Claims (2)
30 ИЛИ, второй вход которого подключен к первому входу первого аналогового коммутатора, а выход элемента ИЛИ подключен к запускающему входу преобразовател напр жение-длительность , управл ющий вход которого подключен к выходу второго аналогового коммутатора, а выход указанного преобразовател подключен к второму входу дискриминатора времени. На чертеже изображена структурна схема предложенного ультразвукового расходомера. Расходомер содержит измерительный участок трубопровода 1 с вмонтирован ными под некоторым углом к потоку пр приемо-передс1ющими пьезопреобразовател ми 2 и 3, формирователь 4 зондирующих импульсов, задающий генератор 5, формирователь б зондирующих импульсов , элемент ИЛИ 7, первый и второй аналоговые коммутаторы 8 и 9 соответственно, преобразователь 10 напр жение-длительность с обратно пропорциональной зависимостью между управл ющим напр жением и длительностью выходного импульса, дискриминатор 11 времени, усилитель-формирователь 12 приемных сигналов, коммутатор 13 слежени , дифференциальные интеграторы 14 и 15, коммутатор слежени 16, измеритель 17 разностной величины и. индикатор 18. , Предлагаемое устройство работает следующим образом. В такте по потоку импульс с пр мого выхода задающего генератора 5 возбуждает формирователь 4, который посылает зондирующий импульс на пьезопреобразователь 2, работающий этом такте в качестве излучател . Одновременно задающий генератор 5 подготавливает первый аналоговый коммутатор 8 к приему ультразвуковых колебаний с пьезрпреобразовател 3, работающего в этом такте в качестве приемника, коммутатор слежени 13 и второй аналоговый коммутатор 9, обеспечивающий поступление напр жени с выхода дифференциального интегратора 14 на управл ющи вход ждущего преобразовател 10 напр жение - длительность с обратно пропорциональной зависимостью, на запускающий вход которого поступает импульс формировател 4 через элемент ИЛИ 7. Таким образом, запуск преобразова тел 10 производитс в момент прихода зондирующего импульса на пьезопреобразователь 2 и электрические задержки включени , присущие формировател м зондирующих импульсов, а также из нестабильности, на измерени времени распространени ультразвуковых колебаний вли ни не оказывают. Длительность интервала времени t , формируема на выходе преобразовател 10, св зана с напр жением V на его входе, поступающим с выхода дифференциального интегратора 14, 3 ависимость и.|, где К - коэффициент пропорциональности . На первый вход дискриминатора времени 11 через первый аналоговый коммутатор 8 и усилитель-формирователь 12 поступает приемный сигнал с пьезопреобразовател 3. На второй вход дискриминатора 11 поступает импульс с-выхода преобразовател 10. Дискриминатор времени сравнивает спад импульса преобразовател 10 с моментом регистрации приемного сигнала усилителем-формирователем 12 и в зависимости от их временного расположени вырабатывает сигналы опережени или отставани , которые через коммутатор слежени 13 поступают на входы дифференциального интегратора 14 и измен ют напр жение на его выходе до такого значени , при котором длительность выходного импульса преобразовател .10 будет равной времени прохождени ультразвуковых колебаний по потоку. н ° С + VcosoC где С - группова скорость распространени ультразвуковых колебаний в измер емой среде; V - средн скорость потока; L - рассто ние между пьезопреобразовател ми 2 и 3; оС- угол между осью пьезопреобразователей и вектором средней скорости потока. При этом условии напр жение на выходе интегратора 14 будет равно С + VcosoC В такте против потока работа расходомера аналогична, с той разнице , что инверсный выход генератора 5 возбуждает формирователь б, который посылает зондирующий импульс на пьезопреобразователь 3, работающий в этом такте в качестве излучател , первый аналоговый коммутатор 8 подготавливаетс генератором 5 к приему ультразвуковых колебаний с пьезопреобразовател 2, работающего в качестве приемника, второй аналоговый коммутатор 9 подготавливаетс дл поступлени напр жени с выхода дифференциёшьного интегратора 15 на управл ющий вход преобразовател 10, на запускающий вход которого ifocTyпает импульс формировател б через элемент ИЛИ 7. На первый вход дискриминатора 11 времени ерез аналоговый коммутатор 8 и усилитель-формирователь 12 поступает приемный сигнал с пьезопреобразовател 2, а на второй вход ди скриминатора поступает импульс с преобразовател 10, длительность ко торого сравниваетс дискриминатором с моментом регистрации приемного си нала . Сигналы отстаивани или опережен через коммутатор 16 слежени , подго тавливаемый в этом такте генератором 5, поступают на входы дифференциального интегратора 15 и измен ют напр жение на -его выходе, при котором длительность импульса на выходе преобразовател 10 будет равной вре мени прохождени ультразвуковых кол баний против потока : 2. С - VcoseC При этом условии напр жение на выходе интегратора 15 равно с - VcoseC Разность напр жений 1) и U на выходах дифференциальных интеграторов 14 и 15 определ етс измерителем разности величины 17 2 К-со Sot Эта величина, регистрируема индикатором 18, вл етс мерой расхода так как V к (), где К,- коэффициент пропорциональности . Расход измер ют по разности напр жений двух интеграторов с выходными напр жени ми, устанавливаемыми коммутаторами слежени таким образо что времена распространени ультразвуковых колебаний в направлении по тока и против равны длительност м управл емого поочередно интегратора ми ждущего преобразовател напр же ние-длительность с обратно пропорциональной зависимостью. В предложенном расходомере исклю чаютс вли ние времен электрических задержек в формировател х зондирующих импульсов и их нестабильностей на метрологические характеристики расходомера, а также увеличивгиотс точности измерени времен распростр нени ультразвуковых колебаний по потоку и против за счет применени одного измерител времени дл двух направлений зондировани . Кроме того , отказ от управл емых генераторов , характерных дл аналогичных устройств, позвол ет производить из мерени малых расходов жидкостей, а применение задающего генератора позвол ет в одном конструктивном исполнении легко мен ть частоту зондировани , то есть посто нную времени прибора, и переходить.от работы на установившихс потоках к пульсирукмцим и наоборот. Формула изобретени Ультразвуковой расходомер, содержащий два приемо-передакицих пьезопреобразовател , к одному из. которых подключены выход формировател зондирующих импульсов и первый вход аналогового коммутатора, второй вход которого подключен к второму пьезопрёобразователю , управл ющий вход аналогового коммутатора соединен с управл ющими входами двух коммутаторов слежени , а выход аналогового коммутатора через усилитель-формирователь подключен к первому входу дискриминатора времени, два выхода которого соединены с соответствующими входами коммутаторов слежени , измеритель разностной величины и индикатор , отличающийс тем, что, с целью увеличени точности измерени , в него введены задающий генератор, .второй формирователь зондирующих импульсов , элемент ИЛИ, преобразователь напр жение-длительность с обратно пропорциональной зависимостью , второй аналоговый коммутатор и два дифференциальных интегратора, выходы котоЕИХ подключены к первому и второму входам измерител разностной величины и второго аналогового коммутатора , св занного с задающим генератором , пр мой и инверсный выходы которого подключены ко входам первого и второго формирователей зондирующих импульсов, выход второго формировател .зондирующих импульсов подключен к второму входу первого аналогового коммутатора и первому -входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому входу первого аналогового коммутатора, а выход элемента ИЛИ подключен к запускающему входу преобразовател напр жение-длительность , управл ющий вход которого подключен rt выходу второго аналогового коммутатора, а выход указанного преобразовател подключен к второму входу дискриминатора времени. источники информации, прин тые во внимание,при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 494693, кл.б 01 Р 5/00, 1976. 30 OR, the second input of which is connected to the first input of the first analog switch, and the output of the element OR is connected to the trigger input of the voltage-duration converter, the control input of which is connected to the output of the second analog switch, and the output of the specified time discriminator. The drawing shows a structural diagram of the proposed ultrasonic flow meter. The flow meter contains a measuring section of pipeline 1 with transceiver 2 and 3 transceiver transducers 2 and 3 mounted at a certain angle to the flow, shaper 4 probe pulses, master oscillator 5, shaper probe pulses, OR element 7, first and second analog switches 8 and 9 respectively, voltage-duration converter 10 with inversely proportional relationship between control voltage and output pulse duration, time discriminator 11, amplifier-shaper 12 receiving signals, tracking switch 13, differential integrators 14 and 15, tracking switch 16, difference meter 17 and. indicator 18. The proposed device operates as follows. In the flow cycle, a pulse from the direct output of the master oscillator 5 excites the driver 4, which sends a probe pulse to the piezo transducer 2, which operates as a radiator in this cycle. At the same time, the master oscillator 5 prepares the first analog switch 8 for receiving ultrasonic oscillations from a piezo transducer 3 operating in this cycle as a receiver, a tracking switch 13 and a second analog switch 9 providing voltage from the output of the differential integrator 14 to the control inputs of the waiting converter 10 voltage - duration with inversely proportional dependence, to the trigger input of which the impulse of the former 4 is fed through the element OR 7. Thus, USH transformation bodies 10 is performed at the time of arrival of the probe pulse to a piezoelectric transducer 2 and the electric on-delay inherent shaper m sounding pulses and from the instability, do not exert influence on the measurement of propagation time of ultrasonic vibrations. The duration of the time interval t formed at the output of the converter 10 is associated with the voltage V at its input coming from the output of the differential integrator 14, 3 dependence and, where K is the proportionality coefficient. The first input of the discriminator time 11 through the first analog switch 8 and the amplifier-shaper 12 receives the receiving signal from the piezoelectric transducer 3. The second input of the discriminator 11 receives a pulse from the output of the converter 10. The time discriminator compares the pulse decay of the converter 10 with the moment of registration of the receiving signal by the amplifier shaper 12 and, depending on their temporal location, produces advance or lag signals, which through the switchboard of tracking 13 arrive at the inputs differential integrator 14 and alter the voltage at its output to a value at which the pulse duration of the output transducer .10 be equal to the time passage of ultrasonic oscillations downstream. n ° C + VcosoC where C is the group velocity of propagation of ultrasonic vibrations in the measured medium; V is the average flow rate; L is the distance between piezo transducers 2 and 3; оС is the angle between the axis of the piezo transducers and the vector of the average flow velocity. Under this condition, the voltage at the output of the integrator 14 will be equal to C + VcosoC In the counter-flow tact, the flow meter operation is similar, with the difference that the inverse output of the generator 5 excites the driver 6, which sends a probe pulse to the piezoelectric converter 3, which operates in this cycle as the emitter , the first analog switch 8 is prepared by the generator 5 to receive ultrasonic vibrations from the piezoelectric transducer 2, operating as a receiver, the second analog switch 9 is prepared for incoming voltage neither from the output of the differential integrator 15 to the control input of the converter 10, to the triggering input of which ifocType the pulse of the former through the element OR 7. To the first input of the discriminator 11 of time through the analog switch 8 and the amplifier-former 12 receives the receiving signal from the piezotransducer 2, and The second input of the screener receives a pulse from the converter 10, the duration of which is compared by the discriminator with the time of registration of the receiving signal. The signals of settling or advancing through the tracking switch 16, prepared in this cycle by the generator 5, are fed to the inputs of the differential integrator 15 and change the voltage at its output, at which the pulse duration at the output of the converter 10 will be equal to the transit time of ultrasonic oscillations against flow: 2. С - VcoseC Under this condition, the voltage at the output of the integrator 15 is equal to c - VcoseC. The difference of voltages 1) and U at the outputs of differential integrators 14 and 15 is determined by measuring the difference of the magnitude 17 2 K-with Sot The value recorded by indicator 18 is a measure of the flow rate as V k (), where K, is the proportionality coefficient. The flow rate is measured by the difference in voltage between the two integrators with output voltages set by the watch switches in such a way that the propagation times of the ultrasonic oscillations in the direction of current flow and against are equal to the durations of the alternator voltage-duration controlled by the integrator alternating voltage-duration with inversely proportional relationship . In the proposed flow meter, the influence of the electric delay times in the probing pulse formers and their instabilities on the metrological characteristics of the flow meter, as well as increasing the accuracy of measuring the propagation times of ultrasonic oscillations with and against the flow direction by using a single time meter for two directions of sounding, are excluded. In addition, the rejection of controlled oscillators characteristic of similar devices allows one to measure low flow rates of liquids, and the use of a master oscillator makes it possible to easily change the frequency of sounding, i.e., the time constant of the instrument, in one design. works on established flows to pulsarums and vice versa. Claims of the invention Ultrasonic flowmeter containing two transmitters for piezoelectric transducer, to one of. which are connected to the output of the probe pulse generator and the first input of the analog switch, the second input of which is connected to the second piezo transducer, the control input of the analog switch is connected to the control inputs of two watch switches, and the output of the analog switch is connected to the first input of the time discriminator, two the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the tracking switches, the difference meter and the indicator, characterized in that increase the accuracy of measurement, a master oscillator, a second probing pulse driver, an OR element, a voltage-duration converter with an inversely proportional dependence, a second analog switch and two differential integrators, whose outputs are connected to the first and second inputs of the difference meter and the second analog switch connected to the master oscillator, the direct and inverse outputs of which are connected to the inputs of the first and second drivers of the probing impulses The output of the second shaper pulse generator is connected to the second input of the first analog switch and the first input of the OR element, the second input of which is connected to the first input of the first analog switch, and the output of the OR element is connected to the voltage-duration converter input control input which is connected to the rt output of the second analog switch, and the output of the specified converter is connected to the second input of the time discriminator. sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 494693, class. 01 P 5/00, 1976.
2.Авторское свидетельство по за вке №2705045/18-10, кл.С 01 F 1/66, 1978 (прототип).2.Certificate of certificate for application no.2705045 / 18-10, class C 01 F 1/66, 1978 (prototype).