Claims (3)
(54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР му входу индикатора, а выход другой - ко второму входу индикатора и ко второму вх ду счетчика. На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напр жений. Одноканальный ультразвуковой расходомер содержит две схемы сикхрокольца, под ключенные к акустическому преобразователю 1 с двум пъезоэлементами 2 и 3. Кажда схема синхрокольца включает последовател но соединенные усилитель 4(4 ), форми -; . . . -X , рователь 5 (5 ), схему совпадени 6 (6 2 ) и генератор 7 (72). Между выходом формировател 5 (5 ) и генератора 7 (7, ) включена друга схема совпадени 8 (S) и одновибратор 9 (Эд) .Ко вторым входам схем с овпадени 6 и 8 {Q 2 и82,) подключены выходы триггера 10 (10 ), входы которого подключены к выходу генератора 7 (7 ) и к одному из выходов триггера счета 11, общего дл двух схем синхрокольца. Выходы триггера счета 11 подключены также ко входам частотомера 12, счетчика 13, а вход его - к выходам двух схем совпадени 14 и 15, входы которых соединены с выходами формировател 5 (5) соответствующей схемы синхрокольца и с выходом генератора 7, ( ) противоположной схемы синхрокольца. Выход одной из схем совпадени 14 подключен к одному входу индикатора 16, а выход другой 15к другому входу индикатора 16 и ко второму входу счетчика 13. Устройство работает следующим образом . Импульс с генератора 7 (72) (фиг.2й или If поступает на пьезоэлемент 3, Пьезо элемент 3 излучает ультразвуковой импульс по потоку под углом сС к оси преобразовател . Пройд через измер емую среду, ультразвуковой импульс поступает на пьезоэлемент 2. Прин тый пьезоэлементом 2 импульс усиливаетс усилителем 4 (4 . ), формируетс формирователем 5 (52) в пр моугольный импульс (фиг. 2 (Г или д ) длительностью . Передним фронтом импульса формировател 5 (5) через схему совпадени 6, (б.) запускаетс генератор t I-7 ( 7 ). Далее процесс повтор етс . Триг .-J - Г- гер 10 (10) находитс в таком состо1U . (Ю-) находитс в такпм гпптп нии , при котором схема совпадени 6 (62.) пропускает, а схема 8 (8 ) не пропускает импульс формировател 5 (52) Частота следовани импульсов генерато ра 7 выражаетс по формуле Н Si-noL(C Y-Co4ot) «,--D а частота следовани генератора 7„ формуле г L Sino(.(C-V-Co6o6) где Т период следовани импульсов генератора 7 ; Т - период следовани импульсов генератора 7, ; Э - внутренний диаметр акустического преобразовател -«V-K. ., - скорость потока; С - скорость ультразвука в измер емой среде. Разность частот Af f -f lIIL2oL., пропорциональна скорости потока, а значит расходу. При совпадении во врем импульса гене ратора 7 с импульсом формировател 52 на выходе схемы совпадени 15 образуетс импульс, перебрасывающий триггер счета 11, работающий в счетном режиме, в другое состо ние (фиг. 2 Ж }. Импульсом триггера счета 11 перебрасываетс триггер 10 (102) в состо ние, при котором схема совпадени 8 2 сможет пропустить , а схема 6 (6) не пропустит импульс формировател 5 (5). Передним фронтом импульса формировател 5 (5 ) через схему совпадени 8 (82) запускаетс одновибратор 9 2 (фиг. 2 -6 или 2 е ). Задним фронтом импульса одновибра тора 9 (92) запускаетс генератор 7 (, Длительность импульса одновибратора 9 (9) выбираетс из услови Импульсом генератора 7 (7) триггер 10 (1О) возвращаетс в исходное положение. При измерении обратного потока в момент совпадени во времени импульса генератора 7 2 с импульсом формировател 5 на выходе схемы совпадени 14 образуетс мпульс, перебрасывающий триггер счета 11. Период импульсов триггера счета 11, .н импульсов триггеоа гчот 11 , едел емый моментамисовпадений , л, т., -, / , амении импуль v .i.i«i ijvuIJVibОВ генератора 7 (72,) с импульсами форировател 5 j (5 ), выражен формулой Т - (.Т, где И - количество полных периодов {или Tj Т ) за период Т После несложных преобразований получают 5 r - iПоскольку Д i -Т « , Частота Т следовани импульсов триггера счета 11, пропорциональна расходу, измер етс частотомером 12. Число 1 -импульсов триггера сче та 11, пропорциональное количеству жидко ти, протекшей через преобразователь 1 за врем i , измер етс счетчиком импульсов 13. Дл реверсировани измер емого количества жидкости при изменении направ лени потока на счетчик 13 подаетс сигнал со схемы совпадени 15. Индикатор 16 показывает направление движени потока в зависимости от сигнала, поступающего со схемы совпадени 14 или 15. Таким образом, расходомер позвол ет измер ть расход и количество протекающей жидкости с указанием направлени потока. Формула изобретени Одноканальный ультразвуковой расходоме содержащий схему синхрокольца, включающую последовательно соединенные усилитель , формирователь и генератор, подключенные к акустическому преобразователю, частотомер, счетчик и индикатор, о т л и5 9 чающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , расходомер содержит вторую схему синхрокольца, в каждой схеме синхрокольца к выходу формировател подключены две схемы совпадени , другие входы которых соединены с выходами триггера, а выходы этих схем совпадени соединены со входом генератора; одиннепосредственно , а другой - через одновибратор , входы триггера подключены к выходу генератора и к одному из выходов триггера счета, общего дл двух схем синхрокольца , выходы триггера счета подключены также ко входам частотомера и счетчика, а вход его - к выходам двух других схем совпадени , входы которых соединены с выходами формировател соответствующей схемы синхрокольца и с выходом генератора противоположной схемы синхрокольца, выход одной из этих схем совпадени подключен к одному входу индикатора, а выход другой - ко второму входу индикатора и ко второму входу счетчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР , № 248269 кл. G О1 F 23/05, 02. 02.68. (54) SINGLE-CHANNEL ULTRASONIC FLOW MEASUREMENT input of the indicator, and the output of the other - to the second input of the indicator and to the second input of the counter. FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - voltage diagrams. A single-channel ultrasonic flow meter contains two circuits of a Sikh ring, connected to an acoustic transducer 1 with two piezoelectric elements 2 and 3. Each sync ring circuit includes sequentially connected amplifier 4 (4), forming -; . . . -X, rover 5 (5), coincidence circuit 6 (6 2) and generator 7 (72). Between the output of the imaging unit 5 (5) and the generator 7 (7,), a different matching circuit 8 (S) and one-shot 9 (Ed) are turned on. To the second inputs of the circuits with matching 6 and 8 {Q 2 and 82), the trigger outputs 10 (10 ), the inputs of which are connected to the output of the generator 7 (7) and to one of the outputs of the trigger account 11, common to the two circuits sync. The outputs of the trigger trigger 11 are also connected to the inputs of the frequency meter 12, the counter 13, and its input to the outputs of two coincidence circuits 14 and 15, whose inputs are connected to the outputs of the driver 5 (5) of the corresponding sync ring circuit and with the output of the generator 7, () the opposite circuit syncro. The output of one of the matching circuit 14 is connected to one input of the indicator 16, and the output of the other 15 to the other input of the indicator 16 and to the second input of the counter 13. The device operates as follows. The impulse from generator 7 (72) (Fig. 2d or If arrives at piezoelectric element 3, Piezo element 3 emits an ultrasonic pulse downstream at an angle сС to the axis of the transducer. Passing through the measured medium, the ultrasonic impulse goes to piezoelectric element 2. Received by piezoelectric element 2 the pulse is amplified by the amplifier 4 (4.), formed by the shaper 5 (52) into a rectangular pulse (Fig. 2 (D or e)). The leading edge of the pulse of the shaper 5 (5) through the coincidence circuit 6, (b.) starts the generator t I-7 (7). Then the process repeats. Trig. -J - Y - Ger 10 (10) is in such a state1U. (Yu-) is in such a way that the coincidence circuit 6 (62.) misses, and circuit 8 (8) does not transmit the pulse of the imaging unit 5 (52) The pulse frequency of the generator 7 is expressed by the formula H Si-noL (C Y-Co4ot) ", - D and the frequency of the generator follower is 7" by the formula r L Sino (. (CV-Co6o6) where T is the period of the pulse of the generator 7; T is the period of the pulse of the generator 7, ; E is the internal diameter of the acoustic transducer - “V-K. ., - flow rate; C is the ultrasound velocity in the measured medium. The frequency difference Af f -f lIIL2oL. Is proportional to the flow velocity, and therefore to flow. When the generator 7 coincides with the pulse of the driver 52 at the output of the coincidence circuit 15, an impulse is generated that transfers the counting trigger 11, operating in the counting mode, to another state (Fig. 2 F}. The trigger of the counting trigger 11 transfers the trigger 10 (102 ) in a state in which the coincidence circuit 8 2 can skip, and the circuit 6 (6) will not transmit the pulse of the former 5 (5) .The leading edge of the pulse of the former 5 (5) will start the one-shot 9 2 through the coincidence circuit 8 (82) (FIG. 2-6 or 2 e). The rising edge of the pulse of a single-oscillator 9 (92) the generator 7 is started (, the pulse duration of the one-shot 9 (9) is chosen from the condition. The pulse of the generator 7 (7) trigger 10 (1O) returns to its original position. When measuring the reverse flow at the time of the pulse generator 7 2 with the pulse of the generator 5, at the output of the coincidence circuit 14, an impulse is formed, transferring the trigger of account 11. The period of pulses of trigger of account 11, .n pulses of trigger 11, emitted by moments of coincidence, l, t., -, /, amenia impulse v .ii "ijvuIJVibOV of generator 7 (72,) with pullers forirovat 5 j (5 , expressed by the formula T - (.Т, where I is the number of complete periods {or Tj T) for the period T After simple transformations, 5 r - i is obtained. Since D i -T ", the frequency T of following the counting trigger pulses is 11 The frequency meter 12. The number of 1 pulses of the trigger of account 11, proportional to the amount of liquid flowing through the converter 1 during time i, is measured by pulse counter 13. To reverse the measured amount of liquid when the direction of flow changes, the signal from the circuit 13 is fed to the counter 13 match 15 Indicator 16 indicates the direction of flow depending on the signal from the coincidence circuit 14 or 15. Thus, the flow meter measures the flow rate and the amount of fluid flowing, indicating the direction of flow. Claims of the invention Single-channel ultrasonic flow containing a synchro-ring circuit including a series-connected amplifier, shaper and generator connected to an acoustic transducer, frequency meter, counter and indicator, which in order to improve the accuracy of the measurement, the flow meter contains a second synchro-ring circuit , in each sync ring circuit, two coincidence circuits are connected to the output of the imager, the other inputs of which are connected to the trigger outputs, and the outputs of these coincidence circuits are connected with the input of the generator; one directly and the other through a one-shot; trigger inputs are connected to the generator output and to one of the counting trigger outputs common to the two sync-ring circuits, counting trigger outputs are also connected to the frequency counter and counter inputs, and its input to the outputs of two other coincidence circuits, the inputs of which are connected to the outputs of the driver of the corresponding synchroken circuit and with the output of the generator of the opposite sync ring circuit, the output of one of these coincidence circuits is connected to one input of the indicator, and the output of the other to the second the indicator input and the second input of the counter. Sources of information taken into account in the examination: 1. USSR author's certificate, № 248269 cl. G O1 F 23/05, 02. 02.68.
2.Бражников Н.И. Ультразвукова фазометри . М., Энерги , 1968, стр.235. 2. Brazhnikov N.I. Ultrasonic phase meter. M., Energie, 1968, p. 235.
3.Авторское свидетельство СССР № 284345, кл. Q 01 F 23/00, 15.05.69.3. USSR author's certificate number 284345, cl. Q 01 F 23/00, 15.05.69.
VV
ЛL
L-Q;L-Q;
7474