SU580507A1 - Устройство дл измерени скорости жидких и газообразных сред - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и предназначено дл  измерени  скорости жидких и газообразных сред.

Известны измерители скорости жидких и газообразных сред на основе циклических схем, которые широко используютс  как в натурных , так и в лабораторных измерени х

1.

Также известно устройство дл  измерени  переносной скорости звука в среде 2. Этот измеритель содержит излучающий электроакустический преобразователь, на который подаетс  сигнал с генератора импульсов, приемный электроакустический преобразователь , усилитель и измеритель частоты.

Недостатком известных устройств  вл етс  мала  точность измерени  скорости. Это св зано с тем, что в реальных средах температурные и концентрационные изменени  скорости звука соизмеримы с измеиением скорости движени  среды. Кроме того, этот прибор позвол ет измер ть только компоненту скорости среды, коллинеарную с направлением распространени  ультразвуковой волны.

Дл  повышени  точности измерени  в предлагаемое устройство введен частотный дискриминатор , включенный между приемным устройством и формирователем импульсов, приемное устройство выполнено в виде излучател  и приемника ультразвука, подсоединенных соответственно к выходу и входу усилител , образующего кольцо обратной св зи, а импульсный генератор выполнен в виде генератора с тональным заполнением импульса,

причем приемное устройство расположено в потоке среды так, чтобы вектор скорости потока среды был ортогонален к направлению ультразвуковой волны в приемном устройстве , а электроакустический преобразователь

расположен выше его по потоку в плоскости, перпендикул рной плоскости расположени  приемного устройства.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Выход генератора 1 тональных импульсов подключен к электроакустическому преобразователю 2, расположеиному выше по потоку на рассто нии L от приемного устройства 3. Нриемное устройство 3 выполнено в виде излучател  4 ультразвука, подсоединенного к выходу усилител  5, и приемника 6 ультразвука , подсоединенного к входу того же усилител , образуюшего кольцо обратной св зи.

Выход усилител  5 соединен также с входом частотного дискриминатора 7, выход которого через формирователь 8 импульсов подключен к генератору 1 тональных импульсов. К входу генератора 1 подключен частотомер

-

9. V - вектор скорости движени  среды; / -

база приемного устройства (рассто ние излучателем 4 ультразвука и npiieMHiiKOM 6).

Устройство работает следующим образом. Генератор 1 выдает импульсы с высокой несущей частотой, которые преобразуютс  электроакустическим преобразователем 2 в ультразвуковые импульсы. За .счет нелинейного взаимодействи  ультразвука со средой происход т поглощение ультразвуковой энергии и, как следствие этого, нагрев . Частота и амплитуда импульсов выбираютс  достаточными дл  обеспечени  необходимого нагрева среды в объеме, занимаемом ультразвуковым лучом. В среде образуетс  тепловой шнур, который сноситс  потоком среды со скоростью V и через врем  HV проходит через ультразвуковую волну измерител  скорости звука. Измеритель скоростн звука представл ет собой усилитель 5 с электроакустической обратной св зью, у которой частота генерации (On определ етс  из соотношени :

(+v

где С - скорость звука в среде;

/ - рассто ние между приемником и излучателем ультразвука; Ф - фазова  задержка в усилительном

тракте и преобразовател х; л 0, 1, 2, ..., соответствующее целому числу волн, укладывающихс  на длине /.

Когда тепловой шнур попадает в приемное устройство 3, скорость звука в нростраистве между излучателем 4 ультразвука и приемником 6 ультразвука мен етс  (увеличиваетс ). Это приводит к изменению частоты генерации в кольце обратной св зи. Изменение частоты преобразуетс  частотным дискриминатором 7 в импульс напр жени , который, пройд  через формирователь 8 импульсов, попадает в генератор 1. Частотомер 9 измер ет частоту следовани  имнульсов в кольце обратной св зи, котора  пропорциональна скорости сноса теплового щнура или скорости движени  среды.

Представленна  на чертеже схема обеспечивает измеренне осредненной скорости потока в пространстве по рассто ни м L и /.

Пространственное разрешение по рассто нию повышаетс  расположением электроакустического преобразовател  2 в плоскости, перпендикул рной плоскости расположени  излучател  и нриемника измерител  скорости звука (перпендикул рно плоскости чертежа), потому, что в этом случае тепловой шнур пересекает ультразвуковую волну измерител  скорости звука в одной малой области, определ емой диаметром теплового шнура.

Claims (2)

1.Гринспан М. и Чигг К. Подводна  акустика . Пер. с англ., ч. 1, 1970.

2.Патент США 2333688, кл. 324-68, опубл. 1943.