Расходомер

(51)5 6 01 Г 1/6 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВ ики АН вченко,еской ме ий, А.В.Кралов Оптическиредства нерества мате81, с. 67-70. е и радиаэрушаюлви ится к радиотехнике может быть исполь надежности при оп идких или сыпучих хся в трубопроводах ГОСУДАРСТВЕ) НЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Тезисы докладовволновые методы и сщего контроля качизделий. Фергана, 19(57) Изобретение относверхвысоких частотэовано для повышениределении расходагрузов, перемещающ под высоким давлением, Расходомер содержит полупроводниковый генераторный диод 1, подключенный к источнику 4 питания и индикатору 24 и установленный в СВЧ-резонаторе 2, размещенном на магистральном трубопроводе 16, фильтр 3 нижних частот, два щелевых излучателя 14 и 15, два полупроводниковых детекторных диода 19 . и 20, два дифференциальных усилителя (ДУ) 11 и 23, четыре резистора 5, 6, 7 и 9, транзистор 8, стабилитрон 10, преобразователь частота-напряжение 13 и конденсатор 12. При этом СВЧ-резонатор подключен к двум щелевым излучателям, установленным на магистральном трубопроводе, образующим двухлучевую диаграмму направленности. Причем осевые линии расположены симметрично относительно нормали к осевой ли3 167566 нии трубопровода и совмещены с отверстиями в диаметрально относительно излучатепей расположенной стенке трубопровода, связанными с полупроводниковыми детекторными диодами, подключенными к первому ДУ, нагруженному на индикатор, а между источником питания и полупроводниковым генераторным диодом включены последовательно соединенные стабилитрон и первый резистор, первый вход которого соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого подключен к последовательно соединенным конденсатору, преобразователю частота-напряжение и индикатору, а также к Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и может быть использовано для определения расхода жидких или сыпучих грузов, перемещающихся в трубопроводах под высоким давлением, например углегаэовая взвесь, нефть, зерно, цемент и т,д.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности.На чертеже приведена структурная схема расходомера,Расходомер содержит полупроводниковый генераторнцй диод 1, включенный в СВЧ-резонатор 2, образованный, например; короткозамкнутцм отрезком прямоугольного волновода и запитываемцй через фильтр 3 нижних частот от источника 4 питания, Диод нагружен на делитель напряжения, образованный резисторами 5, 6 и через резистор 7 соединен с эмиттером транзистора 8, коллектор которого подключен к источнику 4 питания и последовательно соединенным . резистору 9 и стабилитрону 10, а база - к выходу дифференциального усилителя 11, неинвертирующий вход которого подключен к резистору 9 и стабилитрону 10, а инвертирующий вход - к резисторам 5 и 6.Эмиттер транзистора 8 через конденсатора 12 подключен к преобразователю частота - напряжение 13, СВЧ-резонатор 2 нагружен на волноводна щелевые излучатели 14, 15, установленные на магистральном трубопроводе 16. На диаметрально противоположной по отношению к излучателям стороне трубопровода выполнены отверстия 17, 18, являющиеся элементами связи с полупроводниковыми детекторными диодами 19, 20, установленными в настраиваемых волноводпервому входу второго резистора, второй вход которого подключен к первому входу полупроводникового генераторного диода и первому входу третьего резистора, второй вход которого подключен к первому входу четвертого резистора и инвертирующему входу второго ДУ, выход которого подключен к базе транзистора, а неинвертирующий вход - к второму входу первого резистора, соединенному с первым входом стабилитрона, второй вход которого соединен с вторцм входом четвертого резистора и вторым входом полупроводникового генераторного диода. 1 ил. ных секциях 21, 22. Диоды 19, 20 подключенц к входам дифференциального усилителя 23, выход которого нагружен На индикатор 24. Причем полярность включения одного иэ детекторных диодов противоположна полярности включения другого диода, так что в ДУ 23 происходит суммирование сигналов, поступающих с диодов. 10 Расходомер работает следующим образом,При поступлении от источника питанияна полупроводниковый генераторный диодноминального напряжения последний гене 15 рирует СВЧ-сигнал, поступающий иэ СВЧ-резонатора 2 на вол новодно-щелевыеизлучатели 14, 15, которые формируют двухлепестковую диаграмму направленности,один луч которой направлен по ходу движе 20 ния транспортируемой среды по магистральному трубопроводу 16, второй - против ходадвижения среды. Направление антенныхлучей совмещено с размещением детекторных диодов 19, 20, поэтому на дифференци 25 альный усилитель 23 поступают сигналы,величина которых обратно пропорциональнапроницаемости среды для электромагнитныхволн, а последняя связана со степенью заполнения трубопровода средой в данном сечении30 трубопровода (наличие или отсутствие каверн,уплотнений). Так как сигналы, снимаемые сдетекторных диодов, складываются в дифференциальном усилителе, то в индикаторноеустройство поступает информация о среднем35 значении плотности среды в трубопроводе- в индикаторе производится деление на 2,Надежный сьем сигналов с детекторов реализуется, если каждый иэ детекторных диодов расположен от нормали к осевой линии1675676 6 Формула изобретения Составитель В.АвдонинТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор А.Мотыль Заказ 2993 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 трубопровода на расстоянии О - Отц 91,2,1где О - диаметр трубы (расстояние междупротивоположными стенками магистрали);Ву. - углы между указанной нормалью иосевой линией антенных. 5Изменение тока в цепи полупроводни-.кового генераторного диода вызывает соответствующие изменения напряжения,выделяющегося на резисторе 7, которые через делитель напряжения - резистор 5 - 10резистор 6 оказываются приложенными кинвертирующему входу.ДУ 11. На неин-вертирующий вход ДУ 11 подано опорноенапряжение от делителя резистор 9 - стабилитрон 10. Возникающая разность между 15опорным напряжением и напряжением,снимаемым с делителя резистор 5 - резистор 6, усиливается и инвертируется в дифференциальном усилителе и управляеттранзистором 8. За счет этого напряжение 20на генеральном диоде поддерживается постоянным, частота генерации остается неизменной даже при значительныхизменениях СВЧ-нагрузки.Связь щелевых излучателей и детекторных секций с трубопроводом осуществляется через отверстия, заполнение кварцевымстеклом. которое радиопрозрачно в широком интервале частот, технология его сварки с различными металлами и сплавами 30хорошо освоена и прочность швов достаточно высока - швы выдерживают избыточноедавление до 8 МПа, т.е, до типичныхзначений давлений в проектируемых вн асто я щее время трубопроводовдля транспортировки углегазовых смесей,Сигналы с полупроводниковых детекторных диодов дают информацию о плотности среды в двух протяженных участкахтрубопровода (т.е. лучи охватывают значительные объемы среды), так что определяются усредненные по объему плотности среды.В пространство, охваченное диаграммой направленности, попадают и уплотнения среды, чередующиеся с разряжениями, и так как 45сигналы с детекторных головок независимыи складываются в дифференциальном усилителе 23 (а затем обрабатываются в блоке24), то структура потока не влияет или влияет незначительно на определение значенияплотности: если уплотнение - разряжение попадает в диаграмму направленности одного излучателя, то имеет место пространственное усреднение, а если неоднородность протяженная и в данный момент в диаграмму первого излучателя попадаетуплотнение, а в диаграмму второго излучателя - разрежение (или наоборот), то усреднение происходит по показаниям двух детекторов. Расходомер, содержащий полупроводниковый генераторный диод, подключенный к источнику питания и индикатору и установленный в СВЧ-резонаторе, размещенном на магистральном трубопроводе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введены два щелевых излучателя, два полупроводниковых детекторных диода, два дифференциальных усилителя, четыре резистора, транзистор, стабилитрон, преобразователь частота-напряжение и конденсатор, при этом СВЧ резонатор подключен к двум щелевым излучателям, установленным на магистральном трубопроводе, а в отверстиях, расположенных в противопо-, ложной стенке трубопровода, установлены полупроводниковые диоды, включенные противополярно и подключенные к первому дифференциальному усилителю, выход которого подключен к первому входу индикатора, а выход источника питания подключен к первому выводу первого резистора и коллектору транзистора, эмиттер которого через второй резистор подключен к первому выводу генераторного диода и через конденсатор и преобразователь частота-напряжение к второму входу индикатора, база транзистора подключена к выходу второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вхоД которого подключен к второму выводу первого резистора, соединенного с первым выводом стабилитрона, второй вывод которого соединен с вторым выводом четвертого резистора и вторым выводом полупроводникового генераторного диода, а инвертирующий вход - к первому выводу четвертоГо резистора и через третий резистор к первому выводу генераторного дио- да