SU767523A1 - Способ измерени расхода - Google Patents

Description

:54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

1

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике и мо жет быть использовано дл  измерени  малых расходов жидкостей и газов.

Известен способ измерени  расхо- 5 да, основанный на одновременном встречном излучении через движущуюс  среду по одному акустическому каналу пакетов высокочастотнь1Х ультразвуковых колебаний, их приеме, преобра- 1,0 зовании частоты прин тых сигналов путем их смешени  с опорным сигналом, формировании из сигналов промежуточной частоты напр жений пр моугольной формы, получении с помощью триггера 5 пр моугольных импульсов с длительностью , равной временному сдвигу . между сигналами промежуточной частоты , и измерении величины посто нной составл ющей полученного напр же- 20 ни  1 . .

Недостатки этого способа обусловлены наличием операции преобразовани  временного интервала между колебани ми промежуточной частоты в посто- 25  нное напр жение, что  вл етс  источником дополнительной погрешности измерени . Дл  преобразовани  временного интервала в посто нное напр жение в пакетах импульсов требуетс  запоми-30

нание информации в промежутках между пакетами, что усложн ет реализацию способа.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ измерени  расхода, в котором устранены указанные недостатки, основанный на одновременном встречном излучении в движущуюс  среду по одному акустическому каналу пакетов высокочастотных ультразвуковых колебаний, их приемй,. . формировании из прин тых сигналов единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты путем их смешени  с опорным сигналом и из- .. мерении временного интервала между моментами перехода сигналов промежуточной частоты через нуль

Дл  получени  достоверной информации о расходе момент перехода через нуль сигнала промежуточной частоты/ соответствующего излучению по.потоку , должен опережать момент перехода через нуль сигнала против потоку что  вл етс  отражением факта более быстрого прохождени  ультразвукового импульса по потоку. В св зи с тем, что начальные фазы единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты завис т от значени  скорости

льтразвука в контролируемой среде, ри вариаци х скорости ультразвука т вли ни  внешних факторов: темпеатуры , давлени  и т.д., может прозойти скачкообразное изменение по дка расположени  моментов перехода ерез нуль дл  сигналов по потоку и . против него вследствие скачков фазы подобного сигнала. В результате возникают сбои в работе измерител . Ра- . бота без сбоев возможна в узком диапазоне значений внешних факторов.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигнута тем, что излучают в направлении движени  среды одновременно с пакетами высоко cfofriMx ультразвуковых колебаний пакеты колебаний вспомогательной частоты,принимают их и Используют в качестве опорного сигнала дл  формировани  единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты . .

На фиг. 1 изображена блок-схема расходомера, реализующего данный способ измерени  расхода; на фиг,2 - эпюры напр жени  на выходах узлов, этого расходомера.

Расходомер содержит одноканальный акуст йчёскйй преобразователь 1, приемно-излучающие ультразвуковые головки 2 и 3 которого подключены к ключам 4 и 5, к которым также подключень схема логики б, задающий гёнератор 7 и генератор 8 вспомогательной частоты, св занные также между собой, выходыключей 4 и 5, соединены с вхоами соответствующих смесителей 9 и 10, другие входы которых св заны между собой и подключены.к выходу ключа 5,а выходы которых соединены с входами нуль-детектора 11, подключенного выходом, к измерителю 12 временных интервалсэв. . ,

Расходомер работает следующим образом . .;:; ;-:-., :.,.-: - . ; С:-,5 .:,-: - -:На ультразвуковую головку.2, излучакщую ультразвуковые колебани  в направлении потока, подаютс пакеты высокочастот ных колебаний U., поступающих через ключ 4с выхода зйДйюйГёгб генератора 7, и колебаний в.спбмотательной частоты-и./ поступающих через ключ 4 с выхода генератора 8, Примем сигнал управлени  ключа 4 U«,c вшсода логики б обеспечивает период повторени  зондирукхцих импульсов ,кратный периоду разностной частоты колеба ний генератЪров 7 и 8. На ультразвуковую головку 3 подаютс  только BjJcoKO4acTOTHHx колебаний

nocTFnaidttiHX через ключ 5 с выхода генератора 7. Сигнал, на ультразвуковой головке 2 Us представл ет собой биение двух сигналов с близкими частбт&ми , наход щимис  в пределах полосы пропускани  акустического преобразовател  1. Прин ты после прохождени  через среду сигналы Uj, и Uy подаютс  через ключи 4 и 5 на входы соответственно смесителей 10 и 9, а сигнал с выхода голойки 3 U7 поступает также на вторые входь: смесителей с 9 и 10. В св зи с тем, что дл  формировани  единичных периодов синусоидального сигнала Ug промежуточной частоты на выходе смесител  10 в качестве опорного сигнала используетс 

прошедший через среду сигнал U , начальна  фаза этих единичных периодов без учета посто нных фазовых сдвигов в электронных узлах расходомера и акустическом преобразователе 1, а также временной асимметрии каналов

5 и дисперсии ,.скорости ультразвука,равна нулю..

Таким образом, .начальна  фаза сигнала . Ug промежуточной частоты не зависит от значени  скорости ультразвука в среде. Нач.альна  фаза сигнала Uq промежуточной частоты на выходе смесител  9 однозначно св зана с измер емой скоростью потока, т.е. с расходом, причем в широких пределах

с момент перехода через нуль сигнала Ug, промежуточной частоты, соответствующего излучению по потоку, опережает момент перехода через нуль сигнала Ut, против потока независимо от изменени  значени  скорости ультра0звука в среде вследствие вли ни  внешних факторов, что исключает сбои в работе расходомера. Длительность импульсов у.,ц на выходе нуль-детектора 11 пропорциональна измер емому

5 расходу.

Формула изобретени 

Способ измерени  расхода, основанный на одновременном встречном

0 излучении в движущуюс  среду по одному акустическому каналу пакетов йысокочастотных ультразвуковых колебаний , их приема, формировании из прин тых сйгнайов единичных периодов

с Синусоидальных сигналов промежуточной частоты путем их смещени  с опорным сигналом и измерении временного интервала между моментами перехода

сигналов прЪмежуточной частоты через

нуль, отличающийс  тем, что, с целью ю вышенй  точности измерений излучают в направлении движени  среды одновременно с пакетами высокочастотных ультразвукрвых колебаний пакеты колебаний вспомогательной частоты, принимают их и используют в качестве опорного сигнала дл  формировани  единичных периодов синуг:оидальнь1х сигналов промежуточной частоты.

0 Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3050997, кл. 73-194, ,1959.

2.Патент QUA № 3935735, кл, 73-194,, 1974 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ измерения расхода, основанный на одновременном встречном излучении в движущуюся среду по одному акустическому каналу пакетов высокочастотных ультразвуковых колебаний, их приема, формировании из принятых сигналов единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты путем их смешения с опорным сигналом и измерении временного интервала между моментами перехода сигналов'промежуточной частоты через нуль, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений излуча^~в направлении движения среды одновременно с пакетами высокочастотных ультразвуковых колебаний пакеты колебаний вспомогательной частоты, принимают их и используют в качестве опорного сигнала для формирования' единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты.