Ультразвуковой расходомер

(19) 111) Е 1/66 ЛЬСТ в ко ОМЕР измере- ртируевысить ремен- фиксиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(71) Харьковский институт инженеромунального строительства(54) УЛ ЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОД(57) Изобретение предназначено дляния расхода жидких сред, транспомых по трубопроводам, и позволяет понадежность измерения расходомера. Вной интервал между п-м импульсом,БРЕТЕНИЯ рующим момент достижения понижающимся напряжением заданного уровня, преобразуется преобразователем 18 в цифровой код, пропорциональный объемному расходу контролируемой ультразвуком среды. При сбоях в работе на выходе элемента И логической схемы 22, соединенного с соответствующей линией задержки 9, 10 и 19, сохранится высокий уровень. Импульс начала посылки акустических волн очередного периода измерения, поступивший с выхода формирователя 7 через вход этого элемента И, установит линию задержки 19 в состояние задержки на время, по истечении которого формирователь 21 вырабатывает строб-импульс. Стробирования зондирующими контролируемую среду сигналами не будет до тех пор, пока не будет восстановлен их прием по потоку и против него, 2 ил.1278587 М =1 - 1 ь 5 20 ;)5 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к технике измерения и предназначено для измерения расхода жидких сред, транспортируемых по трубопроводам.Цель изобретения - повышение надежности измерения расходомера за счет сокращения длительности стробирующих импульсов до значения удвоенной длительности принимаемых из потока сигналов. На фиг,1 показана функциональная схема расходомера; на фиг,2 - времяимпульсная диаграмма стробирования принимаемых сигналов по потоку и против него.Устройство содержит электроакустический тракт 1 с обратимыми электроакустическими преобразователями 2 и 3, установленным.и на противопложных стенках трубопровода, электронный переключатель 4, генератор 5 возбуждения, счетчик 6, первый формирователь 7 синхроимпульсов, двухканальную схему 8 стробирования, первую 9 и вторую 10 линии задержки, первый 11 и второй 12 формирователи строб-импульсов, ключи 13 и 14, приемные усилители 15 и 16, оперативное запоминающее устройство 17, цифровой преобразователь 18 многовенного расхода, третью линию 19 задержки, триггер 20, формирователь 21 строб-импульсов, схему 2 И - 2 ИЛИ 22, ячейки 23 - 26 памяти оперативного запоминающего устройства 17.Расходомер работает следующим образом.Сигналы, излученные по и против потока в измерительном канале ультразвукового расходомера и принятые обратимыми преобразователями, стробируются импульсами, длительность которых Л = 1. - 1 ь где 1 и 1 - время распространения ультразвукового импульса в направлении по и против потока соответственно. Длительность М выбрана с учетом упреждения на прием и на случай запаздывания от возможного изменения скорости ультразвука в среде по длине базы измерения (в пределах временных значе ний распространения от 1,мин до 19 макс) по причине воздействия на скорость С температуры контролируемой среды, ее химического состава, скорости потока Ч, поэтому длительность строб-импульсов во много раз превышает длительность принимаемых сигналов. В результате, в процессе действия стробимрульса в измерительную схему наряду с полезными сигналами проходят сигналы акустических помех, вызывая сбои в работе расходомера,Чтобы повысить помехозащищенность процесса измерения от акустических помех, необходимо длительность стробирующих импульсов Л сократить в такой мере, чтобы приблизить к удвоенной длительности 2 Лт принимаемых из потока сигналов, обеспечив при этом уверенный прием последних во всем диапазоне измерения скорости С распространения акустических волн.С этой целью в ультразвуковом расходомере прием первых сигналов, излученных акустических волн в поток, и прием сигналов в случаях сбоев в работе расходомера стробируются импульсами большой длительности а во всех последующих измерениях принимаемые сигналы стробируются импульсамималой длительности что обеспечивает высокую помехозащищенность процесса измерения.Малая длительность строб-импульсов обеспечена за счет следящего стробирования, Осуществляется это следующим образом.В исходном состоянии на первых входах ключей 13 и 14 (фиг.1) - низкие уровни, что соответствует закрытому состоянию последних, оперативное запоминающее устройство 17 и цифровой преобразователь 18 мгновенного расхода - в состоянии покоя, триггер 20 - в состоянии логического 0, а поэтому с его единичного выхода на установочном входе третьей линии 19 задержки, соединенным с выходом триггера, действует низкий уровень, последняя закрыта. На первых входах элемента И логической схемы 22 с потенциальных выходов линии задержек 9 и О - высокие уровни, последняя активна. В момент времени , после установки схемы в состояние Измерение, и-й импульс, поступивший с выхода формирователя 7 на установочный вход триггера 20, устанавливает последний в состояние логической 1. Кроме того, этот импульс устанавливает две ячейки, например 23 и 24, оперативного запоминающего устройства 17 в состояние готовности накопления потенциалов. С выхода триггера 20 на одном из установочных входов линии 19 задержки появляется высокий уровень, Тогда первый импульс начала посылки акустических волн с выхода логической схемы 2 ИИЛИ поступает на другой установочный вход линии задержки 19 и изменяет состояние последней на время 1 ь которое является мин для всех случаев распространения акустических волн по длине базы измерения. По истечении времени 1 линия задержки 19 вновь принимает предыдущее состояние, а задержанный импульс с ее выхода поступает на вход формирователя 21.С выхода формирователя сформированный стробирующий импульс длительностью Л 1 устанавливает ключи 13 и 14 в состоя. ние проводимости.о= 3+ (4 - Лт,Формула изобретения 40 45 50 55 В процессе действия строб-импульсов сигналы акустических волн, принятые из потока электроакустическими преобразователями 2 и 3, преобразованные в электрические, усиленные и сформированные приемными усилителями 5 и 16 через открытые ключи 13 и 14 устанавливают линии 9 и 10 задержки в состояние задержки на время где 1 з - временной интервал предыдущего измерения, начало которого отображается сигналами, принятыми из потока, а конец - импульсами начала посылки акустических волн последующего измерения (фиг.2, в и с);14 - временной интервал последующего измерения, начало которого отображается импульсами начала посылки акустических волн, а конец - сигналами, принятыми из потока (фиг.2, в и а);14 - Лт - мин временной интервал возможного приема сигналов из потока в каждом следующем измерении.В течение времени 1 О нахождения линий задержки 9 и 10 в состоянии задержки принятых сигналов, с их потенциальных выходов на входах элементов И логической схемы 22 действуют низкие уровни, Схема закрыта, поэтому последняя сигналы начала посылки акустических волн не пропускает.Кроме того сигнал, принятый по потоку, устанавливает две ячейки, например, 23 и 24 оперативного запоминающего устройства 7 в состояние накопления потенциалов, а сигнал, принятый против потока, устанавливает эти ячейки в состояние хранения накопленных потенциалов. По истечении времени 1 о, начало которого исчисляется с момента приема сигналов из потока в предыдущем измерении (фиг.2, в и с) линии задержки 9 и 10 выдают импульсы, которые переводят формирователи 11 и 12 в состояние формирования строб-импульсов, длительностью 2 Лт = (14 + Лт) - (14 - Лт),высокие уровни которых устанавливают ключи 12 и 14 в состояние проводимости. В моменты действия этих строб-импульсов сигналы акустических волн, принятые из потока электроакустическими преобразователями 2 и 3, преобразованные в электрические усиленные и сформированные приемными усилителями 15 и 16, через электронные ключи 13 и 14 вновь устанавливают линии задержки 9 и 10 в состояние их задержки на время 1 о, при этом сигнал, принятый по потоку, опять устанавливает две ячейки оперативного запоминающего устройства в сос. тояние накопления потенциалов, а сигнал, принятый против потока, устанавливает эти ,ячейки в состояние хранения накопленного 5 0 15 20 25 30 35 потенцила. По истечении времени 1 О, линии задержки 9 и 10 выдают импульсы, которые переводят формирователи 11 и 12 в состояние формирования строб-импульсов, длительностью 2 Лт, т. е. процесс стробирования принимаемых сигналов повторяется в каждом периоде измеренияЗа п измерений и-й импульс начала посылки акустических волн с выхода формирователя 7 синхроимпульсов подтверждает состояние триггера 20 и ставит две ячейки запоминающего устройства 17 в состояние накопления потенциалов, а две ячейки, накопившие потенциал за временной интервал, заключенный между двумя и-ми импульсами, в состояние его понижения до заданного уровня. Временной интервал между п-м импульсом, фиксирующим момент достижения понижающимся напряжением заданного уровня, преобразуется цифровым преобразователем 18 в цифровой код, пропорциональный объемному расходу контролируемой ультразвуком среды.В случаях сбоев в работе расходомера, например, нет импульса по потоку, на входе элемента И логической схемы 22, соединенного с потенциальным выходом соответствующей линии задержки, сохраняется высокий уровень. Тогда импульс начала посылки акустических волн очередного периода измерения, поступивший с выхода формирователя 7 через второй вход этого элемента И, устанавливает линию9 задержки в состояние задержки на время 1, по истечении которого формирователь 2 вырабатывает строб-импульс, длительностью Л 1, причем Л 1 2 Лт, т. е. в случае сбоев в работе расходомера, стробирования зондирующими контролируемую среду сигналами не будет до тех пор, пока не восстановлен их прием по потоку и против него. Ультразвуковой расходомер, содержащий два обратимых электроакустических преобразователя, установленных на противоположных стенках трубопровода, возбуждающий генератор, через счетчик подключенный к одному из входов формирователя синхроимпульсов, двухканальную схему стробирования, каждый канал которой содержит последовательно соединенные линию задержки, формирователь строб-импульсов, ключ и усилитель, оперативное запоминающее устройство, входы которого подключены к двухканальной схеме стробирования и первому выходу формирователя синхроимпульсов, а выход - к цифровому преобразователю мгновенного расхода, выход которого является выходом расходомера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерений, в него введены третья линия задерж, г. Ужгоро БурбелоКорректор МПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб д, 4/5д, ул, Проектная, 4 Редактор М. БланаЗаказ 68 9/34В ИИПпо5,ПГ 1 1130 Филиалки, подкл 1 оченная выходом к третьему формирователю строб-импульсов, триггер и схема 2 ИИЛИ, причем выходы элементов И схемы 2 ИИЛИ подключены, соответственно, к потенциальным выходам линий задержки двухканальной схемы стробирования и первому выходу формирователя синхроимпульсов, выход схемы 2 ИИЛИ подключен к одному из входов третьей линии задержки, второй вход которой подключен к выходу триггера, вход триггера подключен к первому выходу формирователя синхроимпульсов, выходы третьего формирователя строб-импульсов подключены к первым входам ключей двухканальной схемы стробирования, а их выходы - к входам линий задержки соответствующих каналов и входам оперативного запоминающего устройства, при этом обратимые электроакустические преобразователи соединены с входами усилителей двухканальной схемы стробирования, а через электронный переключатель - с первыми двумя выходами возбуждающего генератора, третий выход которого подключен непосредственно к входу формирователя синхроимпульсов,