 4 vibrators, which are fixed on the pipeline 5, the generator 6 high-frequency oscillations connected to the radiating vibrators 1, 2, mixers 7 and 8 electrical oscillations, to the inputs of each

Claims (2)

из которых подключены соответственно излучающий вибратор 1 (2) одного канала и приемиый вибратор 3 (4) другого, измерительный блок 9, входы которого соединены с выходами смесителей 7 и 8, и генератор 10 пилообразного напр жени , один выход которого соединен с входом регулировки частоты генератора 6 высокочастотных колебаний, а другой - с разрешающим входом измерительного блока 9. Измерительный блок 9 содержит ключи 11 и 12, импульсный генератор 13 и реверсивный счетчик 14. Два входа реверсивного счетчика 14 св заны с импульсным генератором 13 и смесител ми 7 и 8, а третий вход - с третьими входами ключей 11 и 12 и с генератором 10. Устройство работает следующим образом. Пилообразное напр жение генератора 1C измен ет частоту генератора 6 ультразвуковых колебаний по пилообразному закону (фиг. 2а). От генератора 6 высокочастотны. колебаний напр жение с измен ющейс  частотой поступает на излучающие вибраторы I и 2, возбуждающие ультразвуковые колебани  по и против напр жени  потока среды 15 Е трубопроводе 5. На приемные вибраторы 3 4 ультразвуковые колебани  приход т со сдвигом на врем  п и Т2 соответственно, Приче1У1 т, - . Т2 (1) С + Vс-V Изменение частоты колебаний от времени на приемных вибраторах 3 и 4 (в точках г   д схемы фиг. 1) показано на фиг. 2г и 2д соответственно . На один вход смесителей 7 и 8 подаетс  напр жение измен ющейс  частоты от генератора 6 высокочастотных колебаний (фиг. 2а), а на другой вход смесителей 7 и 8 приходит напр жение также измен ющейс  частоты от приемных вибраторов 3 и 4 (фиг. 2г и 2д), соответственно. Поскольку напр жение измен ющейс  частоты на приемных вибраторах 7 и 8 сдвинуто на врем  п и Т2 относительно излученных колебаний (фиг. 2а), то разностна  частота на выходе смесител  7 будет равна б/. Ть а разностна  частота на выходе смесител  равна где / - максимальное отклонение частоты генератора 6 ультразвуковых колебаний за период времени Т. Напр жение разностной частоты на выходе с.месител  (точка ж схемы фиг. 1) показано на фиг. 2 ж, на выходе смесител  8 (точка е схемы фиг. 1) -на фиг. 2е. Обозначим период разностной частоты на выходе смесител  7 через TI, а на выходе смесител  8 - через Гд. При этом из выражений (1), (3) получим , что разность периодов разностных частот равна 1 т/ I 1 11 J I I -7;( -- - 2-- Л т, е. при линейном законе модул ции р.азность периодов двух разностных частот пр мо про45 50 55 60 65 порцйбнальна скорости потока V и не зависит от скорости ультразвука в исследуемой среде 15. Дл  измерени  разности периодов по выражению (4) используетс  измерительный блок 9. На разрещающий вход (точка б на фиг. 1) измерительного блока 9 подаетс  сигнал со второго выхода генератора 10 дл  задани  времени измерени  (временна  диаграмма сигнала показана на фиг. 26). В качестве измерительного блока 9 используетс  реверсивный счетчик 14, импульсный генератор 13 и два ключа Ни 12. Импульсный генератор 13 подает на ключ И импульсы стабилизированной частоты (фиг. 2л), а на ключ 12 - импульсы той же частоты, но сдвинутые на часть периода с тем, чтобы импульсы на выходе ключа 11 не совпадали во времени с импульсами на выходе ключа 12. Генератор 10 сбрасывает реверсивный счетчик 14 в нулевое состо ние и вырабатывает импульсы разрешени  на входах ключей 11 и 12 (в точках б), показанные на фиг. 26. Под действием сигнала смесителей 7 и 8 (фнг. 2 ж и 2 е) на вторых входах ключей II и 12 образуетс  импульс разрешени  на врем  периода Г и TZ соответственно (фиг. 2к и 2и). Поэтому на каждый вход реверсивного счетчика импульсов 14 подаетс  пачка импульсов от импульсного генератора 13, причем число импульсов в первой пачке (фиг. 2н) пропорционально периоду TI, а число импульсов во второй пачке (фиг. 2м) -периоду Tj. Следовательно , показани  реверсивного счетчика будут соответствовать разности периодов двух разностных частот и будут пропорциональны скорости потока по выражению (4). В измерительном блоке 9 можно измер ть не только один период, но и полупериод или несколько периодов или полупернодов разностных частот 6/1 и 6/2. Формула изобретени  1.Ультразвуковой расходомер, содержащий двухканальный акустический преобразователь с излучающим и приемным вибраторами в каждом канале, генератор высокочастотных колебаний, два смесител  электрических колебаний и измерител1,ный блок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, устройство дополнительно содерг жит генератор пилообразного напр жени , причем генератор высокочастотных колебание соединен с излучающими вибраторами, к хот дам каждого смесртел  подключены соответг ственно излучающий вибратрр одного и приемный вибратор другого, выхеди дме сителей соединены с входами измерительногд блока, одрн выход генератору пилорбразногд напр жени  соединен с входом регулировку частоты ген§раторэ высекочастотньдх колеб нрй , а другой - с разрешающем входом НЗ мерительного блока. of which, respectively, the radiating vibrator 1 (2) of one channel and the receiving vibrator 3 (4) of the other, are connected, the measuring unit 9, the inputs of which are connected to the outputs of mixers 7 and 8, and a sawtooth voltage generator 10, one output of which is connected to the input of frequency control generator 6 high-frequency oscillations, and the other - with the enable input of the measuring unit 9. The measuring unit 9 contains keys 11 and 12, a pulse generator 13 and a reversible counter 14. Two inputs of the reversing counter 14 are connected to a pulse generator 13 and a mixture ate E 7 and 8, and the third input - to a third input keys 11 and 12 and the generator 10. The apparatus works as follows. The sawtooth voltage of the oscillator 1C changes the frequency of the ultrasonic oscillator 6 according to the sawtooth law (Fig. 2a). From generator 6 are high frequency. voltage oscillations with varying frequency are supplied to radiating vibrators I and 2, exciting ultrasonic oscillations along and against the voltage of the flow medium 15 e of the pipeline 5. On receiving vibrators 3 4 ultrasonic oscillations arrive with a shift by time n and T2, respectively, , -. T2 (1) С + Vс-V The variation of the oscillation frequency with time at the receiving vibrators 3 and 4 (at the points of the scheme of Fig. 1) is shown in FIG. 2d and 2d respectively. The input of mixers 7 and 8 is supplied with the voltage of a varying frequency from the high-frequency oscillator 6 (Fig. 2a), and the voltage of the varying frequency from the receiving vibrators 3 and 4 (Fig. 2d and 2e), respectively. Since the voltage of the varying frequency in the receiving vibrators 7 and 8 is shifted by the time n and T2 relative to the emitted oscillations (Fig. 2a), the difference frequency at the output of the mixer 7 will be equal to b /. T a and the difference frequency at the output of the mixer is where / is the maximum deviation of the frequency of the generator 6 ultrasonic oscillations over a period of time T. The voltage difference of the difference frequency at the output of the s-meter (point g of the circuit of fig. 1) is shown in fig. 2, at the output of the mixer 8 (point e of the circuit of FIG. 1) -at FIG. 2nd. We denote the period of the difference frequency at the output of the mixer 7 by TI, and at the output of the mixer 8 by Gd. At the same time, from expressions (1), (3) we find that the difference between the periods of difference frequencies is 1 t / I 1 11 JII -7; (- - 2 - L t, e. With the linear modulation law R. two difference frequencies directly 45 50 55 60 65 are pertinent to the flow rate V and do not depend on the speed of ultrasound in the medium under study 15. Measuring unit 9 is used to measure the period difference by expression (4). Permitting input (point b in Fig. 1) measuring unit 9, a signal is supplied from the second output of the generator 10 to set the measurement time (time diagram of the signal shown in Fig. 26). The measuring unit 9 uses a reversible counter 14, a pulse generator 13 and two keys No 12. A pulse generator 13 supplies the key AND the pulses of a stabilized frequency (Fig. 2n), and the key 12 - the pulses of the same frequencies but shifted by a part of the period so that the pulses at the output of the key 11 do not coincide in time with the pulses at the output of the key 12. The generator 10 resets the reversible counter 14 to the zero state and produces the enable pulses at the inputs of the keys 11 and 12 (at the points b) shown in FIG. 26. Under the action of the signal of mixers 7 and 8 (fng. 2 g and 2 e), the second inputs of keys II and 12 form a resolution impulse for the time period G and TZ, respectively (Fig. 2k and 2i). Therefore, to each input of the reversible pulse counter 14, a burst of pulses from a pulse generator 13 is supplied, the number of pulses in the first burst (FIG. 2H) is proportional to the period TI, and the pulse count in the second burst (Fig. 2m) is Tj. Consequently, the readout of the reversible counter will correspond to the difference between the periods of the two difference frequencies and will be proportional to the flow velocity by expression (4). In measuring unit 9, it is possible to measure not only one period, but also a half-period or several periods or half-transitions of difference frequencies 6/1 and 6/2. 1. Ultrasonic flowmeter comprising a two-channel acoustic transducer with radiating and receiving vibrators in each channel, a high-frequency oscillator, two electric oscillation mixers, and a measuring unit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the device additionally contains a generator a sawtooth voltage, with the high-frequency oscillator connected to the radiating vibrators, respectively, each radiator is connected to each mixer ibratrr one another and the receiving vibrator, vyhedi CITEL's house are connected to inputs izmeritelnogd block odrn pilorbraznogd generator output voltage is connected to the input of the frequency adjustment gen§ratore vysekochastotndh ranging nry and the other - with the enabling input tonnage NC unit. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что измерительный блок выпдлнен в виде ре2. The device according to claim 1, characterized in that the measuring unit is in the form of a re йерспвногб счетчика, два входа которого через ключи св заны с импульсным генератором и смесител ми электрических колебаний, аA counter, whose two inputs are connected via keys to a pulse generator and electric oscillation mixers, and третий вход которого соединен с третьими входами ключей и с генератором пилообразного Напр жени .the third input of which is connected to the third inputs of the keys and to the sawtooth generator. ,, ff
SU2077326A 1974-11-22 1974-11-22 Ultrasonic flow meter SU503130A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2077326A SU503130A1 (en) 1974-11-22 1974-11-22 Ultrasonic flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2077326A SU503130A1 (en) 1974-11-22 1974-11-22 Ultrasonic flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU503130A1 true SU503130A1 (en) 1976-02-15

Family

ID=20601407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2077326A SU503130A1 (en) 1974-11-22 1974-11-22 Ultrasonic flow meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU503130A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU503130A1 (en) Ultrasonic flow meter
US4078427A (en) Ultrasonic flow or current meter
SU901894A1 (en) Device for measuring ultrasound attenuation rate and coefficient
SU393670A1 (en) ULTRASOUND SPEED METER IN MATERIALS
SU1485018A1 (en) Ultrasonic phased flowmeter
SU842561A1 (en) Ultrasonic device for measuring parameters of a medium
SU939956A1 (en) Ultrasound vibration meter
SU792077A1 (en) Medium velocity ultrasonic meter
SU1173189A1 (en) Pulse single-channel ultrasonic flowmeter
SU1352375A1 (en) Device for measuring thin structure of liquid flow speed
SU657255A1 (en) Ultrasonic flowmeter
RU2180432C2 (en) Ultrasonic digital flowmeter
SU711383A1 (en) Ultrasonic meter of gas media temperature
SU761833A1 (en) Ultrasonic echo-pulse thickness gauge
SU428301A1 (en) Phase meter
SU794532A1 (en) Ultrasonic liquid rate meter
SU964543A1 (en) Ultrasonic meter of gaseous media flow rate
SU830234A1 (en) Device for simultaneous determining of sound propagation velocity in medium and medium movement velocity
SU428214A1 (en) TWO-CHANNEL ULTRASONIC FLOWMETER
SU896544A2 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid
SU824059A1 (en) Hot-wire anemometer
SU1024727A1 (en) Ultrasonic method of measuring consumption
SU932240A1 (en) Ultrasonic flow meter
SU1319823A1 (en) Apparatus for determining own parameters of resonant bodies
JPH0527047B2 (en)