SU838575A1 - Ultrasonic flow rate fluctuation meter - Google Patents

Ultrasonic flow rate fluctuation meter Download PDF

Info

Publication number
SU838575A1
SU838575A1 SU792820222A SU2820222A SU838575A1 SU 838575 A1 SU838575 A1 SU 838575A1 SU 792820222 A SU792820222 A SU 792820222A SU 2820222 A SU2820222 A SU 2820222A SU 838575 A1 SU838575 A1 SU 838575A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
adder
synchronizer
pulse
block
Prior art date
Application number
SU792820222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арминас Валерионович Рагаускас
Владимир Григорьевич Данилов
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса
Priority to SU792820222A priority Critical patent/SU838575A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU838575A1 publication Critical patent/SU838575A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

. 1 . one

Изобретение относитс  к акустическим измерени м и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства дл  измерени  флуктуации скорости потока.This invention relates to acoustic measurements and can be used in various fields of folk economy to measure flow rate fluctuations.

Известны ультразвуковые измерители скорости потока, содержащие генератор зондирующих импульсов, пьезо лектрические преобразователи, включенные в схему синхрокольца, и регистрирующий , блок l.Ultrasonic flow velocity meters are known that contain a probe pulse generator, piezoelectric transducers included in a synchro-ring circuit, and a recording unit l.

Однако эти устройства обладают недостаточным быстродействием, что ограничивает возможность измерени  флуктуации скорости потока.However, these devices have insufficient speed, which limits the ability to measure flow rate fluctuations.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  ультразвуковой измеритель флуктуации скорости потока, содержащий два обратимых электроакустических преобразовател , передатчик и приемник, св занные через первый и второй управл емые ключи с электроакустическими преобразовател ми , преобразователь временной интервал-цифра, блок вычислени  обратных величин, вычитающий блок и синхронизатор, соединенный с приемником передатчиком, преобразователем временной интервал-цифра и управл ющими входами ключей 2.The closest to the invention in its technical essence is an ultrasonic flow velocity fluctuation meter containing two reversible electroacoustic transducers, a transmitter and a receiver, connected through the first and second controllable keys with electroacoustic transducers, a time-to-digital converter, a unit for calculating inverse values, a subtracting unit and a synchronizer connected to the receiver by the transmitter, time-to-digital converter and control inputs of the keys 2.

Недо статком этого устроГ ства  вл етс  ограниченна  точность измерений при работе с флуктуирующими потоками , .поскольку в устройстве период выдачи дискретных значений измер емой скорости потока больше периода повторени  импульсов при излучении против направлени  потока.The disadvantage of this device is the limited accuracy of measurements when working with fluctuating flows, since the device produces discrete values of measured flow velocity longer than the pulse repetition period when emitted against the direction of flow.

Цель изобретени  - повышение точ0 ности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены первый и вто рой сумматоры, блок опорной цифры, третий ключ, переключатель, цифро5 аналоговый преобразователь и дифференцирующа  цепочка, один из входов первого сумматора подключен к выходу преобразовател  временной интервалцифра , подсоединенному к первому вхо0 ду переключател , второй вход первого сумматора подключен через третий ключ к выходу блока опорной цифры, а выход первого сумматора подсоединен ко второму входу переключател , выход This goal is achieved by inserting the first and second adders, a reference digit block, a third key, a switch, a digital-5 analog converter and a differentiating chain, one of the inputs of the first adder is connected to the output of the time-digital converter connected to the first input switch, the second input of the first adder is connected via the third key to the output of the block of the reference figure, and the output of the first adder is connected to the second input of the switch, the output

5 которого через блок вычислени  обратных величин и вычитающий блок подсоединен ко входу второго сумматора, .выход которого через аналого-цифровой преобразователь и дифференцирую0 цую цепочку соединен с выходом устройства , при этом управл ющие входы первого сумматора, переключател  и третьего ключа подсоединены к выходам синхронизатора.5 which is connected to the input of the second adder through a return value calculator and a subtracting unit, the output of which is connected to the output of the device through the analog-digital converter and differentiated circuit, while the control inputs of the first adder, switch and the third key are connected to the synchronizer outputs.

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого ультразвукового измерител  флуктуации скорости потока .The drawing shows a structural diagram of the proposed ultrasonic meter fluctuations in flow velocity.

Устройство содержит два обратимых электроакустических преобразовател  1 и 2, передатчик 3, приемник 4, синхронизатор 5, соедин ющий, например импульсные генераторы и цепи задержки , преобразователь б типа временной интервал-цифра, сумматор 7, блок 8 опорной цифры, блок 9 вычислени  обратных величин, вычитающий, блок 10, сумматор 11, цифроаналогсвый преобразовс1тель 12, дифференцирующа  цепочка 13, ключи 14-16 и переключатель 17The device contains two reversible electroacoustic transducers 1 and 2, a transmitter 3, a receiver 4, a synchronizer 5 connecting, for example, pulse generators and delay circuits, a time interval interval digit converter, the adder 7, a reference digit unit 8, a return calculation unit 9 , subtractor, block 10, adder 11, digital-analogue converter 12, differentiation chain 13, keys 14-16 and switch 17

Электроакустический преобразователь 1 соединен с первым выходом передатчика 3 и, через ключ 14, с электроакустическим преобразователем 2, который через ключ 15 соединен со входом приемника 4. Выход приемника 4 соединен со .входом синхронизатора 5. Второй выход передатчика 3 соединен со входом запуска преобразовател  6 типа временной интервал-цифра, вход управлени  которого соединен с выходом синхронизатора 5. Другой выход синхронизатора 5 соединен со входом запуска передатчика 3. Выход преобразовател  б типа временной интервал-цифра соединен с первыми входами сумматора 7 и переключател  17, а выход сумматора 7 соединен со вторым входом переключател  17. Второй вход сумматора 7 через ключ 16 соединен с выходом блока 8 опорной цифры . Входы управлени  сумматора 7, блока 9 вычислени  обратных величин, ключей 14-16 и переключател  17 соединены с соответствующими выходами синхронизатора 5. Выход переключател  17 соединен со входом блока 9 вычислени  обратных величин, выход которого соединен со входом вычитающего блока 10, а его выход через сумматор 11, цифроаналоговый преобразователь 12 и дифференцирующую цепочку 13 соединен с выходным зажимом устройства . Выход знака вычитающего блока 10 соединен со входом знака сумматора 11.Electro-acoustic transducer 1 is connected to the first output of transmitter 3 and, via key 14, to electro-acoustic transducer 2, which is connected via key 15 to receiver input 4. Receiver 4 output is connected to synchronizer input 5. Second transmitter output 3 is connected to transmitter start input 6 type time interval-digit, the control input of which is connected to the output of the synchronizer 5. The other output of the synchronizer 5 is connected to the start input of the transmitter 3. The output of the converter is of the type time interval-digit connection It is connected with the first inputs of the adder 7 and the switch 17, and the output of the adder 7 is connected to the second input of the switch 17. The second input of the adder 7 is connected via switch 16 to the output of the reference figure block 8. The control inputs of the adder 7, the block 9 for calculating the return values, the keys 14-16 and the switch 17 are connected to the corresponding outputs of the synchronizer 5. The output of the switch 17 is connected to the input of the block 9 for calculating the return values, the output of which is connected to the input of the subtracting block 10, and its output through an adder 11, a digital-to-analog converter 12 and a differentiating chain 13 are connected to the output terminal of the device. The output of the sign of the subtractive unit 10 is connected to the input of the sign of the adder 11.

Ультразвуковой измеритель флуктуации скорости потока работает .следующим образом. .The ultrasonic flow velocity fluctuation meter works as follows. .

Измерение производитс  двум  режимами , причем переход из одного режима в другой осуществл етс  автоматически с помощью синхронизатора 5.The measurement is performed in two modes, and the transition from one mode to another is carried out automatically using synchronizer 5.

В первом режиме в исходном состо нии , ключ 14 замкнут, ключи 15 и 16 разомкнуты . В переключателе 17 замкнты выход преобразовател  6 типа временной интервал-цифра и вход блока 9 вычислени  обратных величин. В моменIn the first mode in the initial state, the key 14 is closed, the keys 15 and 16 are open. In the switch 17, the output terminals of the converter 6 are of the type time interval-digit and the input of the block 9 for calculating return values. In momen

времени t импульсом, поступающим с третьего выхода синхронизатора 5, запускаетс  передатчик 3, на выходе которого формируетс  импульс возбуждени  электроакустических преобразователей 1 и 2. Этот импульс поступает на электроакустический преобразователь 1 и через ключ 14 на электроакустический преобразователь 2. Таким образом , оба электроакустических преобQ разовател  1 и 2 излучают зондирующие .акустические импульсы, направленные по и против направлени  исследуемого потока. Одновременно выходным импульсом передатчика 3 запускаетс  преобразователь 6 типа временнойtime t pulse coming from the third output of the synchronizer 5, the transmitter 3 is started, the output of which forms the excitation pulse of the electroacoustic transducers 1 and 2. This pulse arrives at the electroacoustic transducer 1 and through the key 14 to the electroacoustic transducer 2 1 and 2 emit probing acoustic pulses directed along and against the direction of the stream of interest. At the same time, the output pulse of the transmitter 3 starts the transducer 6 of the time type

5 интервал-цифра. После излучени  зондирующих импульсов импульсом, поступающим со второго выхода синхронизатора 5, ключ 15 Зс1мыкаетс . Электроакустическим преобразователем 2 принимаетс  акустический импульс, прошедший по направлению потока рассто ние базы d между электроакустическими -преобразовател ми 1 и 2. Прин . тый импульо через ключ 15 и приемник 4 поступает на вход синхронизатора 5. Аналогично принимаетс  акустический импульс, прошедший против направлени  потока и с электроакустического преобразовател  1 через ключи5 interval-digit. After the probe pulses are emitted by a pulse coming from the second output of the synchronizer 5, the key 15 Зс1 closes. An acoustic pulse is received by the electroacoustic transducer 2, the base distance d passing between the electroacoustic transducers 1 and 2 is passed in the direction of flow. The pulse is through the switch 15 and the receiver 4 is fed to the input of the synchronizer 5. Similarly, an acoustic pulse is transmitted that passes against the direction of flow and from the electroacoustic transducer 1 through the keys

л 14 и 15 и приемник 4 поступает наl 14 and 15 and receiver 4 goes to

вход синхронизатора 5. Импульсом, по .ступающим с п того выхода синхронизатора 5, осуществл етс  запись на регистры сумматора 7 цифровой величины свыхода преобразовател  6 типа временной интервал-цифра. На регистры блока 9 вычислени  обратных величин записываетс  цифрова  величина импульсом , поступающим с выхода синхронизатора 5. После окончани  записи импульсом, поступающим с четвертого выхода синхронизатора 5, осуществл етс  сброс и подготовка преобразовате .л  6 типа временной интервал-цифра. Одновременно импульсом, поступающимthe synchronizer input 5. A pulse, which comes from the fifth output of the synchronizer 5, records the digital values of the output of the time-to-digital converter type 6 to the registers of the adder 7. The registers of the return calculation unit 9 are recorded in a digital value by a pulse coming from the output of synchronizer 5. After the recording is finished, the pulse coming from the fourth output of synchronizer 5 resets and prepares the converter for type 6 time interval-digit. Simultaneously impulse arriving

5 с восьмого выхода синхронизатора 5, запускаетс  блок 9 вычислени  обрат ных величин. Прсле окончани  вычислени  на вход вычитающего блока 10 поступает цифрова  величина, выражаема  формулой5 from the eighth output of the synchronizer 5, the block 9 calculates the reciprocals. After the termination of the calculation, the digital quantity expressed by the formula

C-VACO.cCC-VACO.cC

ЫS

АОAO

где С - скорость ультразвука в ис следуемом потоке; V. - средн   величина переменной скорости V(t) исследуемого потока за интервал времени Тд ;where C is the ultrasound velocity in the test stream; V. is the average variable speed V (t) of the flow under study over the time interval TD;

Claims (2)

oL- угол между базой d и вектором скорости исследуемого потока. После записи цифровой величины 1/Мд в регистры вычитающего блока 10 импульсом , поступающим с восьмого выхода синхронизатора 5, осуществл етс  сброс и подготовка блока 9. Одновременно импульсом, поступающим с седьмого выхода синхронизатора 5, пе реключатель 17 переводитс  в состо ние замыкани  входа блока 9 вычислени  обратных величин и выхода сумматора 7. Далее импульсом, поступающим с восьмого выхода синхронизатора .5, запускаетс  блок 9, и на его регистры записываетс  цифрова  величина с выхода сумматора 7. После окончани  вычислени  в блоке 9 импульсом синхронизатора 5 сумматор 7 сбрасываетс  и на вход вычитающего блока 10 по ступает цифрова  величина, выражаема  формулой - j3 ;Vecos4. где VP - средн   величина переменно скорости V(t) исследуемого потока за интервал време ни Гво. После окончани  записи .цифры l/Np на регистры вычитающего блока 10 оеу ществл етс  последовательное выбитание по алгоритму. В потоках жидкостей , позт.ому т.е. цифрова  ра.зностна  величинаp ., После вычислени  разностной цифровой величины Р, она записываетс  в р гистры сумматора 11, работающего по алгоритму NV---UK,-, i-o где 11 - выходна  величина суммато ра 11-, - посто -ннмй коэффициент, зн которого определ етс  импульсом , поступающим с выхода-знака вычитающего уст ройства 10. В сумматоре начально установлено d / 2 с о S о(; 1 / 2 , . ., n -d / cos otТаким образом, на выходе сумматора 11 формируетс  цифрова  величина согласно выражени  (3) и (4), рав на  . Работа устройства в первом режиме завершаетс  автоматическим сбросом регистра первого слагаемого вычитающего блока 10 и .перезаписью в этот регистр содержани  регистра второго слагаемого. Таким образом, согласно выражени  (3), после окончани  работы в первом режиме на регистр первог слагаемого вычитающего блока 10 записана величина l/Ngror регистр второго , слагаемого сброшен и подготовлен, преобразователь 6 подготовлен, сумматор 7 сброшен и подготовлен, блок 9 вычислени  обратных величин подготовлен , переключатель 17 в режиме замыкани  входа блока 9 и выхода сумматора 7, ключи 14 и 15 замкнуты, ключ 16 разомкнут. После окончани  работы устройства 1 в первом режиме импульсом, поступающим с первого выхода синхронизатО ра 5, ключ 14 размыкаетс  и начинаетс  работа устройства во втором режиме . В этом режиме передатчик 3 периО дически запускаетс  импульсами, поступающими с третьего выхода синхронизатора 5, причем период Т повторени  запускающих импульсов установлен - Т «%,. Акустические импульсы излучаютс  по направлению потока, принимаютс  электроакустическим преобразователем 2, и через ключ 15 и приемник 4 периодически поступают на вход синхронизатора 5, Выходным импульсом передатчика 3 запускаетс  преобразователь 6. Он останавливаетс  импульсом, поступающим с четвертого выхода синхронизатора 5 и цифрова  величина записываетс  ,в сумматор 7. После каждого поступлени  цифровой величины на выход сумматор ра 7 импульсом синхронизатора 5, поступающим с его восьмого выхода, запускаетс  блотс 9. После окончани  вычислений в блоке 9 на его выходе периодически формируетс  цифрова  величина, котора  записываетс  в регистр второго слагаемого вычитгиощего блока 10, после чего блок 9 сбрасываетс  и подготавливаетс  импульсом синхронизатора 5.. Вычитающий блок 10, сумматор 11 и цифроаналоговый преобразователь 12 работает как и в первом режиме. В предлагаемом устройстве выходной величиной  вл етс  временна  зависимость напр жени , пропорционального среднему, за период усреднени  Т, отклонению скорости измер емого потока от его средневеро тного значени  7(t). Таким образом, устройство впервые обеспечивает возможности ультразвукового измерени  флуктуации переменной скорости потока, период флуктуации которого намного меньше времени прохождени  акустического импульса базового рассто ни  d по направлению потока. Формула изобретени  Ультразвуковой измеритель флуктуации скорости потока, содержащий два обратимых электроакустических преобразовател , передатчик и приемник.oL is the angle between the base d and the velocity vector of the flow studied. After the digital value 1 / Md is written to the registers of the subtracting unit 10 by a pulse coming from the eighth output of the synchronizer 5, the block 9 is reset and prepared. At the same time, the pulse coming from the seventh output of the synchronizer 5 switches the switch 17 to the closing state of the input of block 9 calculating the reciprocals and the output of the adder 7. Next, the pulse coming from the eighth output of the synchronizer .5 starts block 9, and a digital value is written to its registers from the output of the adder 7. After the calculation is completed, 9 ke pulse synchronizer 5 adder 7 is reset and the input of the subtractor unit 10 by steps digital value vyrazhaema formula - j3; Vecos4. where VP is the average value of the variable velocity V (t) of the flow under study over the time interval of Guvo. After the termination of writing .digitra l / Np to the registers of the subtracting unit 10, the sequential embossing by the algorithm exists. In the flow of liquids, i.e. digital difference value p., after calculating the difference digital value P, it is written to the registrar 11, operating according to the NV --- UK algorithm, -, io where 11 is the output value of the adder 11, is the constant coefficient, the value of which is determined by the pulse coming from the output-sign of the subtracting device 10. In the adder it is initially set d / 2 С o S (; 1/2,.., n -d / cos ot.Thus, digital output is generated at the output of the adder 11 the value according to (3) and (4) is equal to. The device operation in the first mode is completed by automatic reset. According to expression (3), after completing work in the first mode, the l / Ngror register of the second one is written to the first register register of the first addendum register of the second addendum. and prepared, converter 6 prepared, adder 7 reset and prepared, block 9 for calculating return values prepared, switch 17 in the closure mode of block 9 input and output of adder 7, keys 14 and 15 are closed, key 16 is open t. After the end of operation of the device 1 in the first mode, the pulse arriving from the first output of synchronizer 5, the key 14 opens and the device begins to work in the second mode. In this mode, the transmitter 3 is periodically triggered by pulses coming from the third output of the synchronizer 5, and the period T of the repetition of the starting pulses is set to - T%. The acoustic pulses are radiated in the direction of flow, are received by the electro-acoustic transducer 2, and through the switch 15 and the receiver 4 periodically arrive at the input of the synchronizer 5, the transducer 6 is started by the output pulse of the transmitter 3 and is stopped by the pulse from the fourth output of the synchronizer 5 and the digital value is recorded in adder 7. After each arrival of the digital value at the output of the adder 7 of the synchronizer 5 pulse, coming from its eighth output, the blot is started 9. After the end The calculation in block 9 periodically generates a digital value at its output, which is written to the register of the second addend of the subtracting block 10, after which block 9 is reset and prepared by synchronizer pulse 5. . In the proposed device, the output value is the time dependence of the voltage, proportional to the average, over the averaging period T, the deviation of the measured flow rate from its mean market value 7 (t). Thus, for the first time, the device provides the possibilities of ultrasonic measurement of fluctuations of a variable flow velocity, the fluctuation period of which is much less than the time it takes for an acoustic pulse of a base distance d in the flow direction. Claims of the invention Ultrasonic flow rate fluctuation meter containing two reversible electroacoustic transducers, a transmitter and a receiver. св занные через первый и второй управл емые ключи с электроакустическими преобразовател ми, преобразователь временной интервал-цифра и управл ющими входами ключей, о т л и ч а п . щ и и с   . тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены первый и второй сумматоры, блок опорной цифры, третий ключ, переключатель , цифроаналоговый преобразователь и дифференцирующа  цепочка, один из входов первого сумматора подключен к выходу преобразовател  временной интервал-цифра , подсоединенному к первому входу переключател , второй вход первого сумматора подключен через третий ключ к выходу блока опорной цифры, а выход первого сумматоpa подсоединен ко второму входу переключател , выход которого через блок вычислени  обратных величин и вычитающий блок подсоединен ко входу второго сумматора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь и дифференцирующую цепочку соединен с выходом устройства, при этом управл ющие входы первого сумматора, переключател  и третьего ключа подсоединены к выходам синхронизатораconnected through the first and second controlled keys with electroacoustic transducers, a time-to-digital converter and control inputs of the keys, which is u and u with. By the fact that, in order to improve measurement accuracy, the first and second adders, a reference digit block, a third key, a switch, a digital-to-analog converter and a differentiating chain are entered into it, one of the inputs of the first adder is connected to the output of the time interval-digit converter connected to the first the input of the switch, the second input of the first adder is connected via the third key to the output of the block of the reference digit, and the output of the first accumulator is connected to the second input of the switch, the output of which is through the calculator values and subtractive unit is connected to the input of the second adder, the output of which is connected to the output of the device through an analog-digital converter and a differentiating chain, while the control inputs of the first adder, switch and third key are connected to the synchronizer outputs Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1,Авторское свидетельство СССР № 526827, кл, G 01 Р 5/00, 1976.1, USSR Author's Certificate No. 526827, Cl, G 01 P 5/00, 1976. 2.Патент ФРГ № 2431346, кл. G 01 Р 5/00, 1976.2. The patent of Germany No. 2431346, cl. G 01 P 5/00, 1976.
SU792820222A 1979-09-26 1979-09-26 Ultrasonic flow rate fluctuation meter SU838575A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792820222A SU838575A1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Ultrasonic flow rate fluctuation meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792820222A SU838575A1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Ultrasonic flow rate fluctuation meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU838575A1 true SU838575A1 (en) 1981-06-15

Family

ID=20850849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792820222A SU838575A1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Ultrasonic flow rate fluctuation meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU838575A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS58167918A (en) Ultrasonic wave flow speed measuring device
CA2233974A1 (en) Digital speed determination in ultrasonic flow measurements
US4011753A (en) Method and device for measuring the flow velocity of media by means of ultrasound
US3901078A (en) Ultrasonic system for fluid flow measurement
SU838575A1 (en) Ultrasonic flow rate fluctuation meter
US4078427A (en) Ultrasonic flow or current meter
US4598375A (en) Time measuring circuit
US4114438A (en) Devices for measuring the flow speed of a fluid
RU2101681C1 (en) Acoustic flow meter
JPH0961145A (en) Method and apparatus for measurement of thickness or sound velocity
SU970223A1 (en) Flow speed ultrasonic meter
SU1656472A1 (en) Digital low-frequency instanteous phasemeter
SU1462114A1 (en) Device for graduating ultrasonic flowmeters
SU853397A1 (en) Ultrasonic flowmeter
RU2165085C2 (en) Gear measuring flow velocity of substance
SU657255A1 (en) Ultrasonic flowmeter
JPS63131027A (en) Ultrasonic gas flowmeter
RU2024027C1 (en) Low-frequency instant-value digital phase and frequency meter
SU870957A1 (en) Device for pulse ultrasonic flow speed meter graduation
SU1180798A1 (en) Digital ultrasonic speed meter
RU2035699C1 (en) Fuel flow meter
SU705263A1 (en) Flow meter
SU1137342A1 (en) Device for measuring frequency thermoconverter thermal lag index
SU336520A1 (en) ALL-UNION j [lATEIiTeO-T [X ^ :; P! EnHAn |
SU640128A1 (en) Digital depth level meter