Одноканальный ультразвуковой расходомер

,5 е 0 6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ 54) (5 ВУКО М 877 Асм, ч чив окоиь вход мы И ца вве которог дополни к вых СлОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский и проектный институт автоматизированных системуправления автомобильным транспортомобщего пользования(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 877332, кп, З 01 Р 1/66, 1979) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬ ВОЙ РАСХОДОМЕР по авт. 32, отл ичаюший, с целью повышения номе ти, в каждую схему синхр н ждуший мультивибратор,подключен к выходу схе тельный вход которой подкл ду ждущего мультивибратор1 10069Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технике измерения расхода жидкости, например расхода топлива.5По основному авт. св. М 877332 известен одноканальный ультразвукрвой расходомер, содержащий два электроакустических преобразователя, подключенных к генераторам и усилителям двух синхро.10 колец, каждое из которых состоит из поспедовательно соединенных усилителя,формирователя и схемы И, а также первую и вторую схемы ИЛИ, выходы которых подключены к входам генераторов, 13 вторые выходы которых подключены к вторым входам схемы И соответствующего синхрокольца схему анализа, входы которой подключены к выходам схем И, а выходы к частотомеру, триггеру и пер вому элементу задержки, выход которой подключен к второму входу третьей схемы ИЛИ, первый вход которой подключен к генератору запуска, а выход - к входу первой схемы ИЛИ и к второму входу 25 триггера непосредственно, а к входу второй схемы ИЛИ - через второй элемент задержки, при этом вторые входы схем ИЛИ подключены соответственно к выходу схемы И второго синхрокопьца. и вы- Зп ходы схемы анализа 11.Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость изза возникновения в синхрокольцевых схемах ложных дополнительных импульсов, обусловленных влиянием электромагнитных помех на приемные части синхрокольцевых схем, обладающих низкой помехоустойчивостью. При воздействии как внешних, так и внутренних электромагнитных помех синхрокольцевые схемы генерируют дополнительные ложные импульсы, которые приводят к большим погрешностям при измер.нии расхода жидкости,Е 1 елью устройства является повышение его помехоустойчивости.Эта цель достигается тем, что в каж-. дую схему синхрокольца устройства введен ждуший мультивибратор, вход которого подключен к.выходу схемы И, дополнительный вход которой подключен к выходу ждущего мультивибратораНа чертеже представлена функциональная схема предлагаемого расходомера.Устройство содержит акустический преобразователь 1 с пьезоэлементами 2 и 3,ИПьезоэлементы 2 и 3 подключены ксхемам синхроколец, содержащих усилители 4.и 5 импульсов, формирователи 6 и 15 27 многовходовые элементы И 8 и 9,ждущие мультивибраторы 10 и 1.1, элементы ИЛИ 12 и 13, генераторы 14 и 15.В состав расходомера входят схема 16анализа, схема запуска, содержащая генератор 17 запуска, элемент ИЛИ 18,первый элемент 19 задержки, второй элемент 20 задержки триггер 21 и частотомер 22,Пьезоэлемент 3 соединен с выходомгенератора 14 первой схемы синхрокольца и с входом усилителя 4 второй схемысинхрокольца, пьезоэлемент 2 соединенс выходом генератора 15 второй схемысинхрокоаьца и с,входом усилителя 5первой схемы синхрокольца, Выход усилителя 5 импульсов через формирователь7 и элемент И 9 подключен к входу ждущего мультивибратора 11 и к первымвходам элемента ИЛИ 12 и схемы 16анализа,Инверсный выход генератора 15 подключен к второму входу элемента И 9,а выход ждущего мультивибратора подключен к дополнительному входу элементаИ 9. Третий вход элемента И 9 соединенс выходом триггера 21,Выход усилителя 4 импульсов подсоединен через формирователь 6 и элементИ 8 к входу ждущего мультивибратора 10и к второму входу схемы 16 анализа.формирователи 6 и 7 предназначеныдля формирования импульсов, длительностькоторых значительно меньше выходныхимпульсов генераторов 14 и 15,Ждущие мультивибраторы 10 и 11 ссоответствующими элементами И 8 и 9образуют временные селекторы импульсов синхрокольцевых схем, Работа ихоснована на том, что период следованияимпульсов синхрокольцевых схем является постоянной величиной и определяется расстоянием между пьезоэлементами2 и 3, скоростью ультразвука в жидкости, проходящих через канал ультразвукового пьезопреобразователя 1 и временными задержками в электронных схемахрасходомера.Схема 16 анализа предназначена длявыделения момента совпадения импульсовобеих синхрокольцевых схем, Импульсысовпадения поступают на выход 23, апри несовпадении импульсов, поступающих на входы схемы анализа 16 - на выход 24, подключенный к входу элементаИЛИ 13.Выход 23 схемы 16 анализа подключен к входу частотомера 22, к первомувходу триггера 21, а через первый элена пьезоэлемент 3 и усилитель 4 импуль-.сов, Пьезоэлемент 3 излучает ультразвуковой импульс по потоку. Пройдя черезизмерительную среду импульс поступаетна пьезоэлемент 2, который преобразует .20его в электрический сигнал.С пьезоэлемента 2 импульс поступаетна вход усилителя 5, затем преобразуетформирователем 7 в короткий импульс,который поступает на первый вход эле,мента И 9,При поступлении разрешающего сигнала с инверсного выхода генератора 15 ис выхода ждущего мультивибратора 11на второй и дополнительный входы эле- ЗОмента И 9 короткий импульс с выходаэлемента И 9 поступает на вход схемы 16 анализа, на вход ждущего мультивибратора 11, второй вход элемента ИЛИ12, При этом выходной сигнад генерато- Зра 14, поступая на вход усилителя 4,проходит через формирователь 6 на одиниз входов элемента И 8, далее он не проходит, так как на другой вход элементаИ 8 поступает запрещающий сигнал с выхода генератора 14, Импульс с выходаэлемента И 9, пройдя через элемент ИЛИ12, запускает генератор 14 и поступаетна один из входов схемы 16 анализа,Этот же сигнал с выхода элемента И8 пройдя через ждуший мультивибратор11, поступает в виде обратной связи надополнительный элемент И 9, вырабатывает сигнал запрета, и первое синхрокольцо разрывается на время Т, где Т - пеЮриод следования импульсов синхрокодьца,Далее процесс повторяется. Одиночныйимпульс с выхода элемента ИЛИ 18 схемы запуска, пройдя через второй элемент20 задержки, создающий временной сдвиг=Т 2,и первый вход элемента ИЛИ 13Язапускает генератор 15. Импульс с выхода генератора .15 поступает на пьезоэлемент 2 и усилитель 5 импульсов. Пройдя 3 1006915 4мент задержки 19 - к входу элемента через усилитель 5, формирователь .7, им,-.ИЛИ 18, к второму входу которого под- пульс поступает на вход элемента И 9,ключен выход генератора 17 запуска, Вы- где задерживается, так как на второйход элемента ИЛИ 18 подключен к вто- вход элемента И 9 с инверсного выходарым входам элемента ИЛИ 12 и тригге-генератора 15 поступает запрещающийра 21 и через второй элемент 20 за- импульс. При поступлении импульса с втодержки - , к второму входу элемента ИЛИ рого синхрокопьца на пьезоэлемент 2 из 13, лучается ультразвуковой импульс.Устройство работает следующим об- Последний, поступая на пьезоэлементразом. 0 3, проходит через усилитель 4, преобраПосле включения питания генератор зуется формирователем 6 в короткий им 17 запуска формирует одиночный импульс, пульс. С выхода формирователя 6 импульскоторый проходит через элементы ИЛИ проходит через элемент, И 8, так как на18 и 12 на вход генератора 14, С вы- его второй вход с инверсного выхода гехода генератора 14 импульс поступает 1 нератора 14 и на дополнительный входждущего мультивибратора 10 поступаютразрешающие сигналы, С выхода элемента И 8 импульс поступает на вход ждущего мультивибратора 10, на второйвход 16 схемы анализа, с его выхода24 - на вход элемента ИЛИ 13, запускает генератор 15, Далее процесс повторяется. С выхода ждущего мультивибратора 10 на дополнительный входэлементаИ 8 поступает сигнал запрета на времяТ, где Т - период следования импульсовс синхрокольца,Таким образом, оба синхрокодьца нредставля ют последовательность удьтраэву-Мковых и электрических импульсов с периодом следования Т и с временным сдвигомГ= Ц 2,.Одновременное сушествование обеихсинхроколец продолжается до тех пор, пока за счет разности времени распространения импульсов,"ПО" и "ПРОТИВ" пото-ка, временной сдвигВ изменится твк,что произойдет совпадение во временисигнала с выхода элементов И 8 с сигналом с выхода элемента И 9 в схеме16 анализа, При совпадении импульсовна выходе 23 схемы 16 анализа формируется импульс, который поступает навход сброса триггера 21, на частотомер22 и на первый элемент 19 задержкисхемы запуска, Пройдя через первый элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 18,импульс совпадения устанавливает триггер 21 в нулевое состояние. Сигнал сего выхода запирает элемент И 9 ддя тго, чтобы сигнал, прошедший после ультразвукового преобразователя 1 на входсусилителя 5, не прошел через элемент И9 для запуска первого синхрокодьца.За время задержки элемента 19 ждущие мультивибраторы 10 и 11 возврашаются в исходное состояние.Импульс совпадения, задержанный впервом элементе 19 задержки на время, 5 1006915 6большее времени пребывания импульса в Введение временной селекции сигналовультразвуковом преобразователе 1, по- синхрокольцевых схем позволяет повыситьступает через элементы ИЛИ 18 и 12 на помехоустойчивость, так как ждущие мульвход генератора 14. Этот же сигнал сов- тивибраторы 10 и 11, запускаясь импульпадения, пройдя через второй элемент 20 % сами синхрокольцевых схем, поступающимизадержки, элемент ИЛИ 13, поступает на с выходов соответственно элементов И 8вход генератора 15 с временным сдви- и 9, подают запрещающий потенциал нагомб Т /2. дополнительные входы элементов И 8 и 9,Процесс повторного запуска синхроко- При этом синхрокопьцевые схемы разрывалец происходит при каждом совпадении 1 ц ются на время Т, равное периоду следоваимпульсов на входах схемы 16 анализа. ния импульсов, Размыкание синхрокольцеЧастота следования импульсов на вы- вых схем способствует уменьшению вероходе. схемы 16 анализа, пропорциональ- ятности появления ложных импульсов, Приная расходу жидкости, измеряется часто- этом повышается точносп, измерения рас-томером 22, 15 хода жидкости, Составитель Н. БурбелоРедактор Л, Гратилло Техред М. Тепер Корректор М. ДемчикЗаказ 2122/63 Тираж 641 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4