Ультразвуковой фазовый расходомер

(19) (11 66 4(5 ПИСАНИЕ ИЗРБРЕТЕНИЯ . 3 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРИф 1000763, кл. С 01 Р 1/66, 1981.2. Патент США У 2746291.,. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФАЗОВЫЙРАСХОДОМЕР, содержащий измерительныйканал, образованный двумя электроакустическими преобразователями, установленными на противоположных стен-,ках трубопровода под углом к направлению потока и подключенными черезкоммутатор к задающему генератору,фазометр и регистратор, о т л и ч а,ю щ и й с я тем, что, с целью новы,щения точности измерений, он дополкительно.снабжен двумя электроакустическими преобразователями, установленньаки на противоположных стенкахтрубопровода и образующими вспомогательный канал, перпендикулярный кнаправлению потока, а также генератором управляющих сигналов, ключом исчетчиком, причем выход задающегогенератора через ключ подключен кодному из электроакустических преобразователей вспомогательного канала, выходы генератора управляющихсигналов подключены к вторым входамключа и коммутатора, выходы фазометра подключены к выходу коммутатораи второму электроакустическому преобразователю вспомогательного канала, а его выход через счетчик подключен к регистратору, при этом базы измерительного и вспомогательного каналов равны между собой.1141Изобретение относится к измеритель, ной техникеи может быть использовано в различных отраслях народного;хозяйства для измерения расхода текущих сред в трубопроводах.Известен ультразвуковой расходомер, содержащий измерительный и опорный каналы, каждый иэ которых образован .парой обратимых электроакустических преобразователей, расположенных яа противоположных стенкахтрубопровода, задающий генератор,генератор вспомогательной частоты,три ключа, два смесителя, нуль-детектор, измеритель временных интервалов, индикатор знака и схему логики 13,Однако данное устройство имеетограничения, связанные с малым диапазоном скоростей измеряемых потоков.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является измеритель скорости потока, содержащий измерительный канал, образованный двумя электроакустическими преобразователями, через коммутатор соединенные с задающим генератором иприемником, два смесителя, первыевходы которых подключены к генера 30тору опорных импульсов, вторые - квходам задающего генератора и приемника, а вьгкоды - к входам фазометра,выход которого подключен к регистратору 12.Недостатками известного устройства являются малый диапазон допустимых значений сдвига фаз между сигналами приема и опорным и, как следствие, низкая точность измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.Цель достигается тем, что ультразвуковой фазовый расходомер, содержа. щий измерительный канал, образованный двумя электроакустическими преобразователями, установленными напротивоположных стенках трубопровода, под углом.к направлению потока иподключенными через коммутатор к задающему генератору, фазометр и регистратор дополнительно снабжен двумяэлектроакустическими преобразователями, установленными на противоположных стенках трубопровода и образующими вспомогательный канал, перпендикулярный к направлению потока, атакже генератором управляющих сигналов, ключом и счетчиком, причем 294 2вьход задающего генератора через ключподключен к одному из электроакусти-ческих преобразователей вспомогательного канала, выходы генераторауправляющих сигналов подключены квторым входам ключа и коммутатора,входы фазометра подключены к выходукоммутатора и второму электроакустическому преобразователю вспомогательного канала, а его выход через счетчик подключен к регистратору, приэтом базы измерений измерительногои вспомогательного каналов равны между собой,На чертеже показана принципиальная блок-схема предлагаемого устройства,Ультразвуковой расходомер содержитзадающий генератор 1, генератор 2управляющих сигналов, коммутатор 3,ключ 4, измерительный канал, образованный двумя обратимыми электроакустическими преобразователями 5 и 6,вспомогательный канал, образованныйэлектроакустическими преобразователями 7 и 8, фазометр 9, суммирующийсчетчик 10 и регистратор 11. Расстояния между электроакустическими преобразователями в измерительном ивспомогательном каналах между собой, а ось вспомогательного каналасоставляет угол 90 с осью потока,оРасходомер работает следующим образом.С выхода задающего генератора 1через коммутатор 3 и управляемыйгенератором 2 на электроакустическиепреобразователи 5 и 6 попеременнопоступает электрический сигнал возбуждения и = зЫ м,Сигнал 7 преобразуется электроакустическими преобразователями 5 .и 6 в ультразвуковые сигналы, которые проходят через контролируемыйпоток попеременно по и против потока.Прошедший через контролируемый поток, сигнал поступает на один изэлектроакустических преобразователей5 и 6 и преобразуется в электрический сигнал приемаМ =Эпй - - 1 з - 2 о, С+чу о где 1. - расстояние между электроакустическими преобразователями;С - скорость звука в контролируемой среде;1141 3Ч - проекция скорости течениясреды на направление распространения ультразвуковыхсигналов.С выхода генератора 1 через ключ 4, управляемый генератором 2, на электроакустический преобразователь 7 также поступает основной электрический сигнал возбуждения Б, Он преобразуется в ультразвуковые сигналы, 10 которые проходят через контролируемый поток и преобразуется электро- акустическим преобразователем 8 вновь в электрический сигнал У = зжю (сЭ о - -). 15ССигналы Ч и Ч поступают на входы фазометра 9, обеспечивающего измерение абсолютной величины сдвига фаз между ними. Сигнал Ч является3опорным, он формируется из основного сигнала задающего генератора 1 Ч пу 1 тем его задержки на время, равное Ь/С. Задержка не зависит от скорости течения среды, так как ось вспомо- д гательного электроакустического ка 1 нала перпендикулярна оси потока.Абсолютная величина сдвига по фазе между сигналами Ч и Уз в смеж 294ных тактах измерения равна ЬЧ/Сф . Она преобразуется фазометром 9 в пропорциональную величину, например цифровой код, выраженную в цифровом коде. Счетчик 10 осуществляет сложение кодов и результат сложения, пропорциональный 2 ЬЧ/С, фиксируется регистратором 11. Суммирование сдвигов фаз для противоположных направлений распространения зондирующих сигналов необходимо для исключения погрешности, обусловленной неизбежной геометрической асимметрией измерительного и вспомогательного электроакустических каналов. Благодаря этому может быть использован практически весь диапазон от О до 2 П сдвигов фаз допустимых для измерений,Предлагаемый ультразвуковой фазовый расходомер обеспечивает увеличение диапазона измеряемых сдвигов фаз между сигналами приема, что при прочих равных условиях обеспечивает увеличение точности измерений.Кроме того, устройство обеспечивает возможность проведения измерений в широком диапазоне расходов и диаметров трубопроводов, начиная с весьма малых.114129 . тник Заказ 486/31 Тираж 703И Государственелам изобретенМосква, Ж,Подписнота СССР ого ком й и отк ииб., д. 4/5 ушска илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Н,БурбелоРедактор И; Дербак Техред О.Неце Корректор