Ультразвуковой расходомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова(54) УЛ ЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМБР (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения расхода как постоянных, так и пульсирующих потоков. Целью изобретения является повышение точности измерения. С пьезоизлучателей 5 и 7 ЯО 1599659 А 1(51)5 С 01 Р 1/66 2одновременно в контролируемую среду излучаются два мощных акустических импульса (по потоку с частотой 1, против потока с частотой 311), В среде за счет ее нелинейности происходит одновременное формирование гармоник излученного сигнала с частотами 21, 31, , п 11, которые распространяются в среде строго синфазно. Этн сигналы отражаются от противоположных стенок трубопровода 9 и принимаются пьезоприемниками 6 и 8, резонансные частоты которых, соответственно 611 и 211 проходят через фильтры 1 О, 14, усилители- ограничители 11, 15 и фазовращатели 12 и 16. С выхода фазовращателя 16 сигнал с частотой 21 умножается. Полученное на выходе фазометра 17 напряжение пропорционально разности фаз гармонических составляющих сигнала с частотами 211, и 611.1 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зИзобретение относится к контрольноизмерительным приборам и может быть использовано для измерения расхода как постоянных, так и пульсирующих потоков.Цель изобретения - повышение точности измерения.На чертеже представлена блок-схема устройства.Ул ьтразвуковой расходомер содержит генератор непрерывных колебаний 1, модулятор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, усилитель 4 мощности, первую пару преобразователей 5 и 6, вторую пару преобразователей 7 и 8, установленных на одной стенке трубопровода 9 под углом к его оси, причем преобразователи 5 и 7 являются пьезоизлучателями, а преобразователи 6 и 8 - пьезоприемниками, первый фильтр 10, первый усилитель-ограничитель 11, первый фазовращатель 12, умножитель 13 частогы, второй фильтр 14, второй усилитель-ограничител ь 15, второй фазовращатель 16, фазометр 17, регистратор 18 и умножитель 19 частоты.Устройство работает следующим образом.Генератор 1 непрерывных колебаний вырабатывает сигнал частотой 1 ь который модул ируется по амплитуде модулятором 2, управляемым генератором 3 прямоугольных импульсов. Полученные на выходе модулятора радиоимпульсы с частотой заполнения 1 и длительностью т(10/1 поступают через усилитель 4 мощности на пьезоизлучатель 5 (основная резонансная частота которого 1), излучающий в контролируемую среду мощный акустический импульс с частотой 1 ь который распространяется по потоку. Одновременно с выхода усилителя 4 мощности через умножитель 19 частоты радиоимпульс с частотой 31 поступает на пьезоизлучатель 7, основная резонансная частота которого 31, излучающий в контролируемую среду мощный акустический импульс, который распространяется в контролируемой среде против потока жидкости.При распространении данных импульсов- в контролируемой среде за счет ее нелинейности происходит одновременное формирование гармоник излученного сигнала с частотами 21, 31 п 1 ь которые распространяются в среде строго синфазно. Эти сигналы отражаются от противоположной стенки трубопровода 9 и принимаются приемными преобразователями 6 и 8, основные резонансные частоты которых, соответственно, 61 и 21 ь С приемных преобразователей 6 и 8 электрические сигналы, предварительно отфильтрованные самими пьезоприемниками, поступают, соответственно, на фильтры 10 и 14, каждый из которых настроен на частоты соответствующих гармоник: Фильтр 10 на частоту 61, фильтр 14 на частоту 21 ь Выделенные фильтрами гармонические составляющие сигнала выравниваются усилителями-ограничителями 11 и 5 по амплитуде. Далее сигнал с усилителя- ограничителя 11 через фазовращатель 12 подается на один вход фазометра 17, на другой вход которого поступает электрический сигнал с выхода усилителя-ограничителя 15 через фазовращатель 16 умножитель 13 частоты, Полученное на выходе фазометра напряжение, пропорциональное разности фаз гармонических составляющих принятого сигнала с частотами 61 и 21, поступает на регистратор.Устройство позволяет использовать для получения высокочастотных составляющих акустического сигнала нелинейные свойства контролируемой среды, которые принимаются пьезоэлементами, работающими на основных резонансных частотах. Расположение излучающих и приемных элементов попарно на одной стороне трубопровода позволяет использовать расходомер для контроля за жидкостью в трубах малого диаметра и повышает при этом помехозащищенность и точность измерений.Формула изобретенияУльтразвуковой расходомер, содержащий первый и второй пьезоизлучатели, установленные на измерительном участке трубопровода под углом к его оси, усилительмощности, через первый умножитель частоты соединенный с вторым пьезоизлучателем, генератор непрерывных колебаний, два фильтра, первый фазовращатель, соединенный с первым входом фазометра, второй умножитель частоты, соединенный с вторым входом фазометра, выход которого соединен с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй пьезоприемники, первый и второй усилители-ограничители, второй фазовращатель, модулятор и генератор прямоугольных импульсов, при этом каждый пьезоприемник установлен на соответствующем пьезоизлучателе с обеспечением акустического контакта между ними, входы модулятора соединены соответственно с выходами генератора непрерывных колебаний и генератора прямоугольных импульсов, а его выход через усилитель мощности соединен с первым пьезоизлучателем, первый пьезоприемник через последовательно соединенные первые фильтр и усилитель-ограничитель соединен с входом первого фазовращателя, а второй пьезоприемник через последовательно соединенные вторые фильтр, усилитель-ограничитель и фазовращатель соединен с входом второго умножителя частоты.