Ультразвуковой расходомер

(61) (21) (22) (46) к уход ХОДОМЕР и ч а ю юСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОПИСАНИ ВТОРСИОМУ СВИ 5698543428421/18-1026.04.8230.06.83. Бюл. Р 24,,1026015 А щ и й с я тем, что, с целью пов шения точности измерения, он дополнительно снабжен устройством реключения каналов, состоящим из следовательно соединенных счетчи циклов, формирователя импульсов равления и коммутатора, причем в счетчика циклов подключен к выхо четвертого переключателя, а выхо коммутатора - к входам всех пере чателей.Изобретение относится к техникеультразвука.По основному авт,св. М 569854 известен ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь расходас несколькими парами приемоиэлучающих 5головок, подключенных через первыйи второй переключатели к формирователю возбуждающих импульсов и усилителю принятых сигналов, выход которого через третий переключатель 10подключен к входу формирователя возбуждающих импульсов импульсные генераторы управляемой частоты, выходы которых подключены к измерительной схеме и через четвертый переключатель подключены к входам формирователя возбуждающих импульсов идискриминатора времени, второй входкоторого подключен к третьему пере-,ключателю а Выход через пятый пере 2 Оключатель подключен к входам импульсных генераторов управляемой частоты 11 .Недостатком известного расходомера является нестабильность временнойзадержки в электронных блоках в разных направлениях излучения, вызываемая изменением внешних влияющих факторов, что приводит к увеличениюпогрешности измерения. Для многоканальных приборов значение этой погрешности выше, чем для одноканальных,поскольку она определяется суммойнестабильности всех каналов,Цель изобретения - повышение точности измерения путем автоматической коррекции нуля расходомера.Для достижения поставленной целиультразвуковой расходомер дополнительно снабжен устройством переключения каналов, состоящим из последовательно соединенных счетчикациклов, формирователя импульсовуправления и коммутатора, причемвход счетчика циклов подключен к выходу четвертого переключателя, а выход коммутатора - к входам всех переключателейНа чертеже представлена блок-схема расходомера.Расходомер состоит иэ преобразо 50 вателя 1 расхода с акустическими каналами (например, четыре канала) с пьезопреобразователями 2-9, которые через первый и второй переключатели 10 и 11 подключены к выходу Формирователя 12 возбуждающих импульсов и к вхЬду усилителя 13 принятых сигналов. Выход последнего через третий переключатель 14 подключен к входу формирователя 12 возбуждающих 60 импульсов и дискриминатора 15 време-ни, выход которого через четвертый переключатель 16 соединен с импульсными генераторами 17 и 18 управляемой частоты.65 Выходы импульсных генераторов 17и 18 через пятый переключатель 19соединены с формирователем 12 и дискриминатором 15 времен.:,Одновременно генераторы 17 и 18подсоединены к измерительному устройству 20.Введенный в расходомер счетчик 21импульсов подключен через переключатель 19 к выходам генераторов 17и 18. К выходу счетчика 21 подключен формирователь 22 импульсов управления коммутатором, выход к;лорого соединен с коммутатором 23.устройство работает следующимобразом.Прн работе расходомера, например,в режиме излучения по потоку импульсы генератора 17 через переключатель19 подаются на вход формирователя 12возбуждающих импульсов, где формируются импульсы определенной формыи амплитуды.Импульсы возбуждения через переключатель 10 подаются на один из акустических каналов, например на пьезопреобразователь 2, Ультразвуковыеимпульсы, проходя через измеряемуюсреду, принимаются пьезопреобразователем 6.Высокочастотные сигналычерез переключатель 11 подаютсяна вход усилителя 13, усиленныйсигнал через переключатель 14 - навход формирователя 12 для его повторного запуска.Таким образом, цикл повторяется,но во втором цикле выход переключателя 10 и вход переключателя 11 подключаются к пьеэопреобразователям 3и 7 соответственно, т.е, к второмуакустическому каналу, в третьемк пьезопреобразователям 4 и 8, вчетвертом - к пьезопреобразователям 5 и 9.В четвертом цикле выход усилителя 13 через переключатель 14 подключается к дискриминатору 15 времени, на другой вход которого подаются через переключатель 19 опорныеимпульсы генератора 17. На выходедискриминатора 15 появляется напряжение определенной полярнос.и и амплитуды в зависимости от временного расположения опорных и сигнальных импульсов.Это напряжение через переключатель16 управляет частотой повторения импульсов генератора 17 до выполненияусловия л1=11, Тгде + - суммарное время распространения ультразвуковой волны от пьезопреобразователя2 до 9;Т - период следования импульсовгенератора 18;в ремя прохожде ни я уль тра зв у 1ковой волны в 1-м акустическом канале;п - количество акустических каналов,Времяопределяется:-выражениемде.де , - задержка в электронной схе.ме 1-го канала;15с - скорость ультразвуковойволны в измеряемой среде;Ч;(5) - распределение скоростипотока жидкости вдоль осиакустического канала;длина акустического канала, 20 и зависит от закона распределения скорости потока вдоль каждого луча.При переключении расходомера в положение излучения против потока повторяются те же циклы, но в режиме излучения работают пьезопреобразователи 6-9, а в режиме приема впреобразователи 2-5.При этом справедливы все выраженияе,) еЗОМ 1 где 1 - суммарное время распрострайения ультразвуковой волны отпьеэопреобразователя 9 до 2,Разность частот генераторов 17 и 18 выделяется схемой 20 и определяется выражением)0 40 Работа устройства синхронизируется коммутатором 23.Импульсы генераторов 17 и 18 од,новременно с подачей на вход формирователя 12 зондирующих импульсов попадают на вход счетчика 21, который считает количество описанных выше циклов, Когда проходит заранее заданный К-й цикл, импульс с выхода счетчика попадает на вход формирователя 22, который вырабатывает соответствующий импульс для управления 55 работой коммутатора 23. Последний под воздействием импульса формиро" вателя 22 переключает режимы переключателей 10 и 11 так, что генератор 17 начинает работать в режиме 60 излучения против потока, а генератор 18 - по потоку. Тогда выражения (1) и (2) примут вид:ВНИИПИ Заказ 454734Филиал ППП "Патент", г.Частота следования импульсов генераторов 17 и 18 при работе в режиме излуЧения по потоку и против него будутопределяться выражениями; вЕ 0 чл ЬС9Х. 1;Ч; Рь 1 С- э")1 =-з 1 1 =; ) .Е ;,фф 1,ъ 5где Р, Р - частота следовайияимпульсов генератора17 (3=1), и 18 (3=2)в режиме излучения попотоку (+) и против него(-)Последовательности импульсов генераторов 17 (Р 1+, Г ) и 18 (РР) непрерывно поступают в измерительное устройство 20, где решаются следующие задачи,За первый цикл работы (генератор 17 работает по потоку, а 18 -против) определяетсяечдГ,:Р-Г,.= - ", -ЬЧ(5)269= -ь,- о,Значение дГ, запоминается.Затем во втором цикле работыопределяетсяйТЧ 1 (6)- ьГДалее определяется значение частоты как мера расходаь+дК8;Ч;дГ=т 1 72 )рТаким образом, из показаний расходохера исключается нуль прибора,что существенно повышает точность измерения.Тираж 643 ПодписноеУжгород,ул,Проектная,4