SU964542A1 - Flow rate meter - Google Patents

Flow rate meter Download PDF

Info

Publication number
SU964542A1
SU964542A1 SU803216013A SU3216013A SU964542A1 SU 964542 A1 SU964542 A1 SU 964542A1 SU 803216013 A SU803216013 A SU 803216013A SU 3216013 A SU3216013 A SU 3216013A SU 964542 A1 SU964542 A1 SU 964542A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
output
low
generator
inputs
Prior art date
Application number
SU803216013A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Валентинович Дорошков
Original Assignee
Сумской Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина
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 Сумской Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина filed Critical Сумской Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority to SU803216013A priority Critical patent/SU964542A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU964542A1 publication Critical patent/SU964542A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА(54) FLOW SPEED METER

Устройство относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано , в частности, дл  контрол  и измерени  скорости потока текущих сред, а также скорости движени  тел в указанных средахThe device relates to ultrasonic technology and can be used, in particular, to monitor and measure the flow rate of flowing media, as well as the speed of movement of bodies in these media.

Известен одноканальный измеритель скорости потока, основанный на фазовом методе, содержащий последовательно включенные генератор, излучанвдий и приемный злектроакустические преобразователи, фазометр, второй вход которого через фазовращатель подключен к выходу генератора. Принцип действи  данного измерител  основан на- измерении разности фаз излученных колебаний и колебаний, прошедших под углом, отличным от 90, к вектору скорости потока текущей среды (известное рассто ние от электроакустического излучающего преобразовател  к приемному) ij.A single-channel flow rate meter is known, based on a phase method, containing a series-connected generator, radios and receiving electroacoustic transducers, a phase meter, the second input of which is connected to the generator output via a phase shifter. The principle of operation of this meter is based on measuring the phase difference of the emitted oscillations and oscillations transmitted at an angle other than 90 to the vector of the flow velocity of the flowing medium (the known distance from the electroacoustic emitting converter to the receiving one) ij.

Недостатком данного устройства  вл етс  больша  погрешность измерений . Это обусловлено тем, что регистрируема  разность фаз сигналов зависит не только от скорости движени  потока, но и от температурных и концентрационных изменений скосости . ультразвука.The disadvantage of this device is the large measurement error. This is due to the fact that the detected difference in the phases of the signals depends not only on the velocity of the flow, but also on the temperature and concentration variations of the slope. ultrasound.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство , содержащее два электроакустических канала, каждый из которых .состоит из излучающего и приемного . электроакустических преобразователей , генератор, фазовращатель и фазометр 2}.The closest in technical essence to the invention is a device containing two electro-acoustic channels, each of which consists of radiating and receiving. electroacoustic transducers, generator, phase shifter and phase meter 2}.

Изменени  фаз сигналов на прием10 ных преобразовател х, вызванные скоростью потока, получаютс  близкими по модулю и ПРОТИВОПОЛОЖНЫМИ по знаку . В то же врем  изменени  фаз, возникающие за счет температурных Phase variations of the signals on the receiving transducers, caused by the flow velocity, are obtained close in magnitude and OPPOSITE in sign. At the same time, phase changes due to temperature

15 или концентрационных изменений скорости ультразвука в среде-, получаютс  равными по знаку и близкими по модулю. В этой св зи в -устройстве достигаетс  усиление зависимости 15 or concentration changes in the speed of ultrasound in the environment, are equal in sign and close in magnitude. In this regard, in the device, an increase in the dependence

20 разности фаз сигналов (а следовательно , и напр жени  на выходе фазометра ) на приемных преобразовател х от величины скорости потока и ослабление зависимости от температурных 20 phase difference signals (and hence the voltage at the output of the phase meter) at the receiving transducers on the magnitude of the flow velocity and the weakening of the dependence on temperature

25 и концентрационных изменений скорости ультразвука. Однако сильно ослабить вли ние температурных и концентрационных изменений скорости ультразвука в известном устройстве не удаетс  25 and concentration changes in the speed of ultrasound. However, the effect of temperature and concentration changes in the speed of ultrasound in a known device cannot be greatly weakened.

30 из-за ограниченных возможностей выравнивани  средних значений волновых длин хода лучей в каналах путем механического изменени  положени  электроакустических преобразователе30 due to the limited possibilities of equalizing the average values of the wave lengths of the rays in the channels by mechanically changing the position of the electroacoustic transducer

Обеспечить точность механических перемещений, как известно , трудно особенно при частотах ультразвуковых колебаний более 1 мГ В результате наличи  больших погрешностей механической установки по вл етс  нескомпенсированна  средн   разность хода лучей в каналах, из-з которой имеетс  достаточно сильна  зависимость выходного напр жени  от температурных и концентрационных изменений скорости ультразвука,что Ьграннчивает точность устройства, особенно при его эксплуатации в средах с большим диапазоном изменений скорости ультразвука.It is known that it is difficult to ensure the accuracy of mechanical movements, especially at frequencies of ultrasonic oscillations greater than 1 mG. As a result of the large errors of the mechanical installation, an uncompensated mean difference in the paths of the rays in the channels appears, because of which the output voltage is strongly dependent on temperature and concentration. changes in the speed of ultrasound, which limits the accuracy of the device, especially when it is used in environments with a large range of changes in the speed of ultrasound.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений и упрощение процесса настройки устройства.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify the setup process of the device.

поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены второ генератор, первый и второй смесители , первый и второй низкочастотные фильтры, причем второй генератор подключен к второму излучающему электроакустическому преобразователю , входы первого смесител  подключены к выходам генератора, а его выход через первый низкочастотный фильтр и фазовращатель подключен к одному из входов фазометра, входы второго смесител  подключены к приемным электроакустическим преобразовател м , а его выходчерез второй низкочастотный фильтр подключен ко второму входу фазометра.The goal is achieved by the second generator, the first and second mixers, the first and second low-pass filters, the second generator is connected to the second radiating electroacoustic converter, the inputs of the first mixer are connected to the generator outputs, and its output through the first low-pass filter and phase shifter. connected to one of the inputs of the phase meter, the inputs of the second mixer are connected to the receiving electroacoustic transducers, and its output through the second low-pass filter chen to the second input of the phase meter.

На чертеже приведена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит два генератора 1 и 2, подключенные к двум электроакустическим каналам, состо щим из излучающих 3 и 4 и приемных 5 и б электроакустических преобразователей кащдай, последовательно включенные первые смеситель 7 и низкочастотный фильтр 8 и вторые смеситель 9 и низкочастотный фильтр 10. Входы первого смесител  7 подсоединены к излучающим 3 и 4, а входы второго смесител  9 - к приемным 5 и б электроакустическим преобразовател м . Выходы низкочастотных фильтров 8 и 10 непосредственно и через фазовращатель 11 соединены со входами фазометра 12. Выход фазометра 12  вл етс  выходом устройства.The device contains two generators 1 and 2, connected to two electro-acoustic channels, consisting of radiating 3 and 4 and receiving 5 and b electro-acoustic transducers kashdai, series-connected first mixer 7 and low-pass filter 8 and second mixer 9 and low-pass filter 10. Inputs of the first mixer 7 is connected to the radiating 3 and 4, and the inputs of the second mixer 9 - to the receiving 5 and b electroacoustic transducers. The outputs of the low-pass filters 8 and 10 directly and through the phase shifter 11 are connected to the inputs of the phase meter 12. The output of the phase meter 12 is the output of the device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Высокочастотные колебани  i и A sinu; генераторов 1 и 2 поступают на излучающие электроакустические преобразователи 3 и 4 и на входы первого смесител  7. Возбужденные излучающими преобразовател ми 3 и 4.ультразвуковые волны проход т через исследуемую среду и попадают на приемные электроакустические преобразователи 5 и б, которые преобразуют их в электрические колебани High frequency oscillations i and A sinu; generators 1 and 2 are supplied to radiating electroacoustic transducers 3 and 4 and to the inputs of the first mixer 7. Excited by radiating transducers 3 and 4. ultrasonic waves pass through the medium under study and fall on receiving electroacoustic transducers 5 and b, which convert them into electrical oscillations

-) +-) +

VoVo

Vie VaVie va

Jfcaj-e,Jfcaj-e,

(1 +(1 +

чающими и приемными электроакустическими преобразовател ми в певом и во втором каналах ;receiving and receiving electroacoustic transducers in the singing and in the second channels;

.Vp - среднее значение скорости распространени  ультразвука в среде;.Vp is the average velocity of ultrasound propagation in the medium;

/ -составл юща  скорости ультразвука, обуслов . ленна  температурными/ - composing ultrasound velocity, due to Lenna temperature

и концентрационными изменени ми среды; V - скорость потока среды;and concentration changes in the medium; V is the flow rate of the medium;

( - угол между вектором скрости потока и ультразвуковыми лучами в каналах; А, AJ - амплитуды колебайий.(is the angle between the flow velocity vector and the ultrasonic beams in the channels; A, AJ are the oscillation amplitudes.

От приемных электроакустических преобразователей сигналы поступают во второй смеситель 9. Продуктом перемножени  сигналов в смесителе 9  вл ютс  колебани  с частотой и фазой , равными разности частот и фаз входных колебаний, а также колебани  с частотой и фазой, равными сумме частот и фаз входных колебаний. Однако через второй низкочастотный фильтр 10 проход т на вход фазометра 12 только колебани  разностной частоты и фазыFrom receiving electroacoustic transducers, the signals go to the second mixer 9. The product of multiplying the signals in mixer 9 is oscillations with a frequency and phase equal to the difference in frequency and phase of the input oscillations, as well as oscillations with a frequency and phase equal to the sum of the frequencies and phases of the input oscillation. However, only the oscillations of the difference frequency and phase pass through the second low-pass filter 10 to the input of the phase meter 12.

0, ni -a.a.)t , Vk0, ni -a.a.) t, Vk

)(1 )(one

VoVo

Ha второй вход фазометра 12, пройда первый низкочастотный фильтр,8 и фазовращатель 11 (служащий дл  начальной установки нул  фазометра), поступают колебани  разностной частоты и фазы с выхода первого смесител  7 ,,The second input of the phase meter 12, having passed the first low-pass filter, 8 and the phase shifter 11 (used for the initial setting of the phase meter zero), receives the oscillations of the difference frequency and phase from the output of the first mixer 7,

и 0,5A..A,sinr(ie - )t. Vand 0,5A..A, sinr (ie -) t. V

На выходе фазометра возникает напр жение , пропорциональное разности фаз сигналов на его входахAt the output of the phase meter, a voltage occurs that is proportional to the phase difference of the signals at its inputs.

VcosoiVcosoi

( +U/2 L) +(+ U / 2 L) +

(Иг LZ(Lg lz

V, -vrV, -vr

составл юща  этого напр жеезный сигнал)component of this is a direct signal)

V со Sg V with Sg

-(ЧЦ- (ЧЦ

+ u.4) V+ u.4) v

2t2Vcosoiu LVp2t2Vcosoiu LVp

пр мо пропорциональна скорости потока , втора directly proportional to flow velocity, second

оказываетс  равной отношению относительных погрешностей выравнивани  рассто ний между излучающими и приемными электроакустическими преобразовател ми в каналах д1- L и относительных погрешностей 2ла-и/- ; установки частоты .генерато ров .It turns out to be equal to the ratio of the relative error of the alignment of the distance between the radiating and receiving electroacoustic transducers in channels E1-L and the relative errors of 2A- and / -; frequency setting.

Устройство позвол ет существенно The device allows significantly

10 повысить точность измерени  скорости потока.10 to improve the accuracy of flow rate measurement.

Формула изобретени .Claims.

1515

0 о0 o

вли ние изменений скорости ультразвука на результаты измерений может быть сделано сколь угодно малым , а следовательно, обеспечиваетс  и повышенна  точность измерений.The effect of changes in the ultrasound velocity on the measurement results can be made arbitrarily small, and, consequently, an increased measurement accuracy is ensured.

Дл  доказательства находим величину выигрыша по точности измерений.For proof, we find the magnitude of the gain in measurement accuracy.

Относительна  погрешность сГ измёрений скорости потока при помощи известного устройства равнаThe relative error cG measurements of the flow rate using a known device is equal to

УХUH

(f- &L Vc L 2Vcos 6 (f- & L Vc L 2Vcos 6

Относительна  погрешность о мерений при помощи предлагаеморойства равнаThe relative error of the measurements with the help of the offer is equal to

,. ДО УК ° W Vcosci , TO UK ° W Vcosci

Величина выигрыша по точносмерений , определ ема  какThe magnitude of the gain in precision measurements, defined as

uL uL

сГ i:SG i:

В AT

-77- -77-

2 О2 o

Измеритель скорости потока, содержащий два электроакустических канала , каждый из которых состоит из излучающего и приемного электроакустических преобразователей, генератор, выход .которого подключен.к одному из излучающих электроакустических преобразователей, фазовращатель и фазометр, отличающийс A flow rate meter containing two electroacoustic channels, each of which consists of radiating and receiving electroacoustic transducers, a generator, the output of which is connected to one of the radiating electroacoustic transducers, a phase shifter and a phase meter that differs

тем, что, с целью повышени  точности измерений и упрощени  процесса настройки, в него введены второй генератор, первый и второй смесите-ли и первый и второй низкочастотные фильтры, причем второй генератор подключен к второму излучающему электруоакустическому преобразователю, входы первого смесител  подключены к выходам генераторов, а его выходBy the fact that, in order to improve the measurement accuracy and simplify the tuning process, a second generator, first and second mixers, and first and second low-pass filters were introduced, the second generator connected to the second radiating electrically acoustic converter, the inputs of the first mixer were connected to the outputs of the generators and his exit

через первый низкочастотный фильтр и фазовращатель подключен к одному из входов фазометра, входы второго .смесител  подключены к приемным электроакустическим преобразовател м, а его выход через второй низкочастотный фильтр подключен к второму входу фазомет ра .through the first low-frequency filter and the phase shifter is connected to one of the inputs of the phase meter, the inputs of the second mixer are connected to the receiving electroacoustic transducers, and its output through the second low-pass filter is connected to the second input of the phase meter.

45 Источники информации,45 Sources of information

прин пле во внимание при экспертизеtake into account when examining

Н.И. ультразвукова  Энерги , 1968,N.I. Ultrasonic Energy, 1968,

свидетельство СССРUSSR certificate

01 Р 5/00,1955 (про01 R 5 / 00,1955 (about

Claims (1)

Формула' изобретения.Claim. Измеритель скорости потока, содержащий два электроакустических канала, каждый из которых состоит из излучающего и приемного электроакустических преобразователей, генератор, выход . которого подключен .к одному из излучающих электроакустических преобразователей,1 фазовращатель и фазометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения процесса настройки, в него введены второй генератор, первый и второй смесители и первый и второй низкочастотные фильтры, причем второй генератор подключен к второму излучающему электроакустическому преобразователю, входы первого смесителя подключены к выходам генераторов, а его выход через первый низкочастотный фильтр и фазовращатель подключен к одному из входов фазометра, входы второго .смесителя подключены к приемным электроакустическим преобразователям, а его выход через второй низкочастотный фильтр подключен к второму входу фазомет ра.A flow velocity meter containing two electro-acoustic channels, each of which consists of a radiating and receiving electro-acoustic transducers, a generator, an output. which is connected to one of the emitting electro-acoustic transducers, 1 phase shifter and phase meter, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy and simplify the tuning process, a second generator, first and second mixers and first and second low-pass filters are introduced into it, the second generator connected to the second emitting electro-acoustic transducer, the inputs of the first mixer are connected to the outputs of the generators, and its output through the first low-pass filter and phase shifter is connected to one of phasemeter moves, inputs are connected to the second .smesitelya receiver electroacoustic transducers, as its output through the second low-pass filter connected to the second input fazomet pa.
SU803216013A 1980-12-11 1980-12-11 Flow rate meter SU964542A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803216013A SU964542A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Flow rate meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803216013A SU964542A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Flow rate meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU964542A1 true SU964542A1 (en) 1982-10-07

Family

ID=20931211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803216013A SU964542A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Flow rate meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU964542A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3228232A (en) Ultrasonic inspection device
US4885942A (en) Ultrasound flow rate meter using a phase difference method and apparatus
US2758663A (en) Sound velocity measuring system
US4621530A (en) Surface acoustic wave accelerometer
SU964542A1 (en) Flow rate meter
US3518675A (en) Approximating the networks for a beamforming transducer array
US3165928A (en) Flow meter
US3283574A (en) Ultrasonic flowmeter
SU1191815A1 (en) Pulse-interference method of measuring ultrasound velocity
RU172144U1 (en) Vortex flowmeter
SU1357829A1 (en) Method and device for measuring parametric coefficient of propagation velocity of acoustic oscillations
JPH0447769B2 (en)
SU794531A1 (en) Ultrasonic phase meter of flow rate
SU735922A1 (en) Correlation rate-of-flow meter
SU1002966A1 (en) Device for measuring liquid and gaseous media flow speed and consumption rate
SU1137306A1 (en) Ultrasonic phase digital flowmeter
Rogez et al. Ultrasonic velocity dispersion in liquids between 3.3 and 330 MHz using a high resolution phase measurement technique
SU1527493A1 (en) Ultrasonic device for measuring vibratory movement of object
SU1272122A1 (en) Device for measuring absorption factor and propagation velocity of ultrasound
SU672494A1 (en) Single-channel compensation-type flowmeter
RU2020475C1 (en) Device for determining concentration of free gas in liquid
SU1352375A1 (en) Device for measuring thin structure of liquid flow speed
SU744317A1 (en) Ultrasonic method for determining acoustic parameters of fluid
SU1233033A1 (en) Method of measuring sound pressure
RU2073830C1 (en) Method of measurement of flow rate of liquid and gaseous media