298831

298831 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-МПК 6 01 5/00 358466/18-10) влено 22.ЧН 1.19 Комитет по делам эобретений и открыти при Совете Министров СССРАвторизобретения И, филато аявит ОДНОКАНАЛЬНЬ ЪТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР бр ат азом. ра 7 ент 5 7 и 8 про опре- анноостью усилиТ= -2 т сгде 0 - расстояние ме приемным 4 пьезоэлеменИзлученные пьезоэле и 3 против потока имп через время жд тами мент ульс лучающнм ми 2 п.о лото соответствен/ с - о з 1 п- с з 1 п а пьезоэлементы нтами 3 и 2 имоступают на уси- ифференцированоответствен тые пьезкоммутат, иленные и поступаютЗи 2. Припульсы черлитель 9. элеме р 8 п прод присоединением заявкиИзвестны устройства для ультразвукового контроля расхода жидкостей.В известных расходомерах выходной сигнал зависит от скорости ультразвука в измеряемой среде, что вносит значительную погрешность в измерение расхода.С целью повышения точности измерений в предложенном расходомере применена схема двойного интегрирования, вьополненная из двух интеграторов, генератора импульсов,по стоянной длительности, вход которого соединен с усилителем, и сравнивающего устройства, причем вход последнего соединен с выходом первого интегратора и выходом генератора импульсов, а выход - со входом второ го интегратора. Это позволяет исключитыпогрешность от изменения скорости ультразвука, вызванного изменением температуры, концентрации, давления.На чертеже показана блок-схема одноканального ультразвукового расходомера.Расходомер содержит акустический преобразователь 1 с четырьмя пьезоэлементами 2 - 5, усилитель б импульсов, импульсный генератор 7, коммутатор 8, усилитель 9 импульсов, дифференцирующую цепь 10, триггер 11, интегратор 12, генератор 13 имюульсов постоянной длительности, сравнивающее устройство 14, интегратор 15 и измеритель 1 б напряжения. 30 Устройство работает следующим о Ультразвуковые импульсы с генер поступают одновременно на пьезоэлех и через коммутатор 8 на пьезоэлементы Период Т посылки импульсов обратн 1 порционален скорости С ультразвука и делястся схемой синхрокольца, образо го излучающим пьезоэлементом 5, жидк потока, приемным пьезоэлементом 4, телем б и генератором 7 и равен(6) ные цепью 10 импульсы запускают триггер 11, последний вырабатывает прямоугольные импульсы постоянной амплитуды Уо и длительностью равной Ь 1 = 1,. - г,. = - ., -- ; -- о,2 а з 1 па с" - о" з 1 пагде 1, - расстояние между пьезоэлементами2 иЗ;о - средняя по сечению трубопроводаскорость, потока;а - угол излучвния.Поскольку соз 1 па, членом оз 1 па взнаменателе выражения (4) пренебрегаем, итог,да Из выражения (5) следует, что длительность импульсов прямо )пропорциональна средней скорости потока о, и пропорциональна расходу потока. Знаменатель в выражении (5) определяет погрешность измерений от изменения скорости ультразвука с. Так как период следования импульсов длительностью 1 равен Т, то, произведя двойное интегрирование интеграторами 12 и 15 импульсов длительностью 1, получим на выходе интегратора 1 сигнал, не зависящий от скорости с. Двойное интегрирование осуществляется следующим образом,Импульсы триггера 11 интегрируются интегратором 12. Постоянное напряженне на зыходе интегратора 12 равно ТГенератор И, запускаемый импульсами, поступающими с усилителя б, генерирует импульсы постоянной длительности 1 о с периодом следования Т и с амплитудой, превышающей максимальное значение напряжения К Импульсы с генератора И ограничиваются по амплитуде сравнивающим устройством 14 до уровня У,и подаются на интегратор 15. В иптеграторе 15 импульсы длительностью 1 о и с амплитудой У интегрируются.Напряжение на выходе интегратора 15. 1 ОПодставив в выражение (7) М и Т из выражений (5) и (1), получим 21 А 1.у = (8) 15 А"Как видно из выражения (8), напряжениеУ на выходе интегратора 15 линейно зависит от средней скорости потока о и не зависит от скорости ультразвука с.20 С выхода интегратора 15 напряжение Уподается на измеритель 1 б напряжения,Прошедшие по потоку и,против него и принятые пьезоэлементами 2 и 3 импульсы усиливаются общим усилителем 9, тем самым не 2 з стабильность амплитудных и частотных характеристик усилителя одинаково влияет на оба импульса, поэтому исключается погрешность, возникающая за счет переднего фронта импульсов. Для различения и выделения передЗ 0 них фронтов указанных импульсов используется дифференцирующая цепочка 10. Предмет изобретения Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий акустический преобразователь с четырьмя пьезоэлементами, усилитель импульсов, импульсный генератор, коммутаторы, дифференцирующую цепь, триггер и измеритель напряжения, отличающийся тем, что, 40 с целью, повышения точности измерения, онснабжен схемой двойного интегрирования, выполненной из двух интеграторов, генератора импульсов постоянной длительности, вход которого соединен с усилителем, и сравниваю.45 щего устройства, причем вход последнего соедине)н с выходом первого интегратора и выходом генератора импульсов, а выход - со входом второго интегратора.Составитель Н. М. КиселеваРедактор Н. Г. Михайлова Техред 3. Н, Тараненко Корректор В. И. ЖелудеваЗаказ 130/492 Изд.354 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред, Патент