SU696295A1 - Ультразвуковой расходомер - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к измерител м расхода жидкости и суспензии, может быть использовано в различных отрасл х промышленности при конструировании точных расходомеров .

Известны коррел ционные ультразвуковые расходомеры 1, содержащие активные излучатели, сигналы которых модулируютс  флуктуаци ми текущей жидкости.

Указанные расходомеры не обеспечивают необходимой точности измерени , что св зано с использованием узкополосных сигналов.

Наиболее близок к предлагаемому ультразвуковой расходомер 2, содержащий установленные на трубопроводе излучатель и приемник ультразвуковых колебаний с преобразовател ми и соединенные с ними генератор щума и рещающее устройство, выполненное по схеме экстремального коррелометра .

Этот расходомер также не обеспечивает необходимой точности измерений, так как имеющиес  акустические излучатели неэффективно работают в широкой полосе частот, в частности с шумоподобными ультразвуковыми сигналами, а ультразвуковые сигналы

дважды про.ход т через отенки трубопровода, в результате чего происходит различное поглощение и преломление отдельных частотных составл ющих шумоподобного сигнала в слоистой среде стенок.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что излучатель и приемник ультразвуковых колеваний выполнены в виде пустотелых усеченных конусов, внешний диаметр которых измен етс  по экспоненциальному закону с расположением преобразователей на внутренней цилиндрической и внещней экспоненциальной .поверхност х конусов.

На чертеже изображена структурна  электрическа  схема расходомера.

Claims (2)

1. На трубопроводе 1 установлены излучатель 2 и приемник 3 ультразвуковых колебаний . С ним соединены генератор щума 4 и выполненное по схеме экстремального коррелометра рещающее устройство, включающее коррелометр 5, усилитель 6, ведущий генератор 7, измеритель интервалов време аи 8 и функциональный преобразователь 9. Выход генератора шума 4 подключен к излучателю ультразвуковых колебаний 2 и первому ВХОДУ коррелометра 5, ко второму входу которого через усилитель 6 подключен излучатель ультразвуковых колебаний 3. Выход коррелометра подключен к одному из входов измерител  интервалов времени 8, другой вход которого соединен с выходом ведущего генератора 7 и запускающим входом генератора щума 4, а выход подключен к функциональному преобразователю 9. Излучатель 2 и приемник 3 ультразвуковых колебаний выполнены в виде пустотелых усеченных конусов, внешний диаметр которых измен етс  по экспоненциальному закону с расположением преобразователей на внешней и внутренней поверхност х конусов, причем внутренние диаметры преобразователей на цилиндрической поверхности конусов и трубопровода I одинаковы. Устройство работает следующим образом. По команде ведущего генератора 7 запускаютс  измеритель интервалов времени 8 и генератор щума 4. Под воздействием выходного напр жени  с генератора щума 4 излучатель 2 возбуждает широкополосные ультразвуковые колебани , которые распростран ютс  в движущейс  среде. Выполнение излучател  2 и приемника 3 ультразвука в виде усеченных конусов с измен ющимс  диаметром позвол ет эффективно возбуждать и принимать ультразвуковые колебани  в щирокой полосе частот, Дл  обеспечени  необходимой частотной полосы выбирают соответствующие геометрические размеры усеченных конусов. Выбор равных диаметров у трубопровода 1 и преобразователей на цилиндрической поверхности конусов обеспечивает пр мой акустический контакт преобразователей с жидкостью, что исключает прохождение сигнала через слоистые стенки трубопровода, а также турбулентность потока. Скорость распространени  щумоподобного процесса х(1) от излучател  2 до приемника 3 равна суммарной скорости Vj с + V, где с - скорость ультразвуковых колебаний в неподвижной жидкости, v - скорость потока. Так как рассто ние от излучател  до приемника посто нно и равно J, информаци  о величине Vi заключена во временном интервале, который необходим дл  прохождени  щумоподобным сигналом x(t) рассто ни  t. Приемник 3 принимает щумоподобный сигнал x(t), задержанный во времени. Поэтому в момент максимума взаимокоррел ционной функции на выходе коррелометра 5 определ етс  наиболее веро тный временной интервал г В мо.мент максимума взаимокоррел ционной функции на выходе измерител  интервалов времени 8 формируетс  пр моугольный импульс длительностью т который подаетс  на вход функционального преобразовател  9. Функциональный преобразователь преобразует,(с учетом заданной величины С) пр моугольный и.мпульс длительностью Ъ в посто нное напр жение U, пропорциональное скорости потока v, умножает и на посто нные К и S (соответственно коэффициент пропорциональности и поперечное сечение трубопровода). Выходной результат Q U-K-S, где Q - расход жидкости , кодируетс  в цифровую форму и подаетс  на цифровое табло. Далее цикл измерени  повтор етс . При измерении на других рассто ни х С соответственно калибруют умножитель функционального преобразовател  9 и мен ют тактовый период ведущего генератора 7. Формула изобретени  Ультразвуковой расходомер, содержащий установленные на трубопроводе излучатель и приемник ультразвуковых .колебаний с преобразовател ми и соединенные с ними генератор щума и решающее устройство , выполненное по схеме экстремального коррелометра, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , излучатель и приемник ультразвуковых колебаний выполнены в виде пустотелых усеченных конусов, внешний диаметр которых измен етс  по экспрненциальному закону с расположением преобразователей на внутренней цилиндрической и внешней экспоненциальной поверхност х конусов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 1319151, кл. С 01 Р 5/08, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 446753, кл. Q 01 F 1/66, 1972 (прототип).