SU877332A1 - Одноканальный ультразвуковой расходомер - Google Patents

Description

(54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть примене но в технике измерений расхода жидкости г например расхода топлива. Известен одноканальный ультразвуковой расходомер, включающий две синхрокольцевые схемы, схемы запуска и индикатор 1 Недостаток известного расходомера невысока  точность и ненадежность, в св зи с тем, что в нем схема запус ка выполнена на аналоговых частотных элементах. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  расходомер, содержащий две синхрокольцевые схемы, кажда  из которых включает в себ  генератор, пос ледовательно соединенные усилитель и формирователь, и подключенный к гене ратору и усилителю пьезопреобраэователь , а также схему запуска и частотомер , соединенный с одним из выходо триггера счета, причем кажда  синхрокольцева  схема содержит схему зап рета и четыре схемы совпадени , од :новибратор, триггер сдвига, триггер направлений, две схемы совпгщени , два счетчика и два индикатораС23. Недостаток известного ультразвукового расходомера - схемна  слож1кость и низка  надежность работы вследствие большого количества вход щих в него элементов. Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности работы расходомера . Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в ультразвуковой одноканальный расходомер, содержащий две синхрокольцевые , кажда  из которых включает в себ  генератор , последовательно соединенные усилитель и формирователь, и подключенный к генератор и усилителю пье- зопреобразователь, а также схему запуска и частотомер, введены два элемента И, подключенные к выходгм генератора и формировател  соответствующей синхрокольцевой схема,два элемента ИЛИ, подключенные ко входам генераторов соответствующей синхрокольцевой cxeNUf схема анализа, содержаща  одновибратор, подключенные к его выходу первый элемент И и инвертор, и второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а второй вход - со вторым входом первого элемента И и с выходом элемента И первой синхрокольцевой схемы, причем вход одновибратора соединен с первым входом элемента ИЛИ первой синхрокольцевой схемы и с выходом элемента И второй синхрокольцевой схемы, а схема запуска выполнена общей дл  синхрокольцевых схем и содержит последовательно соединенные генератор запуска, элемент ИЛИ и первый элемент задержки , а также второй элемент задержки и триггер, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И схемы анализа, входом частотомера и входом второго элемента задержки, второй вход - со входом первого элемента задержки и вторым входом элемента ИЛИ первой .синхрокольцевой схемы, а выход - с третьим входом эле мента И второй синхрокольцевой-схемы , причем выход второго элемента задержки соединен со входом элемента ИЛИ схемы запуска, а выход первого элемента задержки и выход второго элемента И схемы анализа соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ второй синхрокольцевой схемы.

На чертеже представлена функциоНсшьна  схема предлагаемого расходомера .

Устройство содержит акустический прео&разователь 1 с пьезоэлементами 2 и 3, которые подключены к схемам синхрокольца, содержащим усилители импульсов 4 и 5, формирователи 6 и 7, элементы И 8 и 9, элементы ИЛИ 10 и 11, генераторы 12 и 13. Расходомер содержит также блок анализа, включающий в себ  одновибратор 14, инвертор 15, элементы И 16 и 17 и схему запуска, содержащую генератор 18 запуска , элемент ИЛИ 19, соответ .ственно первый и второй элементы 20 и 21 задержки, триггер 22, а также частотомер 23. Пьеэоэлемент 3 соединен с выходом генератора 12 первой схемы синхрокольца и со входом усилител  4 второй схемы синхрокольца. Пьезоэлемент 2 соединен с выходом генератора 13 второй схемы синхрокольца и со входом усилител  5. импул,ьсов первой схемы синхрокольца.

Выход усилител  5 импульсов через формирователь 7 и элемент И 9 подключен к первому входу элемента ИЛИ 10 и ко входу одновибратора 14. Инверсный выход генератора 13 подключен ко второму входу элемента И 9,

Выход усилител  импульсов 4 соединен через формирователь б и элемент 8 к элементам И 16 и 17. второй вход элемента И 8 соединен с инверсным выходом генератора 12, Формирователи 6 и 7 предназначены дл  формировани  импульсов., длительност1| которых значительно меньше выходных импульсов генераторов 12 и 13. Выход одновибратора 14 подключен ко второму входу элемента И 16 и через

инвертор 15 - ко второму входу элемента И 17. Выход элемента И 16 подключен ко входу сброса триггера 22, ко входу -частотомера 23 и через второй, элемент 21 задержки, элемент ИЛИ 19 - ко второму входу элемента ИЛИ 10, к устанрвочному входу триггера 22 и через первый элемент задержки 20 ко второму входу элемента ИЛИ 11. Второй вход элемента ИЛИ 19 подключен к выходу генератор запуска 18. Выход триггера 22 под-, ключенк третьему входу элемента И

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 12 импульс поступает на пьезоэлемент 3 и усилитель импульсов 4. Пьезоэлемент 3 излучает импульс по потоку, Пройд  через измерительную среду, импульс поступает на пьезоэлемент 2. Прин тый пьезоэлементом 2 импульс поступет на вход усилител  5 импульсов, усиливаетс , преобразуетс  формировтелем 7 в остроконечный импульс длительности , который поступает на первый вход элемента И 9. При поступлении с инверсного выхода генератор 13 разрешающего сигнала на второй вход элемента И 9 остроконечный импульс проходит через элемент И 9.

Одновременно с этим выходной сигнал генератора 12, поступа  на вход усилител  4 импульсов, проходит через формирователь 6 на один из входов элемента И 8, через который он не проходит, так как с инверсного входа генератора .12 на другой вход элемента И 8 поступает запрещающий сигнал длительностью .

Импульс с выхода элемента И 9, пройд  через элемент ИЛИ 10, запускает генератор 12 и одновибратор 14 Далее процесс повтор етс . Одновибртор 14 формирует импульс, который по одному входу подготавливает элемент . И 16 и через инвертор 15 запирает элемент И 17. Импульс с выхода элемента ИЛИ 19, пройд  через элемент 21 задержки и первый вход элемента ИЛИ 11, запускает генерато 13. Импульс с выхода генератора 13 поступает на пьезоэлемент 2 и уси литель 5 импульсов. Пройд  через усилитель 5 импульсов, формировател 7/ импульс поступает на вход элемента И 9, здесь задерживаетс , так как на другой вход, элемента И 9 с инверсного выхода генератора 13 поступает запрещающий сигнал длительностью е Ja.

При поступлении сигнала на пьезоэлеменг 2 излучаетс  импульс против потока. Прин тый пьезоэлементом 3,. импульс усиливаетс  усилителем 4, преобразуетс  формирователем 6 в остроконечный импульс длительностью . С выхода формировател  6

импульс проходит через элемент И 8, так как на его другой вход с инверс .ного выхода генератора 12 поступает разрешающий сигнал. С выхода элемента И 8 импульс поступает на первые входы элементов И 16 и 17.

Так как врем  задержки элемента

20намного больше длительности импульса одновибратора 14, то к приходу импульса с пьезоэлемента 3 будет подготовлен элемент И 17 разрешающим сигналом с выхода инвертора 15.

Импульс с выхода элемента И 8, пройд  через элемент И 17, элемент ИЛИ 11, запускает генератор 13. Дал процесс повтор етс .

Процесс генерировани  каждого синхрокольца продолжаетс  до тех пор, пока за счет разности времени распространени  импульсов ПО и ПРОТИВ потока произойдет совпадение во времени сигнала с выхода элемента И 9 с сигналом с выхода элемента И 8 в схеме анализа на входах элемента И 16. При этом с выхода элемента И 16 сигнал совпадени  поступает на вход сброса триггера 22, на частотомер 23 и на схему запуска. Пройд  через элементы 21 задержки, импульс совпадени  устанавливает триггер 22 в нулевое состо ние.Сигнал с его выхода запирает элемент И 9 дл  того, чтобы прошедший импульс с выхода элемента И 9 на вход генертора 12 и сигнал, прошедший после преобразовани  на усилитель 5, не прошел через элемент И 9 дл  генерации первого синхрокольца. Импульс совпадени , задержанный в элементе

21задержки на врем , большее времени пребывани  импульса в преобразователе 1, поступает через элемент ИЛИ 19, через элемент ИЛИ 10 на вхо генератора 12. Этот же сигнал совпадени , пройд  через элемент 20 задержки , элемент ИЛИ 11, поступает н вход генератора 13.

Процесс генерировани  каждого синхрокольца повтор етс  до совпа дени  импульсов на входах элемента И 16. Частота следовани  импульсов совпадени  с выхода элемента И 16, пропорциональна  расходу жидкости, измер етс  частотомером 23..

Данное устройство используетс  в автомобильном транспорте дл  изме рени  расхода топлива. Новое схемное решение ультразвукового расходомера упрощает устройство, снижает стоимость, повышает надежность его работы.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 413382, кл. G 01 F 1/00, 1972.

5

2.Авторское свидетельство СССР 553456, кл. G 01 F 1/66, 1973

(прототип). . ,