Ультразвуковой расходомер

Осесоюел.т штеит. огохк;ческаю Е бнблн тека МБА ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республин. 42 е, 23/5 ПК 6 056 риоритетпубликован Комитет по делам изобретений и открыт при Совете Министра СССР, П. Газетов, В, М. Мамутин, Б, И ов и Н. Х, Хамз витель ДЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХ Известны ул держащие два коммутатор с рователь импу Предложен н вестных сиаб пульсной моду нен к генерато тель импульсов Это позволя ходомера. На фтриггером и усильсов.ый расходомер вжен детекторомляции, вход которру через усилите, а выход в к деет упростить кон отличие от цз- частотно-имого подсоеди- ль-формировамодулятору, трукцию раса опубликования описани ьтразвуковые расходомеры, соакустических преобразователя,литель-форми иг. 1 приведена схема, поясняющая действия расходомера; на фиг, 2 ма напряжений в различных его узпринципдиаграмлах. 15В датчике, представляющем собой отрезоктрубопровода 1, установлены пьезоэлементы 2 и 3, подключенные к коммутатору 4. Работой коммутатора управляет триггер б, подключенный через блок деления б к генератору 20 импульсов 7. Другой выход коммутатора 4 подключен к генератору через усилцтель-формирователь 8. Коммутатор, переключающий пьезоэлементы 2 и 3, позволяет направлять ультразвуковые колебания поочередно по на правлению потока и против него. В обоих случаях образуется замкнутая синхроцепь: генератор 7 в коммутатор 4 в пьезоэлементы 2 и 3 - коммутатор 4 - усилитель-формирователь 8 - генератор 7. 30 К выходу генератора подклочец формирователь нормированных импульсов 9. связанный с детектором частотцо-цмпульсной модуляции 10, подключенным ко входт деходулятора 11, работой которого через формирователь 12 управляет триггер б.Рассмотрим работ расходомера.Допустим. что в момент времени(фцг, 2.) короткие импульсы элесрическхколебаний генератора 7 поступают через коммутатор 4 на пьезоэлемент 2, преобразуютсяв ультразвуковые колебания ц распространяются под углом к паправленцю движения потока. Ультразвуковые колебания, ппошедшцечерез контролируемый поток. принимаютсяпьезоэлементом 3, преобразуются в электрические колебаш;я, через коммутатор 4 поступают на вход усилителя-формирователя 8 ипосле усиления вновь запускают генератор 7.В замкнутой сццхроцепи устанавливается частотаследования импульсов (фиг. 2,б),Лопределяемая выражениемС+Угде 1. - расстояние между пьезоэлементами;С - скорость распростоанения ультразвуковых колебаний в контролируемойсреде;1 - проекция скорости потока жидкостина направление распространенияультразвуковых колебаний,Такое направление ультразвуковых колебаний сохраняется до момента опрокидывания триггера б (точка Г 2). Количество синхроимпульсов за время от 1, до 1, определяется емкостью блока деления б, После опрокидывания триггера ультразвуковые колебания начинают распространяться в противоположную сторону навстречу потоку контролируемой жидкости. В этом случае в замкнутой сипхроцепи устанавливается частота , следования импульсов, определяемая выражениемС - КРазность частот Я=, -определяется вы 21"ражепием ЛР= - , Из полученного выраженния видно, что разность частот Л пропорциональна скорости потока жидкости, а следовательно, и расходу. Для выделения разностной частоты, пропорциональной расходу жидкости, синхроимпульсы с генератора 7 поступают на вход формирователя нормированных импульсов 9 (например, ждущего мультивибратора нли фантастрона). Импульсы с выхода формирователя 9 (фиг. 2,в) постоянной амплитуды и длительности поступают на вход детектора частотно импульсной модуляции частот 1 О, преобразующего частотно-модулированные колебания в амплитуду импульсов низкой частоты (фиг. 2,г).Постоянные напряжения У, и У на выходе детектора частотно-импульсной модуляции 10 соответственно по потоку жидкости и против потока определяются следучощими выражениями:О,= и У,=т,т., где А н т - соответственно амплитуда и длительность нормированных импульсов на входе детектора;Т, и Т, - период следования синхроимпульсов соответственно по потоку и против потока жидкости.Разность постоянных напряжений Л == Р, - , после подстановки их значений и несложных преобразований опоеделяется следующим выражением:5 ЛХ=А 1 1 Так как - =в а - =Ь т,т,. 10после подстановки получим: Л У=Ат(1 - 12) =АТЛ. Разность постоянных напрякений Л 1, пред ставляющая собой амплитуду импульсов низкой частоты на выходе детектора частотно- импульсной модуляции, пропорциональна разностной частоте Л) и, следовательно, скорости (расходу) жидкости. При неподвижной 20 жидкости (г =0) разностная частота Л равна нулю, тогда и амплитуда импульсов низкой частоты ЛУ равна нулю.Для преобразования амплитуды импульсовнизкой частоты в постоянное напряжение они 25 поступают на вход демодулятора 11, которыйпереключается низкочастотными импульсами с формирователя 12. Формирователь запускается импульсами с одного из плеч триггера б.30 Предмет изобретения Ультразвуковой расходомер, содержащий З 5 два акустических преобразователя, коммутатор с триггером и усилитель-формирователь импульсов, соединенные в цепь синхрокольца через генератор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен де тектором частотно-импульсной модуляции,вход которого подсоединен к генератору через усилитель-формирователь импульсов, а выход подсоединен к демодулятору.267953Фиг. 1 г иУиг 2Составитель И. М. Гольденберг Редактор Б, Б. Федотов Техрсд Т, П. Курилко Корректор А. И. Зимина Заказ 235/18 Тираж 480 Подписное Ц 1.1 ИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий прц Совстс Иинцстров СССР Москва Ж, Раушская наб., д. 1/5Типография, пр. Сапунова, 2