Ультразвуковой расходомер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦ)4 АЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ 6 01 Р 1 66 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Всесоюзного ордена Ленина проектноизыскательского и научно-исследовательского института Гидропроектим. С.Я.Жука(54)(57) уЛЬтРАЗВуКовсй РАСХодоМЕР,содержащий обратимые злектроакустические преобразователи, попарно размещенные на противоположных стенкахтрубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выходам генераторов импульсов и входамизмерителей временных интервалов атакже блок управления и вычислительное устройство, о т л и ч а ю щ и й -,801078248 А с я тем, что, с целью повьааения точности измерения расхода косоструйных потоков, каждая пара обратимых электроакустических преобразователей снабжена двумя дополнительными приемными преобразователями, размещенными в той же плоскости, что и обратиже злектроакустические преобразователи, с разных сторон относительно одного из них в пределах эоны облучения акустическим лучом, а расходомер снабжен двумя дополнительными измерителями временных интервалов, причем входы генераторов импульсов и первыевходы измерителей временных интервалов подключены к блоку унрав" ления, вторые входы измерителей Э временных интервалов подключены к блоку управления, вторые входы измерителей временных интервалов подключены к электроакустическим преобра-зователям, а их выхсды - к решающим входам вычислительного устройства, управляющий вход которого подключен:к блоку управления.1078248 Измерительная информация поступает в цифровое вычислительное устройство 13, где,обрабатывается в соответствии с алгоритмом, который составляют следующим образом. При излучении улътразвукового импульса обратимым преобразователем .1 в качестве приемников используется обратимый Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению расхода воды в водоводах с помощью ультразвука, и может быть использовано при испытаниях гидромашин и измерении расхода жидкости 5в трубопроводах большого сечения,Основное применение для измерениярасхода жидкостей имеют ультразвуковые расходомеры, основанные на перемещении ультразвуковых колебанийдвижущейся средой, Благодаря смещению колебаний средой, время прохождения колебаний некоторого расстояния по направлению движения потокаменьше, чем время прохождения тогоже расстояния против направления потока. Обычно тем или иным путем из"меряют эти интервалы времени, послечего вычисляют среднюю скорость потока в области установки преобразователей.Известен ультразвуковой расходомер, содержащий один излучающий идва приемных преобразователя, размещенных на противоположный стенкахтрубопровода и подключенных к генератору импульсов и формирователямвременных интервалов, а также блокпамяти, измеритель раэностного интервала времени, функциональный преобразователь, решающее устройство Зои индикатор 111Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения расхода жидкости, содержащее обратимые электроакустические преобразователи, попарно размещенные на противоположныхстенках трубопровода в плоскостях,параллельных его оси, и подключенныек выходам генераторов импульсов и 4 Овходам измерителей временных интервалов, а также блок управления ивычислительное устройство 2Недостатком известных устройствявляется снижение точности измерений эа счет влияния на результатизмерений гоперечных составляющихпотока,Цель изобретения - повышение точности при измерении расхода косоструйных потоков.Поставленная цель достигается тем,что в ультразвуковом расходомере,содержащем обратимые злектроакустические преобразователи, попарно размещенные на противоположных стенках Ытрубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выходамгенераторов импульсов и входам измерителей временных интервалов, а также блок управления и вычислительное 60устройство, каждая пара обратимых.электроакустических преобразователейснабжена двумя дополнительными при. емными преобразователями, размещенными в той же плоскости, что и обра-. 65 тимые электроакустические преобразователи, с разных сторон относительно одного из них в пределах зоныоблучения акустическим лучом, а расходомер снабжен двумя дополнительными измерителями временных интервалов,причем входы генераторов импульсов и первые входы измерителей временных интервалов подключены к блоку управления, вторые входы измерителей временных интервалов подключены к электроакустическим преобразователям, аих выходы - к решающим входам вычислительного устройства, управляющийвход которого подключен к блоку управления. На фиг. 1 схематически изображено размещение преобразователей в трубопроводе; на фиг. 2 - блок-схема устройства,Устройство содержит обратимыеэлектроакустические преобразователи1 и 2, приемные преобразователи 3 и4, установленные на противоположныхстенках трубопровода 5 в плоскости,параллельной его оси, генераторы би 7 возбуждающих импульсов, блок 8управления, измерители 9-12 временных интервалов и вычислительное устройство 13.Устройство работает следующим образом По команде блока 8 управления генераторы 6 и 7 возбуждающих импульсов одновременно возбуждают обратимые злектроакустические преобразователи 1 и 2. Кроме того, одновременно с этим блок 8 управления выдаеткомандуна начало измерения временных интервалов на измерители 9-12временных интервалов и на начало цикла приема и обработки информации вычислительным устройством 13. Импульс,принятый обратимым преобразователем1, останавливает процесс измерениявременного интервала в измерителе 9временных интервалов, Аналогично сигнал принятый обратимым преобразователем 2, останавливает процесс измерения в измерителе 10 временных интервалов,а сигналы, принятые приемными преобразователями 3 .и 4 - в измерителях 11 и 12 временных интервалов.преобразователь 2 и приемные преобразователи 3 и 4, а при излучении импульса обратимым преобразователем 2 - только обратимый преобразователь1. В результате получают четыре ин1078248 где ос с2Ыз углы наклона акустических осей парпреобразователейк направлению потокаФизическийй смысл этих переменныхэто сред;ние скорости потока плюс систематические погрешности вызванныепоперечными скоростями в сечении,т.е. Ч +ьЧ 1 о(, =1хЧ +аЧ 1 с:ЮХ Хг 2 2Ч +аЧ с( =ЕХ, 3=3 гдед 1, тг ( (-3, т 4 - интервалы времени прохожденияультразвуковымиимпульсами 1,"е Ое "епроекции средг ней скоростипотока на соответствующие отрезки 1, 1 , 125 Отсюда можно найти выраженйя для Ч(Я.: ,12- ) 1 йЧ 30 - (Фг 3 2 2%Волг 1 "З 2 11 Р"гФ )П редлагаемое устройство, учитывая 35влияние поперечных составляющих о- потока,позволяет повысить точность из мерения,( (2) ИП Заказ 933/34ОПодписное Тир илиал П .Ужгоро тент", Проектная,4 тервала времени прохождения ультразвуковых импульсов: СЧРСг --С+Че233Поскольку отрезок 1-2 расположенвблизи от отрезков 1-3 и 1-4 и междуними, допустимо предложить, чтоЮ фЬЧгф) Тогда система уравнения (3) обратится в сйстему с тремя неизвестными, решение которой относительельно искомой средней скорости потока вдоль оси трубопровода 0 имеет вид:Х