Способ измерения расхода

йОЕСООЗ"АЯ О и ИАНИ:й ИЗОБРЕТЙИЯ 767523 Союз Советскими социалистически Республик(51)М. Кл. О О 1 Г 1/66 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и мо" жет быть использовано для измерения малых расходов жидкостей и газов.Известен способ измерения расхо да, основанный на одновременном встречном излучении через движущуюся среду по одному акустическому каналу пакетов высокочастотных ультразвуковых колебаний, их приеме, преобра,0 эовании частоты принятых сигналов путем их смешения с опорным сигналом, формировании иэ сигналов промежуточной частоты напряжений прямоугольной формы, получении с помощью триггера 15 прямоугольных импульсов с длительностью, равной временному сдвигу между сигналами промежуточной частоты, и измерении величины постоянной составляющей полученного напряже ния 1 .Недостатки этого способа обусловлены наличием операции преобразования временного интервала между колебаниями промежуточной частоты в посто янное напряжение, что является источником дополнительной погрешности измерения. Для преобразования временного интервала в постоянное напряжение в пакетах импульсов требуется эапоминаине информации в промежутках между пакетами, что усложняет реалйза" цию способа.Наиболее близким по технической сущности является способ измерения расхода, в котором устранены указанные недостатки, основанный на одновременном встречном излучении в дви" жущуюся среду по одному акустическому каналу пакетов высокочастотных ультразвуковых колебаний, их прием, формировании иэ принятых сигналов единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоты путем их смешения с опорным сигналом и измерении временного интервала между моментами перехода сигналов промежуточной частоты через нуль 21 .Для получения достоверной информации о расходе момент перехода через нуль сигнала промежуточной частоты, соответствующего излучению по.потоку, должен опережать момент перехода через нуль сигнала против потока, что является отражением факта более быстрого прохождения ультразвукового импульса по потоку. В связи с тем, что начальные фазы единичных периодов си" нусоидальных сигналов промежуточной частоты зависят от значения скорости767523 ультразвука в контролируемой среде,при вариациях скорости ультразвукаот влияния внешних Факторов: температуры, давления и т.д., может произойти скачкообразное изменение порядка расположения моментон перече езн переходар нуль для сигналов по потоку ипротив него вследствие скачков фазыподобного сигнала. В результате возникают сбои в работе измерителя, Ра-,бота без сбоев возможна в узком диапазоне значений внешних факторов.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигнута тем,что излучают в направлении движениясреды одновременно с пакетами высоко частотных ультразвуковых колебанийпакеты колебаний вспомогательнойчастоты,принимают их и используютв качестве опорного сигнала для формирования единичных периодов синусоидальных сигналов промежуточной частоти.,На Фиг. 1 изображена блок-схемарасходомера, реализующего данныйспособ измерения расхода, на Фиг,2эпюры напряжения на выходах узлов.этого расходомера.Расходомер содержит одноканальныйакустический преобразователь 2, приемно-излучающие ультразвуковые головки 2 и 3 которого подключены к ключам 4 и 5, к которым также подключены схема логики б, задающий генератор 7 и генератор 8 вспомогательнойчастоты, связанные также между собой,выходыключей 4 и 5, соединены с входами соответствующих смесителей 9 и10, другие входы которых связанымежду собой и подключены к выходуключа 5,а ныходы которых соединеныс входами нуль-детектора 11, подключенного выходом. к измерителю 12 временных интервалов.Расходомер работает следующим образом.На ультразвуковую головку.2, излучающую ультразвуковые колебания в направлении потока, подаются пакеты вы сокочастотных колебаний О поступающих через ключ 4 с выхода задавКегогенератора 7, и колебаний вопбмогательной частоты-О, поступающих черезключ 4 с выхода генератора 8, йрйчемсигнал управления ключа 4 О"сййходасхемы логики б обеспечивает периодповторения зондирующих импульсов,кратный периоду разностной частоты колебаний генераторов 7 и 8. На ультразвуковую головку 3 подаются толькопакеты высокочастотных колебаниййоступающйх через ключ 5 с выходагенератора 7, Сигнал. на ультразвуковой головке 2 Об представляет собойбиение двух сигналов с близкими частотами, находящимися в пределам полосы пропускания акустического преобразователя 1. Принятые после прохождения через среду сигналы О и О подаются через ключи 4 и 5 на входысоответственно смесителей 10 и 9, асигнал с выхода головки 3 О поступает также на вторые входы смесителей9 и 10В связи с тем, что для формирования единичных периодов синусоидального сигнала О 8 промежуточнойчастоты на выходе смесителя 10 н качестве опорного сигнала используетсяпрошедший через среду сигнал Оь, набчальная фаза этих единичных периодо вез учета постоянных фазовых сдвиговв электронных узлах расходомера иакустическом преобразователе 1, а 15также временной асимметрии каналови дисперсии скорости ультразвука,ранна нулю.Таким образом, начальная фаза сигнала.О 8 промежутбчной частоты не зависит от значения скорости ультразву- Щ ка в среде, Начальная Фаза сигналаИ промежуточной частоты на ныходесмесителя 9 однозначно связана с изфмеряемой скоростью потока, т.е, срасходом, причем в широких пределахмомент перехода через нуль сигнала08 промежуточной частоты, соответствующего излучению по потоку, опережает момент перехода через нуль сигнала Ц против потока независимо отизменения значения скорости ультразвука в среде вследствие влияниянйешних факторов,что исключает сбоин работе расходомера. Длительностьимпульсон Ц, на выходе нуль-детектора 11 пропорциональна измеряемому З 5 расходу. формула изобретенияСпособ измерения расхода, основанный на одновременном встречном40 излучении н движущуюся среду по одному акустическому каналу пакетоввысокочастотных ультразвуковых колебаний, их приема, формировании изпринятых сйгналов единичных периодовсинусоидальных сигналов промежуточной частоты путем их смешения с опорным сигналом и измерении временногоинтервала между моментами перехода"сигналов"промежуточной частоты череэнуль о т л и ч а ю щ и й с я тем,чтб, с целью повышения точности измерений излучают в направлении движения среды одновременно с пакетамивысокочастотных ультразвуковых колебаний пакеты колебаний вспомогатель 55 ной частоты, принимают их и используют в качестве опорного сигналадля формирования единичных периодовсинусоидальных сигналов промежуточной частоты.бО Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3050997,кл. 73-1941959.2. Патент СПИ Р 3935735,кл, 73-194, 1974 (прототип).