SU885808A1 - Импульсный ультразвуковой расходомер - Google Patents

Импульсный ультразвуковой расходомер Download PDF

Info

Publication number
SU885808A1
SU885808A1 SU772456254A SU2456254A SU885808A1 SU 885808 A1 SU885808 A1 SU 885808A1 SU 772456254 A SU772456254 A SU 772456254A SU 2456254 A SU2456254 A SU 2456254A SU 885808 A1 SU885808 A1 SU 885808A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
frequency
controlled oscillator
flow rate
Prior art date
Application number
SU772456254A
Other languages
English (en)
Inventor
Вакиф Карамович Хамидуллин
Владимир Львович Борцов
Владимир Викторович Рудин
Original Assignee
Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
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 Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения filed Critical Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority to SU772456254A priority Critical patent/SU885808A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU885808A1 publication Critical patent/SU885808A1/ru

Links

Description

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР
1
Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может найти применение в различных отрасл х народного хоз йства при автоматизации контрол  и управлени  технолог:ическими процессами производства жидких и газообразных веществ.
Известны одноканальные ультразвуковые расходомеры с попеременной коммутацией , содержащие два электроакустических преобразовател , два идентичных измерительных канала, каждый из которых включает в себ  ключ и дискриминатор времени 1.
Недостатком этих расходомеров  вл етс  вли ние на точность измерени  нелинейности статических характеристик дискриминаторов времени и величины абсолютной скорости ультразвука в контролируемой среде.
Наиболее близок к предлагаемому импульсный ультразвуковой расходомер, содержащий трубопровод с установленными на нем двум  электроакустическими преобразовател ми,частотомер и два идентичных измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных делител  частоты , дискриминатора :времени: сигнальный вход которого соединен с одним из электроакустических преобразователей , блока управлени  и управл емого генератора, выход которого подключен ко входу частотомера, и ключа выходом подключенного ко второму электроакустическому преобразователю 2 .
Однако вследствие того, что фиксаци  приращени  фазового сдвига ультразвуковых импульсов, прошедших через исследуемую среду, осуществл етс  дискриминатором времени по переднему (заднему) фронту прин тых импульсов, крутизна и форма которых зависит от акустических свойств среды и конструкции элементов и потому нестабильна, то точность измерени  скорости потока невысока . Другим недостатком известного устройства, обусловленным поочередным подк.гиочением каналов,  вл етс  невозможность измер ть с высоким быстродействием скорость пульсирующих потоков сред с быстромен ющимс  составом и температурой .
Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  измерений.
Указанна  цель достигаетс  тем, что расходомер снабжен генератором тактовых импульсов и введенными в
каждый измерительный канал фазовым детектором и триггером, причем сигнальный вход фазового детектора подключен к одному из электроакустических преобразователей, опорный вход - к выходу управл емого генератора , а его выход подключен ко второму входу блока управлени , выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом делител  частоты, а выход - с управл ющим входом ключа, второй вход которого подключен к выходу управл емого генератора, а выход - ко входу делител  частоты.
На фиг,1 представлена функциональна  схема импульсного ультразвукового расходомера; на фиг,2 - временные диаграммы напр жений на функциональных блоках.
Устройство содержит трубопровод 1 в котором установлены электроакустические преобразователи 2 и 3. Электронна  часть состоит из двух измерительных идентичных каналов, содержащих последовательно соединенные управл емые генераторы 4 и 5, ключи 6 и 7, подключенные вторыми входами к триггерам 8 и 9, делители 10 и И частоты, дискриминаторы 12 и 13 времени , блоки 14 и 15 управлени , кроме того, каналы содержат фазовые детекторы 16 и 17.
Одновременное включение измерительных каналов производитс  генератором 18 тактовых импульсов, а выходные сигналы с обоих каналов поступают в частотомер 19.
Измерение скорости ультразвуковой волны по потоку и против потока осуществл етс  одновременно двум  измерительными каналами,  вл ющимис  импульсными электронными след шими системами, запускаемыми импульсами напр жени  U-j генератора 18 тактовых импульсов. Передним фронтом импульс генератора 18 тактовых импульсов устанавливает триггеры 8 и 9 в рабочее состо ние, при этом на заданное врем  отключаютс  ключ б, который пропускает высокочастотное напр жение U управл емого генератора 4,и ключ 7,пропускающий высокочастотное напр жение управл емого генератора 5,
С выхода ключа 6 импульс высокочастотного напр жени  Uj поступает на вход делител  10 частоты и на электроакустический преобразователь 2. Происходит излучение ультразвукового импульса по потоку среды. Точно также происходит излучение ультразвука против потока. При этом дискриминаторы 12 и 13 времени и фазовые детекторы 16 и 17 закрУты,
Ультразвуковой импульс электроакустического преобразовател  2, прошедший по потоку, по вл етс  на выходе электроакусгического преобразовател  3 в виде напр жени  U через промежуток времени
г
4v C.OS d.
де - рассто ние между электроакустическими преобразовател  ми 2 и 3;
С - скорость ультразвука в сто чей среде;
V - скорость потока; d -I угол между ультразвуковыгл -jy4OM и направлением потока среды.
Тот же импульс в виде напр жени  на выходе делител  частоты 10
б о вл етс  через врем 
6-- , (1)
где п - число разр дов двоичного делител  10 частоты;
F - частота переменного напр же ни  управл емого генератора 4 .
Происходит также установка триггера 8 в исходное состо ние. Сигналы с выхода электроакустического преобразовател  3 и делител  10 частоты поступают на дискриминатор 12 времени и на его выходе возникает импульс напр жени  Ug, длительность котороголСз равна разности времен - fg . Импульс Ug поступает на блок 14 управлени , который подстраивает частоту управл емого генератора 4 и соответственно врем  в сторону уменьшени  разностного сигнала на выходе дискриминатора 12 времени . После того как сигнал на выходе дискриминатора 12 времени уменьшитс  до порогового значени , в контур системы включаетс  вместо дискриминатора 12 времени фазовый детектор 16,который осуществл ет точное измерение разности времени между излучаемым (опорным управл емого генератора 4) и принимаемым (с выхода электроакустического преобразовател  3) сигналами по величине фазового сдвига между высокочастотными напр жени ми этих сигналов. Сигнал с выхода фазового детектора 16 осуществл ет через блок 14 управлени  точную подстройку частоты F пропорционально скорости ультразвука по потоку среды.

Claims (2)

  1. Таким обЬаэом, первый измерительный канал представл ет замкнутую автоматическую след щую систему грубой и точной подстройки частоты управл емого генератора 4, Высока  частота переменного напр жени  управл емого генератора 4  вл етс  выходным сигн лом системы и равна при условии дГд О, -4- (С + V cosi) Одновременно с работой первого измерительного канала происходит ра бота второго идентичного измеритель ного канала, функционирующего точно так же, как и первый. Выходной сигнал второго канала, т.е. высока  частота переменного напр жени  , измен етс  пропорционально измененн скорости распространени  ультразвука против потока в соответствии с выражением при условии fit О и ( С - V coseL) l -Т Частотомер 19 осуществл ет опера цию вычитани  двух частот напр жений НА и и,, и измерение полученной разности частот, пропорциональной скорости потока. Величина объемного расхода среды определ етс  из выражени  а COSdИспользование , предлагаемого уст ройст ва позвол ет повысить точность и быстродействие измерени  объемного расхода жидкостей или газов, ско рость потока, концентраци  и температура которых могут мен тьс  в ши .роком диапазоне. Формула изобретени  Импульсный ультразвуковой расход мер, содержащий трубопровод с установленными на нем двум  элек грчэку- -тическими преобразователчми, астотомер и два идентичных измерительных канала, состо щих из последовательно соединенных делител  частоты, дискриминатора времени, сигнальный вход которого соединен с одним из электроакустических преобразователей , блока управлени  и управл емого генератора, выход которого подключен ко входу частотомера, и .также ключа, выходом подключенного ко второму злектроакустическому преобразователю, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  измерений, он снабжен генератором тактовых импульсов и введенными в каждый измерительный-канал фазовым детектором и триггером, причем сигнальный вход фазового детектора подключен к одному из электроакустических преобразователей, опорный вход - к выходу управл емого генератора , а его выход подключен ко втог рому входу блока управлени , выход генератора тактовых импульсов подклю-чен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с выходом делител  частоты, а выход - с управл ющим входом ключа, второй вход которого подключен к выходу управл емого генератора, а выход - ко входу делител  частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Бражников Н.И. Ультразвукова  фазометри . М., Энерги , 1968, с. 236, 245.
  2. 2. Патент США 3720105, кл. 73-194А, 1973 (прототип).
SU772456254A 1977-02-23 1977-02-23 Импульсный ультразвуковой расходомер SU885808A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772456254A SU885808A1 (ru) 1977-02-23 1977-02-23 Импульсный ультразвуковой расходомер

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772456254A SU885808A1 (ru) 1977-02-23 1977-02-23 Импульсный ультразвуковой расходомер

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU885808A1 true SU885808A1 (ru) 1981-11-30

Family

ID=20696963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772456254A SU885808A1 (ru) 1977-02-23 1977-02-23 Импульсный ультразвуковой расходомер

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU885808A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1157935A (en) Ultrasonic flowmeter
US5035147A (en) Method and system for digital measurement of acoustic burst travel time in a fluid medium
US3894431A (en) Apparatus for indicating fluid flow velocity
US4011755A (en) Acoustic flowmeter
US8700344B2 (en) Ultrasonic flow meter
US4003256A (en) Acoustic oscillator fluid velocity measuring device
US4391149A (en) Doppler-type ultrasonic flowmeter
US4616510A (en) Fluid velocity measuring method and apparatus
US3623363A (en) Ultrasonic flowmeter
US4078427A (en) Ultrasonic flow or current meter
SU885808A1 (ru) Импульсный ультразвуковой расходомер
US3349614A (en) Speed measuring devices
JPS55109916A (en) Ultrasonic flow meter
GB2099146A (en) A phase difference flowmeter
EP0250660B1 (en) Fluid velocity measuring method and apparatus
US4312239A (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of the rate of flow
SU523355A1 (ru) Ульразвуковой измеритель скорости потока
EP0198879A1 (en) Ultrasonic flow meter with wide measuring range
SU932240A1 (ru) Ультразвуковой расходомер
Chande et al. Ultrasonic flow velocity sensor based on picosecond timing system
SU987393A1 (ru) Ультразвуковой измеритель скорости течений
RU1778533C (ru) Ультразвуковой расходомер многофазных сред
SU734591A1 (ru) Устройство измерени параметров морского волнени
SU872965A1 (ru) Одноканальный ультразвуковой расходомер
RU2167433C2 (ru) Способ измерения скоростей в движущейся среде