Ультразвуковой частотно-временной расходомер

О П И С А Н И Е(11)769337ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву 51)М Кт з С 01 т 1/6 2705045/182) Заявлено присоединением вки Государственный камите(4) Опуоликовано 07 по делам изобретений и открытий.121:534.888,8) Бюллетень М 37лсанпя 14.10.80 53 45) Дата опубли ания о 72) Авторы изо бр етения А, Ш. Киясбейли, И. Г. Фарадж-Заде, А. М. Измайлов,В. М, Гуревич, Р. А. Талышханов и В. А. Решетников витель Специальное конструкторское бюро НефтехимприборИзобретение относится к области контрольночизмерительной техники, в частности к измерению расхода и количества жидких или газообразных средИзвестны ультразвуковые частотно-временные,расходоиеры, оонованные на измерении разности частот двух управляемых генераторов, периоды колебаний которых устанавливаются кратными временам прохождения ультразвуковых импульсов через измеряемую среду в направлении потока ипротив него (1.Наиболее близким по технической сущности к пре 1 длагаемому является ультразвуковой частотно-временной расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с двумя приемопередающими преобразователями, коммутатор, дискриминатор, формирователь зондирующих сигналов, первую и вторую следящие системы, первый и второй управляемые генераторы, блок выделения разностного сигнала и индикатор, причем коммутатор соединен с преобразователями, дискриминатором, выходом формирователя зондирующих сигналов и первыми входами следящих систем, вторые входы которых соединены с выходом дискриминатора, вхсды управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами следящих систем и с выходами формирователя зондирующих аигна, их выходы - с блоком выделения ра ного сигнала т 2.Недостатком указанных расходомеров является большое значение случайной составляющей,погрешности измерения, обуслов.ленной прохождением на вход индикатора сигналов разностной частоты, вызванной рассинхронизацией двух генераторов, при 1 О нарушении акустической прозрачности контролируемой среды (газовые пузыри в контролируемой жидкости и т. п.), или не.исправностью одной из следящих систем.Целью изобретения является повышение 15 точности измерения расхода.Поставленная цель достигается за счеттого, что расходомер снабжен первым и вторым триггерами, соединенными с соответствующими управляемыми генераторами и следящими системами, первым и вторым частотными дискриминаторами и трехвходовой схемой совпадения, входы которой соединены соответственно с выходом блоха выделения разностного сигнала и через со ответствующие частотные дискриминаторы - с триггерами, а выход соединен с входом, индикатора.На чертеже приведена блок-схема ультразвукового частотно-временного расходо- О мера.10 15 20 25 30 35 45 55 60 65 Предлагаемый расходомер содержит измерительный участок трубопровода 1 с вмонтированными приемно-передающими пьезопреобразователями 2 и Зкоммутатор приемных и передающих сигналов 4, дискриминатор времени 5, формирователь зондирующих сигналов 6, следящие системы по потоку 7 и против потока 8, первый и второй управляемые генераторы 9 и 10, блок выделения разностного частотно-импульсного сигнала 11, первый и второй Ю-триггеры,12 и 13, первый и второй частотные дискриминаторы 14 и 15, трехвходовую схему совпадения 16 и индикаторный прибор 17.Расходомер работает следующим образом,В зависимости от такта на формирователь зондирующих сигналов б поступают попеременно последовательности импульсов от управляемых генераторов 9 и 10, один из которых его запускает,При работе по потоку один из импульсов последовательности управляемого генератора 9 поступает на вход формирователя 6, Коммутатор 4 направляет короткий зондирующий импульс формирователя б на пьезопреобразователь 2, работающий в данном такте в качестве излучателя и преобразующий последний в импульс ультразвуковых колебаний, распространяемый в измеряемой среде по направлению потока.Пройдя измеряемую среду, акустический импульс попадает на пьезопреобразователь 8, работающий в данном такте в качестве приемника ультразвуковых колебаний, преобразующий последний в электрический сигнал, направляемый коммутатором 4 на дискриминатор времени 5.Интервал времени между подачей импульса на формирователь 6 и моментом регистрации приемного сигнала сравнивается следящей системой 7 с периодом колебаний управляемого генератора 9. Длительность этого интервала должна . строго соответствовать определенному числу полупериодов частоты управляемого генератора 9.Это достигается путем выработки следящей системой 7 импульсных воздействий, изменяющих частоту генератора 9 в сторо;ну увеличения (канал А 1) или уменьшения (каиал В 1) до момента установившегося значения когда импульсные воздействия на выходе следящей системы чередуются и поступая на раздельные входы Р 5-триггера 12, вызывают на его выходе импульсные сигналы. Последние преобразуются дискриминатором,14 в разрешающий логиче-, ский уровень напряжения, поступающий на один из входов трехвжодовой схемы совпадений 16.При работе системы 7 в переходных режимах или при расоинхронизации ее импульсные воздействия следуют только по олном из каналов и не вызывают работы Ю-триггера 12, В этом случае на выходе частотного дискриминатора 14 воникает запрещающий логический уровень,напряжения, который поступает на вход схемы 16. Для обеспечения устойчивой работы постоянную времени дискриминатора 14 выбирают значительно большей постоянной вре. мени расходомера.В такте против потока работа расходомера происходит аналогично описанному с той разницей, что пьезопреобразователь 8 работает в качестве излучателя, а пьезопреобразователь 2 - в качестве приемника. При этом входным сигналом формировате. ля 6 служит импульс последовательности управляемого генератора 10, изменение частоты которого происходит управляющими воздействиями следящей системы 8, чередование импульсов которой приводит к работе Ю-триггера 13, вызывающей появление на выходе частотного дискриминатора 15 разрешающего лопического уровня напряжения, поступающего на второй вход схемы совпадений 16. Третьим входом схемы 16 служит выход блока выделеиия,раз. ,ностного частотно-,импульсного сигнала 1. Таким образом, разностный частотно-импульсный сигнал, несущий информацию о расходе или количестве измеряемой среды, поступает на вход индикаторного прибора 17 только при наличии разрешающих логических уровней, поступающих на схему совпадений 16 с частотных дискриминаторов 14 и 15. Это обеспечивает повышение помехозащищенности прибора и увеличение точности, измерений. Формула изобретения Ультразвуковой частотно-временной расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с двумя приемопередающими преобразователями, коммутатор, дискриминатор, формирователь зондирующих сигналов, первую и вторую следящие системы, первый и второй управляемые генераторы, блок выделения разностного сигнала и индикатор, причем коммутатор соединен с преобразователями, дискриминатором,;выходом формирователя зондирующих сигналов и первыми входами следящих систем, вторые входы которых соединены с выходом дискриминатора, входы управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами следящих систем и с выходами формирователя зондирующих импульсов, а их выходы - с блоком выделения разностнопо сигнала, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен первым и вторым триггерами, соединенными с соответствующими управляемыми генераторами и следящими системами, первым и вторымЗаказ 1232/1257 Изд.473 Тираж 810 ПодписноНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 арьк. фил. пред. Патен частотными дискриминаторами и трехвхо довой схемой совпадения, входы которой ,соединены соответственно с выходом блока выделения разностного сигнала и через соответствующие частотные дискриминаторы - с триггерами, а выход соединен с входом индикатора. Источники информации, принятые вовнимавие при экспертизе:1. Кремлевский П. П. Расходомеры исчетчики количества, М., Машинострое 5 ние, 1975, с, 536.2. Акцептованная заявка ФРГ2517117,кл. б 01 Г 1/66, 1975 (прототип).