Ультразвуковой расходомер

есаюа отитие-теИСАН И Е О П Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликован осударствениафй хамитеСовета Министров СССРпо делам иэаоретенийи открытий 06.78,Бюллетеньния описания 16 М,(53) УДК 534.232,71) Заявитель Московский ордена Ленина енергетичес) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕ 1Изобретение относится к области ультразвуковых методов измерения скорости потока и связанного с ней расхода потока, проходя. щего через трубопровод известного сечения.Известны ультразвуковые расходомеры, в которых используется частотный способ из мерения, а измеряемой величиной является частота следования ультразвуковых импульсов в акустическом канале 1), При этом исполь. зуется акустический преобразователь с излу-. чающим и приемным вибраторами, высокочастотный генератор и измерительный блок.Однако у них имеется серьезный недоста ток, заключающийся в том, что для повышения точности измерения необходимо увеличивать время измерения. Это приводит к увели-. чению дополнительных погрешностей измере- И ния, возникающих вследствие изменения либо окружающей температуры, либо распределения температуры вдоль направления ультразвуковых колебаний при поступлении новых масс исследуемого вещества.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее акустический преобразователь с излу. чающим и приемным вибраторами, подключенныни к различным входам измерительного блока, высокочастотный генератор, соединенный оф с излучающим вибратором, и генератор пилообразного сигнала. Однако данное устройствоне обеспечивает высокой точности измерениями.Целью изобретения является повышение тон.ности измерения,Цель достигается тем, что в расходомервведены частотный детектор, схема сравненияи интегратор, при этом один вход схемы срав.пения подключен к выходу генератора пилообразного сигнала, второи - к вибратору через частотный детектор, а выход схемы срав.нения соединен через интегратор со входомрегулировки частоты высокочастотного гене.ратора.На чертеже представлена блок-ехема уст.ройства.Ультразвуковой расходомер содержит виб.раторы 1 и 2, высокочастотный генератор 3,измерительный блок 4,генератор пилообразно.го сигнала 5, частотный детектор б, схемусравнения 7 и интегратор 8. Вибраторци 2соединены с двумя входами измерительногоблока 4. Выход высокочастотного генератора 3соединен с вибраторомн входом частотногодетектора 6, выход которого подключен к вычитающему входу схемы сравнения 7. Второйвход схемы сравнения 7 соединен с генератором .пилообразного сигнала 5, Выход схемы609962 Составитель В, ПироговТехред О. Луговая Корректор А. Лакида Тираж 872 Подписное Редактор И. АхмедоваЗаказ 299 ЩЗР ЙНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская иаб. д. 45 филиал ППП кПатента, г. Ужгород, ул, Проектная, 4сравнения 7 через интегратор 8 подключен ко входу высокочастотного генератора 3 для изменения частоты его колебаний.Расходомер работает следующим образом. Под действием линейно изменяющегося напряженин. иа выходе генератора пилообразного сигнала 5 высокочастотный генератор 3 выра батывает модулированные по частоте колеба. ния, которые излучаются вибратором 1. Про. ходя через среду между вибраторами 1 и 2, эти колебания запаздывают на время, определяемое скоростью потока между вибраторами 1 и 2. Измерительный блок 4 вычисляет разность частот коЛебаний на вибраторах 1 и 2. При попеременном переключении вибраторов 1 и 2 с приема на передачу показания измерительного блока 4 пропорциональны скорости потока, Эта пропорциональность будет соблюдаться только в том случае, когда изменение частоты высокочастотного генератора 3 происходит по линейному закону, что обычно ие выполняется, поскольку модуляционная ха. рактеристика его не линейна, Для повышения линейности изменения частоты высокочастотного генератора 3 и осуществляется промежуточное преобразование модулированного сигнала высокочастотного генератора 3 в линейно изменяющееся напряжение и сравнение пос. леднего с опорным линейным напряжением. Для этого частотный детектор 6 преобразует изменяющуюся частоту высокочастотного генератора 3 в изменяющееся напряжение, которое подается на один вход схемы сравнения 7. Если изменяющееся напряжение на выходе частотного детектора .6 не отличается от ли. иейного закона, задаваемого генератором пилообразного напряжения 6 на втором входе схемы сравнения 7, то на входе интегратора 8 установится постоянный сигнал, обеспечиваю. щий линейное изменение сигнала на его выходе. Если в какой-либомомент времени выходной сигнал частотного детектора 6 отличается от линейного, то на входе интегратора 8 установится постоянный сигнал, обеспечивак.щий линейное изменение сигнала на его выхо.де. Йсли в какой-либо момент времени выходной сигнал частотного детектора 6 отличается от линейного, то на входе интегратора 8 появится дополнительный сигнал. Этот сигнал приведет к более резкому изменению выходного сигнала интегратора 8 и, в конечном счете, высокочастотного генератора 3.При правильно выбраннбм коэффициенте б усиления в прямой цепи и цепи обратной связиданного коНтура регулирования частОта колебаний на выходе высокочастотного генератора 3 будет изменяться по линейному закону с заданной точностью, что обеспечит высокую точность измерения расхода измерительным блоком 4. формула изобретенияУльтразвуковой пасходомер, содержащийакустический преобразователь с излучающими приемным вибраторами, подключенными кразличным входам измерительного блока, высокочастотный генератор, соединенный с излучающим вибратором, и генератор пилообразного сигнала, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности измерений, в расходомервведены частотный детектор, схема сравненияи интегратор, причем один вход схемы сравнения подключен к выходу генератора пилообразного сигнала, второй - к вибратору че.рез частотный детектор, а выход схемы сравнения соединен через интегратор со входомрегулировки частоты высокочастотного генератора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США2.912.856, кл. 73 - 194,1955.2. Авторское свидетельство СССР позаявке207326/18 - 10 от 22.11.1974.