Ультразвуковой расходомер

(84) УЛЬТРАЗВУК х повышение точии междутактово достигается тем, дены дополнитель электроакустичесн электронный блок,вания частот н Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике измерения расхода жидких и газообразных сред.Известны ультразвуковые расходомеры различных типов, основанные на зависимости времени прохождения ультразвукового импульса от скорости движения среды 1Недостаток этих расходомеров заключается в дополнительных, погрешностя измерения расхода из-эа зависимости показаний от скорости ультразвука в среде и влияния реверберационных помех.Более высокую точность позволяют обеспечить частотно-временные расходомеры, в которых используются два генератора с автоподстройкой частоты, причем отношение времени прохождения ультразвукового импульса по потоку н против потока к периоду колебаний соответствующего генератора поддерживается постоянным.Наиболее близким к изобретению по технической сушности является ультра 2звуковой расходомер, содержащий пару электроакустическнх преобразователей, электронный блок с коммутатором, упра вляемыми импульсными генераторами и нэмерителем разности частот 12Недостатком известного расходомера является наличие дополнительной погрешности, вызванной межаутактовой аснмметрией. Последняя обусловлена тем, что подстройка частот генераторов производится в разных тактах коммутации. За время такта изменяется величина скорости ультразвука, которая является функцией от температуры, давления концентрации и других фнэическнх параметров среды,- Цель иэобретения -ности путем компенсацасимметрии.Поставленная цельчто в расходомер ввеная аналогичная параких преобразователейа также блок суммнро3 9037синхронизатор, причем входы блока суммирования подключены к выходам каждого измерителя разности частот, а выходы синхронизатора - к входам коммутаторов.5На чертеже изображен предлагаемыйрасходо мер.Расходомер содержит две пары электроакустических преобразователей 1. 1,2.1 и 1.2, 2.2. Пара 1,1 и 2.1 подключена к управляемым генераторам.1 и4.1 через коммутатор 5,1. Выходы генераторов 3.1 и 4.1 подключены к измерителю 6.1 разности частот. Пара электроакустических преобразователей 1,2 и 2.215подключена к дополнительным управляемым генераторам 3.2 и 4,2 через дополнительный коммутатор 5.2. Выходы генераторов 3.2 и 4.2 подключены ко второму измерителю 6.2 разности: частот.Расходомер содержит также блок 7 суммирования частот, подключенный к выходам обоих измерителей разности частот,и блок 8 синхронизации, выходы которо 25го присоединены к коммутаторам 5.1 и5.2,Устройство работает следующим образом.В первом такте коммутации в электроакустическом канале, образованномпреобразователями 1.1 и 2.1, излучениеимпульсов происходит по потоку, а в канале преобразователей 1.2 и 2.2 - против потока. Коммутатор 5.1 подключаетэлектроакустические преобразователи 1. 1 Ии 2. 1 к генератору 3. 1. Преобразователь1.1 подключен к выходу генератора 3,1.Преобразователь 1.1 подключен к выходугенератора 3,1 и излучает ультразвуковые импульсы, преобразователь 2.1 под-. 40ключен к входу управления генератора 3.1и передает на этот вход принятые импульсы. Частота генератора 3.1 подстраивается таким образом, чтобы время прохождения ультразвукового импульса по 45потоку между преобразователями 1.1 и2,1 было равнопериодам следованияимпульсов генератора 3.1 ( И 7 1 иодинаково для генераторов 3. 1, 4. 1, 3.2и 4.2), В этом же такте коммутатор 5.2 50подключает электроакустические преобразователи 1.2 и 2.2 к генератору 4,2,Преобразователь 2,2 подключен к выходугенератора 4.2 и излучает ультразвуковые импульсы, преобразователь 1.2 подключен к входу управления генератора 4.2и передает на этот вход принятые импульсы, Частота гонор атора 4. 2 подстаивает 06 4ся таким образом, чтобы время прбхождения ультразвукового импульса противпотока между преобразователями 2.2 и1,2 было равно И периодам следованияимпульсов генератора 4,2, В следующемтакте направления излучения в электроакустических каналах изменяются на противоположные: в канале преобразователей1. 1 и 2. 1 - против потока, в канале пре-,образователей 1,2 и 2.2 - по потоку,Коммутатор 5,1 подключает преобразователи 1,1 и 2.1 к генератору 4.1, коммутатор 5.2 подключает преобразователи1.2 и 2.2 к генератору 32 и происходитаналогичная описанной в предыдущем такте подстройка частоты генератора 4.1импульсами, излучаемыми против потока,и частоты генератора 3,2 импульсами,излучаемыми по потоку. В последующихтактах аналогично производится сначалаодновременная подстройка частоты генератора 3. 1 импульсами, излучаемымипо потоку, и частоты генератора 4.2импульсами, излучаемыми против потока,затем одновременная подстройка частоты генератора 4.1 импульсами, излучаемыми против потока, и частоты генератора 3,2 импульсами, излучаемыми попотоку. Разностьчастот генераторов 3.1и 4.1 измеряется измерителем 6.1 разности частот, разность генераторов 3,2и 4.2 - измерителем 6.2 разности частот. Изменение скорости ультразвука втактах ( междутактовая асимметрия) вызывает в каждом из каналов появлениепогрешности с противоположным знаком.Так, например, увеличение скорости ультразвука вызывает в канале, работающем в это время по потоку, цоложительную погрешность, эквивалентную увеличению скорости Ч потока,В то же время в другом канале, работающем в этом такте против потока,увеличение скорости ультразвука эквивалентно уменьшению скорости Ч потока. Блок 7 суммирует частоты, поступающие с выходов двух измерителей 6.1и 6.2 разности частот. Результат суммирования пропорционален расходу, а погрешность от междутактовой асимметрии скомпенсирована,Изобретение позволяет повысить точность измерения путем компенсации междутактовой асимметрии.Формула изобретен ияУльтразвуковой расходомер, содержащий пару электроакустических преобраобородый Состав едактор Н. Данкулич ТехредКорректор Н. Швыдкая ергепь 2 Тираж 670 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4Заказ 98/2 писное иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,5 903706 6 зователей, электронный блок с коммута- разности частот, а выходы синхронизато-. тором, управляемыми импульсными ге- ра - к входам коммутаторов.нераторами и измерителем разности час- Источники информации, тот, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,принятые во внимание при экспертизе с целью повышения точности путем ком-1. Биргер Г. ИБражников Н. И.пенсации междутактовой асимметрии, Ультразвуковые расходомеры. М., Мевведены дополнительная аналогичная па- таллургия", 1964, с. 6-68, ра электроакустических преобразователей и электронный блок, а также, блоксуммирования частот и синхронизатор, о 2 Авторское свидетельство СССР причем входы блока суммирования под-523285 кл 6 01 Р 1/66, 1976 ключены к выходам каждого измерителяпрототип).