(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР и интегратора 8, индикатор 9, схе му совпадени 10, блок перестройки частоты 11, управл емый высокочастотный генератор 12, цифровой делитель частоты 13. Электроакустические преобразователи 1 и 2 соединены с выходами генератора импульсов 3 и со входами усилителей 4 и 5. Выходы усилителей 4 и 5 подключены к регистрирующей схеме 6 на оба входа триггера 7, выход которо го соединен с интегратором 8. Выход интегратора 8 подключен к индикатору 9. Выход одного из усилителей 4 подключен к схеме совпадени 10. Схема совпадени 10, блок перестройки частоты 11, управл емый высо кочастотный генератор 12 и цифровой делитель частоты 13 соединены последовательно . Выход делител частоты 13 подключен ко входу синхронизации генератора импульсов 3 и к второму входу схемы совпадени 10. Выход управл емого высокочастотного генерато ра 12 соединен со вторым входом генератора импульсов 3. Устройство работает следующим образом . Синусоидальное напр жение с выход управл емого высокочастотного генератора 12 делител в целое число раз N и преобразуетс цифровым делителем частоты 13 в короткие пр моугольные импульсы, которые, воздейству на вход синхронизации генератора импуль сов 3, вызывают его запуск. Таким образом, частота генератора 12 в N раз больше частоты генератора импуль сов 3. Генератор импульсов 3 преобра зует непрерывный сигнал генератора 1 в пачки, частота заполнени которых равна частоте генератора 12, а перио следовани определ етс периодом следовани импульсов на выходе цифро вого делител частоты 13. Длительнос TQ пачки определ етс собственными параметрами генератора импульсо-в 3 и в процессе измерени не измен етс . Пачки импульсов одновременно излу чаютс навстречу друг другу электроакустическими преобразовател ми 1 и Вследствие разной скорости распро странени ультразвука по потоку и против потока прин тые пачки импульсов с выходов усилителей -4 и 5 приход т на триггер 7 схемы 6 со сдвигом фаз , (1) где f - частота управл емого генератора 12 высокой частоты; Б - рассто ние между электроаку тическими преобраз.овател ми; С - абсолютна скорость ультра звука в измер емой среде; - скорость потока. Выходной сигнал триггера 7 в.регистрирующей схеме 6 будет иметь дли ельность, равную длительности принимаемой пачки импульсов, а амплиуду Uj , равную , (2) где посто нный коэффициент. На вход интеграторов 8 ( RC -цепи) регистрирующей схемы 6 поступает сигнал с триггера 7, имеющий форму импульсов с амплитудой U-p , длительностью TO и периодом повторени Т Поэтому выходное напр жение интегратора и 4-it-e-f Го и„--к. . (3) На схему совпадени 10 поступают сигналы с цифрового делител частоты 13 (см. фиг. 2а) и с усилител .4 (см. фиг, 2 б). Выходное напр жение схемы совпадени 10 пропорционально временному рассогласованию сигналов (см. фиг. 2 в). Под действием этого сигнала блок перестройки частоты 11 измен ет период высокочастотных колебаний управл емого генератора 12 таким образом,чтобы скомпенсировать выходное напр жение схемы совпадени 10. Б момент компенсации период следовани импульсов на выходе цифрового делител частоты 13 будет равен времени распространени С сигнала в исследуемой среде При этом частота управл емого генератора 12 будет равна - (5) где N- коэффициент делени цифрового делител частоты 13. Подставив значени частоты f заполнени пачек и периода следовани Т из формул (4) и (5) в формулу (3), получим напр жение на выходе регистрирующей схемы 4-1Г--Со (6) Из формулы (6) следует,что выходной сигнал предлагаемого ультразву-. кового расходомера пр мо пропорционален скорости потока и не зависит от абсолютной скорости ультразвука С в контролируемой среде. Так как абсолютна скорость в реальных услови х подвержена значительным изменени м под действием температуры, давлени , состава среды, то исключение зависимости показаний ультразвукового расходомера от этих возмущающих факторов имеет первостепенное значение и позвол ет существенно повысить точность измерени расхода. Чувствительность предлагаемого ультразвукового расходомера также выые, чем у прототипа, так как происходит сравнение разности фаз -колебаНИИ частоты заполнени пачек сигналов , а не времени прихода импульсов. Как известно, фазовые методы измерени вл ютс наиболее точными.(54) ULTRASONIC FLOWMETER and integrator 8, indicator 9, coincidence circuit 10, frequency tuning unit 11, controlled high-frequency generator 12, digital frequency divider 13. Electroacoustic transducers 1 and 2 are connected to the outputs of the pulse generator 3 and to the inputs of amplifiers 4 and 5. The outputs of amplifiers 4 and 5 are connected to registering circuit 6 to both inputs of trigger 7, the output of which is connected to integrator 8. The output of integrator 8 is connected to indicator 9. The output of one of amplifiers 4 is connected to a matching circuit 10. Matching circuit 10, block To frequency tuning 11, a controlled high-frequency generator 12 and a digital frequency divider 13 are connected in series. The output of frequency divider 13 is connected to the synchronization input of the pulse generator 3 and to the second input of the matching circuit 10. The output of the controlled high-frequency generator 12 is connected to the second input of the pulse generator 3. The device operates as follows. A sinusoidal voltage from the output of the controlled high-frequency generator 12 of the divider is an integer number of times N and converted by the digital frequency divider 13 into short square pulses, which, acting on the synchronization input of the pulse generator 3, cause it to start. Thus, the frequency of the generator 12 is N times the frequency of the pulse generator 3. The pulse generator 3 converts the continuous signal of generator 1 into packs, the filling frequency of which is equal to the frequency of generator 12, and the period is determined by the period of the pulses at the output of the digital frequency divider 13. The duration TQ of the packet is determined by the generator’s own pulse-3 parameters and does not change during the measurement process. Packs of pulses are simultaneously radiated towards each other by electroacoustic transducers 1 and Due to the different speed of ultrasound propagation along the flow and against the flow, received packs of pulses from the outputs of amplifiers -4 and 5 come to trigger 7 of circuit 6 with phase shift, (1) where f is the frequency of the controlled high frequency generator 12; B — distance between electroacoustic converters; C is the absolute speed of ultra sound in the measured medium; - flow rate. The output signal of the trigger 7 in. The registering circuit 6 will have a duration equal to the duration of the received burst, and the amplitude Uj equal to (2) where the constant coefficient. The integrator 8 (RC-circuits) of recording circuit 6 receives the input from trigger 7, which has the form of pulses with amplitude U-p, duration TO and repetition period T Therefore, the output voltage of the integrator and 4-it-e-f Go and "- k. . (3) The matching circuit 10 receives signals from the digital frequency divider 13 (see FIG. 2a) and from the amplifier .4 (see FIG. 2 b). The output voltage of the matching circuit 10 is proportional to the time error of the signals (see Fig. 2c). Under the action of this signal, frequency tuning unit 11 changes the period of high-frequency oscillations of the controlled oscillator 12 in such a way as to compensate the output voltage of the coincidence circuit 10. The compensation time of the pulse period at the output of the digital frequency divider 13 will be equal to the propagation time C of the signal in the medium under study In this case, the frequency of the controlled oscillator 12 will be equal to - (5) where N is the division factor of the digital frequency divider 13. Substituting the values of the frequency f of the packs and the follow-up period T of the formulas (4) and (5) into (3) yields a voltage at the output of the recording circuit 4-1G - Co (6) From (6) it follows that the output of the proposed ultrasonic. The flow meter is directly proportional to the flow rate and does not depend on the absolute speed of ultrasound C in a controlled environment. Since absolute speed in real conditions is subject to significant changes under the effect of temperature, pressure, medium composition, the elimination of the dependence of the ultrasonic flow meter on these disturbing factors is of paramount importance and allows to significantly improve the accuracy of flow measurement. The sensitivity of the proposed ultrasonic flow meter is also higher than that of the prototype, since the phase difference between the oscillation frequency of the bursts of signals, and not the arrival time of the pulses, is compared. As is well known, phase measurement methods are the most accurate.