SU787899A1 - Ультразвуковой расходомер - Google Patents

Description

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано при определении расхода жидкости. 5

Известны устройства для измерения расхода/ содержащие ультразвуковой генератор, излучатели, приемники, усилители сигналов, блок коррекции и индикатор, в которых расход жидкости эд ι/ропорционален разности частот импульсов автоциркуляции по потоку и против него .

Недостатком таких устройств является низкая оперативность контроля, обусловленная тем, что при измерении расхода в трубах различного диаметра и толщины стенок требуется предварительная калибровка устройства.

Наиболее близким по технической __ сущности к предлагаемому является ^м ультразвуковой расходомер, содержащий акустический преобразователь с четырьмя пьезоэлементами, два канала измерения с приемником сигналов, рас-25 ширителем временных интервалов и генератором импульсов в каждом канале, блок регистрации [2] .

Недостатком этого устройства является недостаточно высокая точность и эд оперативность измерений вследствие того, что при различных толщинах стенок и диаметрах трубы информация о расходе может выдаваться в искаженном виде, а при контроле расхода в различных трубах необходимы предварительная калибровка устройства и сложные системы обработки сигналов.

Цель изобретения - повьваение точности и оперативности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой расходомер введены толщиномер, а в каждый канал измерения - последовательно соединенные обратимый акустический преобразователь временной селектор и линия задержки, при этом в каждом канале выход генератора импульсов подключен ко входу временного селектора, первый вход расширителя временных интервалов подключен к выходу толщиномера, второй вход соединен с выходом линия задержки собственного канала, третий вход подключен к выходу приемника сигналов, а выход расширителя временных интервалов подсоединен ко входу генератора импульсов собственного канала и одному из входов блока регистрации.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ультразвукового расходомера.

Расходомер содержит акустический преобразователь с четырьмя пьеэопреобразователями 1-4, блок 5 регистрации, выполненный в виде разностного частотомера, толщиномер 6, первый канал измерения, включающий обратимый акустический преобразователь 7, временной с.елёктор 8, линию 9 задержки, приемник 10 сигналов, расширитель 11 временных интервалов и генератор 12 импульсов; второй, канал 13 измерения, выполненный аналогично первому (на чертеже не раскрыт).

Расходомер работает следующим об-, разом.

На выходе расширителя 11 временных интервалов образуется импульс- длительно¹

Ностью'сф= k tj, где к =—:— (m = 1,

2, 3...) и задается напряжением толщиномера 6. Это напряжение подается на первый вход расширителя 11 временных интервалов. Задний Фронт импульса с выхода расширителя 11 временных интервалов запускает генератор 12 имin ^ПУ^ЛЬСОВ, в результате чего замыкает-ся цепь автоциркуляции. Частота повторения импульсов в синхрокольце перή вого канала составляет F. =7 “ . ^с2 ^{+ с}4 Поскольку Ϊ4» ΐ_ζ, ТО Г. = — ..·Υ·^€Ο--°^. .

⁴ 10™ Импульсы с частотой повторения F4 поступают на суммирующий вход разностного частотомера 5, на вычитающий вход которого аналогично поступает сигнал с выхода второго канала 13 _ C-Vcosog „ Р,=--—;--На

40™

Рассмотрим работу первого канала. Импульс с выхода генератора 12 импульсов возбуждает пьезоэлемент 1, обратимый преобразователь 7 и запускает временной сектор 8. Ультразвуковая волна от излучателя 1 проходит стенку трубопровода, исследуемый поток, противоположную стенку трубопровода и принимается пьезопреобразователем 2. Время задержки сигнала от излучателя 1 до приемника 2 составляет ¢4

----г ^{υ с} C + Vcosoc времена задержки акус—. тического сигнала в переА ходном слое пьезопреобразователя и в стенке трубопровода соответственно;

внутренний диаметр трубопровода ', скорость ультразвуковых волн в исследуемом потоке;

скорость потока; угол между вектором скорости ультразвуковых волн и вектором скорости потока.

Λ где t₀ и с_с ^Lo

V 06

Импульс выхода генератора 12 такг которая проходит измерения с частотой выходе частотомера 5 получают резульг. _г г 2.VCOSOL ‘'о'ч-'-г —

Таким образом, предлагаемый ультразвуковой расходомер обладает повышенной точностью и оперативностью измерений, поскольку результат измерения выдается автоматически при любых толщине стенок и диаметре трубы в цифровой форме. Это позволяет обойтись без предварительной калибровки прибора при контроле расхода в различных трубах. Результат измерения может быть введен непосредственно в ЭВМ, что позволяет автоматизировать системы контроля, основанные на определении скорости ультразвука и расширяет область применения ультразвуковых измерительных приборов.

тат измерения в виде с

же воздействует на преобразователь 7 возбуждающий волну, стенк^ трубопровода, отражается от границы стенка-поток, преобразуется преобразователем 7 в электрический сигнал и выделяется при помощи временног0 селектора 8. Сигнал на выходе селектора при этом задерживается на время 2£_с и подается на вход линии 9 задержки, время которой выбрано равным 21_о. Таким образом, на -второй вход расширителя 11 временных интервалов поступает сигнал, задержанный относительно сигнала с выхода генератора 12 на время ?£= 2ΐ₀ +2?_с, а на третий вход - сигнал с задержкой . Временной интервал между импульсаΜΗ'·*ΐ« И t _г составляет канале, а ю повышеизмереа в последова55

Claims (2)

1.Биргер Г. И. Бражников Н. И. Ультразвуковые расходомеры. М., Металлурги , 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 423214, кл. G 01 F 1/00, 1974.