SU650012A1 - Автоматическое ультразвуковое устройство дл измерени скорости потока - Google Patents

Description

измерени  скорости потока сред; на фиг. 2 даны временные диаграммы работы устройства .

Устройство содержит измерительноакустический преобразователь с двум  датчиками / и 2, модул торы 3, 4, фазометры 5, 6 высокой частоты, фазометры 7, S низкой частоты, интеграторы 9, 10, генераторы //, 12 и коммутатор 13.

Коммутатор предназначен дл  одновременного управлени  работой модул торов 3, 4 и фазометров 5, 6 высокой частоты и попеременного переключени  фазометров 7, 8 низкой частоты и может состо ть, например , из двух схем И 14, 15 выходы которых подключены к цепочке из последовательно соединенных делителей частоты J6, 17 и триггера 18. Регистрирующий прибор 19 служит дл  измерени  разности частот , высокочастотных напр жений, снимаемых с генераторов // и 12 измерительных каналов, и включает последовательно соединенные измеритель 20 разности частот и частотомер 21.

Устройство работает следующим обра30 М.

Предположим, что измерение скорости V потока осуществл етс  так, как это изображено на фиг. 2. Соответственно происходит увеличение скорости ультразвука по потоку C + V и уменьшение его против потока с-V. Предположим также, что выходной сигнал f/18 триггера 18 через схему И 14 осуществл ет подачу переменного напр жени  генератора 9 на вход делител  16. Этот же сигнал отпирает фазометр 7 низкой частоты. Выходной сигнал с другого плеча трнггера 18 занирает схему И /5 и фазометр 8 низкой частоты. Импульсы с выхода делител  16 отпирают модул торы 3 и 4. При этом на датчик / поступают импульсы f/i переменного напр жени  с частотой заполнени , задаваемой генератором 11, а на датчик 2 - импульсы U переменного нанр жени  с частотой заполнени , задаваемой генератором 12. Происходит одновременное встречное излучение датчиками / н 2 ультразвуковых имнульсов по потокл и против потока, причем частота излучени  импульсов равна

1

.

л,

где FII - частота переменного напр лсени  генератора 11;

- коэффициент делени  делител  16.

На врем  излучени  импульсов происходит запирание фазометров 5 и 6. Прин тые ультразвуковые импульсы датчиками 2 и 1 преобразуютс  в электрические импульсы и поступают на фазометры 5 и 6 высокой частоты и фазометр 7 низкой частоты .

В фазометре 5 высокой частоты первого измерительного канала происходит преобразование в электрический сигнал фазового сдвига высокочастотного иеременного напр жени , заполн ющего прин тые датчиком 2 импульсы, относительно высокочастотного переменного напр жени  генератора //. То же самое одновременно происходит во втором измерительном канале. В фазометре 7 низкой частоты осуществл етс  преобразование в электрический сигнал фазового сдвига низкочастотного переменного напр жени  огибающих прин тых импульсов датчиком 2 относительно огибающих излученных импульсов датчиком 1. Если сигнал на выходе фазометра 7 низкой частоты окажетс  больше, чем сигнал на выходе фазометра 5 высокой частоты, происходит груба  автоматическа  нодстройка частоты заполнени  и излучени  ультразвуковых импульсов по потоку. При этом сигпал с фазометра 7 поступает на интегратор 9 и далее осуществл етс  изменение частоты генератора // и пропорциональное изменение низкой частоты на выс

ходе делител  16, равной Рнз.1. тт, в сто

рону уменьшени  сигнала на выходе фазометра 7. Когда выходной сигнал фазометра 7 низкой частоты станет на много меньше , чем выходной сигнал фазометра 5 высокой частоты, происходит точна  автоматическа  подстройка частоты заполнени  и излучени  ультразвуковых импульсов по нотоку той же последовательностью элементов первого измерительного канала, содержащей только вместо фазометра 7 низкой частоты фазометр 5 высокой частоты. По истечении интервала времени Л/,пЛ/п

коэффициент

N

где

17

делени  делител  17, осуществл етс  переход триггера 18 в другое устойчивое состо ние . При этом отнираетс  схема И 15, и переменное высокочастотное напр жение генератора 12 начинает поступать на делитель 16, отпираетс  фазометр 8 низкой частоты, запираютс  схема И / и фазометр 5 низкой частоты. Последовательность же элементов первого измерительного канала , осуществл ющих точную автоматическую подстройку частоты генератора // в соответствии с изменением скорости ультразвука по потоку с-V, остаетс  включенной .

Работа второго измерительного канала происходит точно так же, как и первого, причем частота одновременного излучени  ультразвуковых импульсов датчиками / и 2 теперь определ етс  следующим выражением:

,.

.

из.ч. где FIZ - частота переменного напр жени  генератора 12. При большом выходном сиг нале фазометра 8 низкой частоты происх-; лит груба  подстройка частоты излучен::1 заполнени  ультразвуковых имнульсов, при малом выходном сигнале - точна . Через интервал времени т/.-. начинаетс  с„1едукмций иикл работы устройства. Таким образом, если груба  подстройка частоты в каналах измерени  осуществл етс  иопеременно с частотой F то точна  подстройка частоты генераторов // и 12 производитс  но двум каналам одновременно . Перемеиное высокочастотное напр жение с выходов генераторов 11 и 12 поступает на измеритель 20 разности частот регистрируюид,его прибора 19 и далее по разности частот AF, измеренной частотомером 21, определ ют скорость потока и. Такнм образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить точность кзмеренн  скорости потока, в частности, с высокой степенью пульсации в услови х быстрого изменени  состава и температуры, за счет одиовремеииого слежени  за изменением скорости ультразвука по потоку и против иотока и уменьшени  времени измерени  путем одновременно фазовой автоматической подстройки частот генераторов обоих измерительиых каналов. Фор м у л а изобретени  Автоматическое ультразвуковое устройство дл  измереии  скорости потока,содержащее два ультразвуковых датчика, коммутатор , последовательно соединенные иитегратор , генератор и регистрирующий при бор, два идентичных измерительных канала , включающих модул тор, соединенный выходом с ультразвуковым датчиком, и фазометр высокой частоты, соединенный сигнальным входом с выходом модул тора другого канала, сигнальный вход модул тора U опорный вход фазометра высокой частоты первого канала соединены с выходом генератора, а их управл ющие входы подключены к первому выходу коммутатора; , отличающеес  тем, что, с цельно повышепи  точностн измерени  скорости лульс грующего потока сред с быстромен ющимис  составом и темиературой, вто|сй измерительный канал снабжен нос сдоБйтельно соединеиными интегратором и гскерп iopoM, выход которого подключен к сигнальному входу модул тора, опорному входу фазометра высокой частоты и к вторым входам коммутатора и регистрирую..го прибора, а управл ющие входы модул  oija ii фазометра высокой частоты иодклю;с1 ы к первому выходу коммутатора, в ,дыГ1 измерительный канал введен фазометр низкой частоты, сигнальный вход кот р .го соединен с сигнальным в.хрдом фа .-QTvi Tpa высокой частоты, а опорный вход- о выходом коммутатора, причем в ;;.чпом канале выходы фазометров ;-,:I:CHH к входам интегратора, а управ .:р. цие входы фазометров низкой частоты - соответственно к второму и третьему выходам коммутатора. Истопники информации, прин тые во внимание при эксиертизе. 1.Бражников Н. И. Ультразвукова  фазометри . М., «Энерги , 1968, с. 236. 2.За вка ЛСд 2186039/10, кл. G 01 Р 5/00, 1975, по которой вынесено решение о выдаче авторского свидетельства.

c-tv

.

n

Ш/1МШ/1Ш 1ШД1Ш4/|/ьш WШAAAAAAM/ cЛAA/VWЬWШШЛД

A-.Y

uj,

7%W .

г-с ,