Ультразвуковой расходомер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1987394(1)М К 3 6 01 Г 1/бб Государствеииый комитет СССР ио делам ф изобретеиий и открытий. 8 (088. 8) А.П. Наумчук, Е.М. Вочканов, М.ф. Кофчатн, Л,П. Журавлев и В,Д, Тумашов 72) Авторы изобретения уйбышевское специальное конструкт кое,.бюро, ." ,И Научно-производственного объедин "Нефтехимавтоматика"(71) Заявител 54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕ как след момент с импульсо относите дущего э приводит уменьшен сравнен и кпоте ра,Целью изобре шен надежност мер ения является и точности р овы- ходоие а,и 2 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения расхода ультразвуком в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности..Поосновному авт.св. Р 717543 известен ультразвуковой расходомер, содержащий одноканальный преобразователь расхода, включающий два .обратимых электроакустических преобразователя,и измерительную схему, состоящую из двух генераторов зондирующих импульсов, схемы управления, двух электронных ключей, двух схем И, двух схем ИЛИ, схемы выделения раэностной частоты, усилителя формирователя, схемы допуска синхроколец и частотомера 13.К недостаткам известного расходомера следует отнести то, что с изменением условий прохождения акустического сигнала в преобразователе расхода в силу разных причин (старение пьезокерамики, изменения физико-акустических, параметров рабочей среды, частичное обрастание зеркала излучающих поверхностей пьезоэлектрических преобразователей) изменяется величина акустического сигнала и ствие начинаетплавать 1рабатывания формирователяв в усилителе-формирователльно момента посылки предыондирующего импульса, чтоне только к существенномуию точности расходомера поию с первоначальной, но дажре работоспособности прибо П ставленная цель достигаетсятем, что ультразвуковой расходомердополнительно снабжен последовательно соединенными амплитудным детектором и регулятором напряжения, причем первый вход амплитудного детектора подключен к выходу усилителя,а второй вход подключен к первомувыходу регулятора напряжения, второйвыход которого подключен к вторымвходам обоих генераторов зондирующ химпульсов.На чертеже представлена блок-схема ультразвукового расходомера,который содержит одноканальный акустический преобразователь 1 расхода, О пьезоэлементы 1.1 и 1.2 которого30 В момент включения в работу ультразвукового расходомера У , амплитудного детектора 12 не превышает значения опорного напряжения с регулятора 13 напряжения, и напряжение питания генератора зондирующих импульсов в этом случае будет максимальным. Приемный усиленный радио- импульс будет также максимален,что приведет к появлению на выходе амплитудного детектора 12 такого Ущкоторое приведет к уменьшению напряжения питания генератора зондирующих импульсов и последующему уменьшению Б 8 ы, т.е. перерегулировке величины напряжения питания генератора зондирующих импульсов. 35 И 8.2 запускает генератор 2.1 эондирующих импульсов, другой импульс 45 50 б 0 соединены с выходами двух соответствующих генераторов 2,1 и 2.2 зондирующих импульсов и входами ключей3,1 и 3.2, выходы которых через схему ИЛИ 4, усилитель"формирователь 5,состоящий из усилителя 5.1 и формирователя 5.2, вторую схему ИЛИ бподключены к входу схемы 7 управления, сигнальный выход которой сое-.динен с входами двух схем И 8,1 и8.2, а два управляющих выхода - с 10вторыми входами схем И 8.1 и 8.2 иуправляющими входами ключей 3.1 и3. выходы схем И 8.1 и 8,2 подключены к входам генераторов зондирующих импульсов 21 и 2.2, к входамсхемы 9 выделения разностной частоты, подключенной к частотомеру 10,к входам схемы 11 автоматическогозапуска синхроколец расходомера,выход усилителя 5.1 помимо формировате ля 5,2 подключен также к входу ампли"тудного детектора 12 радиоимпульсов,выходной сигнал которого определяетвеличину регулируемого напряженияпитания генератора зондирующих импульсов с выхода регулятора 13 напряжения и превышает опорное напряжение регулятора напряжения на величину, пропорциональную амплитуде радиоимпульса.При включении расходомера начинает работать генератор запуска и логическая схема, входящие в схему 11 автоматического запуска и обеспечивающие получение на выходе ее двух коротких, сдвинутых во времени импульсов запуска, один иэ которых через схему ИЛИ б, схему 7 управления и далее через соответствующую схему И 8.1, а другой через схему запускает генератор 2.2 зондирующихимпульсов. Импульс с генератора 2.1подается на пьезоэлемент 1.1, с генератора 2,2 на пьезоэлемент 1.2.Акустический сигнал после прохождения рабочей среды в одноканальномакустическом преобразователе 1 преобразуется противолежащим пьезоэлементом 1.2 (соответственно 1.1) врадиоимпульс, который через ключ3.1(3.2), схему ИЛИ 4 подается навход усилителя 5.1 формирователя 5,2, Передний фронт усиленного радиоимпульса запускает формирователь5,2, импульс с которого вновь черезсхему ИЛИ б, схему управления 7 схему И 8.1 и 8,2 вновь подается на запуск генератора 2.1 (2.2) зондирующих импульсов, обеспечивая авто- циркуляцию импульсов в синхрокольцах, работающих по и против потока жидкости в преобразователе 1,Кроме того, импульсы с выходов схем И 8. 1 и 8.2 подаются на схему11 автоматического запуска, обеспе"чивая запрещение подачи новых импульсов запуска со схемы,11 при наличии устойчивой автоциркуляции. Вслучае срыва автоциркуляции в силукаких-либо случайных причин постоянно работающий генератор запускав схеме 11 автоматического запускавновь обеспечивает подачу первыхимпульсов запуска до момента возникновения устойчивой автоциркуляциив обоих синхрокольцах, после чегоподача импульсов запуска со схемы 11вновь прекращается.Выходной сигнал амплитудного детектора 12 в виде уровня постоянногонапряжения пропорциональногоамплитуде усиленного радиоимпульсас приемного пьезоэлемента, не долженсущественно снижаться в промежуткахмежду соседними радиоимпульсами,что обеспечивается подбором конденсатора в схеме амплитудного детектора относительно уровня опорного напряжения со схемы 13 регулятора напряжения. В частном случае регуляторнапряжения может представлять собойтранзисторный компенсационный стабилизатор напряжения с последовательновключенным регулирующим транзистором,однокаскадным усилителем постоянноготока и источником опорного напряжения на стабилитроне в цепи усилителяпостоянного тока,Недостаточное значение П ц,амплитудного детектора 12 вновь вйзовет увеличение напряжения зондирующих импульсов с выхода генератора зондирующих импульсов до момента установления оптимального для срабатывания формирователя 52 значения напряжения радиоимпульса. В течение нескольких периодов синхроколец произойдет асимптотическое приближение значения напряжения питания генератора зондирующих импульсов к установившемуся значению, определяющему оптимальное значение П ,амплитудного детектора 12,987394 1 О формула изобретения Составитель Н. Бурбелоолкова Техред О.Неце Корректор В. Бут актор Г 9(26 Тираж 641 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Раодписно СССР ий За коми и от ская Филиал ППН Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изменение состава рабочей среды, загрязнение зеркала излучателей пьезоэлектрических преобразователей, смещение пьезопреобраэователей относительно оптической осн между ними, замена пьеэоэлементов другими немед ленно вызывает соответствующее изменение напряжения зондирующих импульсов без иэменения показаний расходомера. Ультразвуковой расходомер поавт.св. В 717543,о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, он снабжен последовательно соединенными амплитудным детектором и регулятором напряжения, причем первый вход амплитудного детектора подключен к выходу усилителя, а второй вход подключен к первому выходу регулятора напряжения, второй выход которого подключен к вторым входам обоих генераторов зондирующих импульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР Р 717543, кл. 6 01 Р 1/66, 1978 (прототип).