SU734507A1

SU734507A1 - Single-channel ultrasonic flowmeter

Info

Publication number: SU734507A1
Application number: SU772528091A
Authority: SU
Inventors: Сергей Сергеевич Платонов; Валентин Борисович Рохлин; Владимир Михайлович Бекетов; Михаил Михайлович Ершов; Валентин Петрович Бухгольц
Original assignee: Специальное конструкторское бюро "Транснефтеавтоматика"
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1980-05-15

Description

Изобретение относитс к технике измерени расхода жидких сред и может быть использовано в нефт ной, химической, металлургической и других отрасл х промышленности . Известен одноканальный ультразвуковой расходомер 1, основанный на методе синхрокольца , который содержит акустический преобразователь с двум пьезоэлементами, коммутатор, генератор импульсов, умножитель частоты, смеситель, интегратор, генератор гармонических колебаний с варикапами , амплитудный детектор и частотомер. В этом измерителе имеютс погрешности измерени , св занные с тем, что использована аналогова обработка сигнала. В частности , мала точность измерени обусловлена погрешност ми умножител частоты и амплитудного детектора. Наиболее близким по технической сушности к изобретению вл етс одноканальный ультразвуковой расходомер 2, построенный по кольцевой частотно-импульсной схеме. Он содержит акустический преобразователь , последовательно соединенные усилитель , формирователь и генератор, а также блок дискретной обработки информации с индикатором. Указанный расходомер имеет погрешности измерени из-за наличи двух каналов обработки информации по потоку и против него, т. е. вследствие междуканальной асимметрии . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Цель достигаетс тем, что в предлагаемый расходомер включены приемо-передающий блок, схема ИЛИ с коммутатором, счетчик циклов, блок задержки и ключ, а блок дискретной обработки информации содержит генератор счетных импульсов, второй ключ и реверсивный счетчик, причем акустический преобразователь подключен к приемо-передающему блоку, два входа которого соединены с двум выходами схемы ИЛИ с коммутатором и выход которого подключен ко входу усилител , выход генератора соединен с первым входом схемы ИЛИ с коммутатором, со сбросовым входом счетчика циклов и со сбробросовым входом реверсивного счетчика, выход формировател подключен к счетному входу счетчика циклов и через первый ключ - ко второму входу схемы ИЛИ с коммутатором , третий вход которой подключен к выходу блока задержки, другой выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа, выход счетчика циклов соединен с входом блока задержки и с управл ющими входами схемы ИЛИ с коммутатором , второго ключа и реверсивного счетчика , генератор счетных импульсов через второй ключ подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с индикатором.The invention relates to a technique for measuring the flow of liquid media and can be used in the petroleum, chemical, metallurgical and other industries. A single-channel ultrasonic flow meter 1 is known, based on the synchro-ring method, which contains an acoustic transducer with two piezoelectric elements, a switch, a pulse generator, a frequency multiplier, a mixer, an integrator, a harmonic oscillator with varicaps, an amplitude detector and a frequency meter. This meter has measurement errors due to the use of analog signal processing. In particular, the measurement accuracy is low due to the errors of the frequency multiplier and the amplitude detector. The closest in technical drying to the invention is a single-channel ultrasonic flow meter 2, built on a ring frequency-pulse circuit. It contains an acoustic transducer, an amplifier connected in series, a driver and a generator, as well as a block of discrete information processing with an indicator. The indicated flow meter has measurement errors due to the presence of two channels of information processing along and against the flow, i.e. due to inter-channel asymmetry. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved in that the proposed flow meter includes a receiving-transmitting unit, an OR circuit with a switch, a cycle counter, a delay unit and a key, and the discrete information processing unit contains a counting pulse generator, a second key and a reversible counter, with the acoustic transducer connected to the receiver. the transmitter unit, two inputs of which are connected to two outputs of the OR circuit with the switch and the output of which is connected to the amplifier input, the generator output is connected to the first input of the OR circuit with the switch, with a reset input ohm cycle counter and with a reset input of the reversible counter, the output of the imager is connected to the counting input of the cycle counter and through the first key to the second input of the OR circuit with a switch, the third input of which is connected to the output of the delay unit, the other output of which is connected to the control input of the first key , the output of the cycle counter is connected to the input of the delay unit and to the control inputs of the OR circuit with the switch, the second key and the reversible counter, the generator of counting pulses is connected via the second key to the counting input of the re version of the counter, the output of which is connected to the indicator.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого расходомера.The drawing shows a block diagram of the proposed flow meter.

Однбканальный ультразвуковой расходомер содержит акустический преобразователь 1, укрепленный на участке трубы и имеющей пьезопреобразователи 2 и 3, который подключен к приемопередающему блоку 4, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю 5, фор .мирователю 6 и генератору 7, выход которого соединен с первым входом схемы ИЛИ с коммутатором 8, два выхода которого подключены к двум входам приемо-передающего блока 4, выход формировател 6 подключен к счетному входу счетчика импульсов 9 и через первый ключ 10 - ко второму входу схемы ИЛИ с коммутатором 8, третий вход которой подключен к выходу блока задержки 11, другой выход которого соединен с управл ющим входом первого ключа 10, вход счетчика циклов 9 подключен к выходу генератора 7, а выход счетчика циклов 9 соединен с входом блока задержки 11 и с управл ющим входами схемы ИЛИ с коммутатором 8, второго ключа 12 и реверсивного счетчика 13, генератор счетных импульсов 14 через второй ключ 12 подключен к счетному входу реверсивного счетчика 13, сбросовый вход которого соединен с выходом генератора 7, а выход соединен с индикатором 15.A single-channel ultrasonic flow meter contains an acoustic transducer 1, mounted on a pipe section and having piezo transducers 2 and 3, which is connected to a transceiver unit 4, the output of which is connected to the series-connected amplifier 5, the former 6, and the generator 7, the output of which is connected to the first input of the circuit OR with the switch 8, two outputs of which are connected to two inputs of the transmitting / receiving unit 4, the output of the imaging unit 6 is connected to the counting input of the pulse counter 9 and through the first key 10 to the second one One OR circuit with the switch 8, the third input of which is connected to the output of the delay unit 11, another output of which is connected to the control input of the first key 10, the input of the cycle counter 9 is connected to the output of the generator 7, and the output of the cycle counter 9 is connected to the input of the delay block 11 and with the control inputs of the OR circuit with the switch 8, the second key 12 and the reversible counter 13, the generator of counting pulses 14 through the second key 12 is connected to the counting input of the reversing counter 13, the reset input of which is connected to the output of the generator 7, and the output is connected to indicator 15.

Расходомер работает следующим образом .The flow meter works as follows.

При включении устройства генератор выдает зондирующий импульс, которым одновременно сбрасываютс счетчик циклов 9 и реверсивный счетчик 13. Зондирующий импульс через схему ИЛИ с коммутатором 8 и первый вход приемо-передающего блока 4 поступает на пьезопреобразователь 2, который излучает его в исследуемую среду.When the device is switched on, the generator produces a probe pulse, which simultaneously loops the cycle counter 9 and the reversible counter 13. The probe pulse through the OR circuit with the switch 8 and the first input of the transceiver unit 4 is fed to the piezoelectric transducer 2, which emits it into the medium under study.

Прин тый пьезопреобразователем 3 импульс через приемо-передающий блок 4, усилитель 5 и формирователь 6 приходит на вход генератора 7 и закрывает его. Одновременно с этим сигнал с выхода формировател 6 через ключ 10 схему ИЛИ с коммутатором 8 и первый вход приемо-передающего блока 4 вновь поступает на пьезопреобразователь 2. Таким образом, схема работает в режиме синхрокольца по потоку . Счетчик циклов 9 подсчитывает число импульсов автоциркул ции. При поступлении на счетчик циклов 9 первого импульса сигналом с его выхода открываетс второй ключ 12 и на счетный вход реверсивного счетчика 13 приход т импульсы с генератора счетных импульсов 14. Когда счетчик циклов 9 наберет заданное число импульсов автоциркул ции, сигналом с его выхода закрываетс второй ключ 12 и переключаетс схема ИЛИ с коммутатором 8The pulse received by the piezotransducer 3 through the transceiver unit 4, amplifier 5 and driver 6 arrives at the input of the generator 7 and closes it. Simultaneously, the signal from the output of the imaging unit 6 through the key 10 of the OR circuit with the switch 8 and the first input of the transceiver unit 4 is again fed to the piezoelectric transducer 2. Thus, the circuit operates in the synchronous flow mode. Cycle counter 9 counts the number of auto-circulation pulses. When the first pulse arrives at the cycle counter 9 by a signal from its output, the second key 12 opens and the counting input of the reversible counter 13 receives pulses from the counting pulse generator 14. When the cycle counter 9 dials the specified number of auto-circulation pulses, the second key closes with its output 12 and switches the OR circuit with switch 8

таким образом, что сигналы с ее выходов проход т на второй вход приемо-передающего блока 4 и далее на пьезопреобразователь 3. Одновременно с .этим сигнал с выхода счетчика циклов 9 подаетс на вход so that the signals from its outputs pass to the second input of the transceiver unit 4 and further to the piezoelectric transducer 3. Simultaneously with this, the signal from the output of the cycle counter 9 is fed to the input

J блока задержки 11, который на одном выходе выдает импульс, начало которого совпадает с входным сигналом, а длительность которого выбираетс таким образом, чтобы в акустическом преобразователе 1 после окончани автоциркул ции по потоку добитьс полного затухани реверберацианных помех . Этим импульсом запираетс первый ключ 10 и синхрокольцо разрываетс . По окончании импульса на другом выходе блока задержки 11 вырабатываетс зоЕишрукиднйJ of the delay unit 11, which at one output emits a pulse, the beginning of which coincides with the input signal, and the duration of which is chosen so that in the acoustic transducer 1, after the end of the auto-circulation over the stream, to achieve complete attenuation of the reverberated interference. This pulse locks the first key 10 and the synchro ring is torn. At the end of the pulse at the other output of the delay unit 11, a destructive output is generated.

5 импульс, который подаетс на вход схемы ИЛИ с коммутатором 8 и далее на пьезопреобразователь 3. Одновременно открываетс ключ 10. В результате образуетс синхрокольцо против потока. Первым импульсом автоциркул ции вновь включаетс счетчик циклов 9, который открывает второй ключ 12 и переводит реверсивный счетчик 13 в режи.м вычитани импульсов. После набора заданного числа импульсов в счетчике циклов 9 вновь второй ключ 12 запираетс 5, a pulse is applied to the input of the OR circuit with the switch 8 and further to the piezoelectric transducer 3. At the same time, the key 10 is opened. As a result, a synchro-ring is formed against the flow. The first autocirculation pulse again switches on the cycle counter 9, which opens the second key 12 and translates the reversible counter 13 into a pulse subtraction mode. After dialing a predetermined number of pulses in cycle counter 9, the second key 12 is again locked

и на выходе реверсивного счетчика вырабатываетс сигнал, пропорциональный разности счетных импульсов при работе синхрокольца по потоку и против него. Индикатор на выходе реверсивного C4et4HKa проградуирован в единицах расхода жидкости. and at the output of the reversible counter, a signal is generated that is proportional to the difference between the counting pulses during and against the flow of the sync ring. The indicator on the output of the reverse C4et4HKa is calibrated in units of fluid flow.

в Сигналом с выхода счетчика циклов 9 схема ИЛИ с коммутатором 8 устанавливаетс в исходное положение, и измеритель снова начинает работать по потоку. При этом зондирующий импульс формируетс в отличие от первого цикла в блоке задержки 11. Генератор 7продолжает оставатьс запертым импульсами с выхода формировател и выключаетс лищь в случа х срыва автоциркул ции в синхрокольце, например, в случа х попадани пузырей в акустический преобразователь 1.In the signal from the output of the cycle counter 9, the OR circuit with the switch 8 is reset, and the meter starts up stream operation again. In this case, the probe pulse is formed in contrast to the first cycle in the delay unit 11. The generator 7 continues to be locked by pulses from the output of the driver and the switch is turned off in case of autocirculation failure in the sync ring, for example, in cases of bubbles entering the acoustic transducer 1.

Таким образом, в данном расходомере имеетс один канал обработки информации по потоку и против него, и погрешность измерени , обусловленна между канальной ассиметрией, исключена.Thus, in this flow meter there is one channel for processing information on the flow and against it, and the measurement error due to channel asymmetry is excluded.

Claims

1. USSR author's certificate number 226879, cl. G 01 F 1/66, 1967

2. USSR author's certificate number 531029, cl. G 01 F 1/00, 1972.