Ультразвуковой частотно-временной расходомер

(57) Изобретение отнтельной технике. Целповышение точности и СТОТНО-ВРЕ ится к измеризобретенияпрощение экс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(56) Авторское свидетельство СССРУ 162334, кл, С 01 Р 1/66, 1963Авторское свидетельство СССРМф 523285, кл. С 01 Р 1/66, 1974Киясбейли А,Ш Измайлов А,М,Частотно-временные ультраэвукорасходомеры и счетчики, М,: Машинстроение, 1984, с. 62-68луатации расходомера, Импульсы генератора 1 через ключ 3, схему 14 совпадения и схему 15 установки за время действия разрешающего импульса формирователя 13 поступают на счетчик 6 на выходе которого устанавливается код, равный значению коэффициента умножения, Этот код переписывается в делитель 4 и измерительное устройство 24, в котором по значениям разностной частоты с выхода схемы 21 определяется значение расхода, Устр-во позволяет автоматически устанавливать коэффициент внутреннего умножения и несущих частот управляемых генераторов 1 и 2 в зависимос- се ти от диаметра датчика и скорости распространения ультразвуковых волн, обеспечивая большой диапазон работы устройства, 2 ил.25 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расходов различных жидких сред.Цель изобретения - повышение точности и упрощение эксплуатации расходомераНа Фиг,1 изображена принципиальная блок-схема расходомера; на фиг,2 - 10временные диаграммы сигналов в точкахсхемы расходомера,Расходомер состоит из управляемыхгенераторов 1 и 2, соединенных черезпервый ключ 3 с входом делителя 4 1.частоты; формирователя 5 зондирующихимпульсов, второго 6, третьего 7 ичетвертого 8 ключей, усилителя-формирователя 9, входом соединенного свыходом третьего ключа 7, тактового 20распределителя 10, входом соединенного с выходом делителя 4 частоты и выходами с входом формирователя 5 зондирующих импульсов и через него свходом второго ключа 6, а также скоммутатором 11; временного селектора12, входами подключенного к входамтактового распределителя 10 и усилителя-формирователя 9 приемных сигналов, а выходом соединенного с входом 30четвертого ключа 8; формирователя 3временных интервалов, имеющего входами связь с одним из выходов тактовогораспределителя 10 и с одним из вьгходов усилителя-формирователя 9; схемы14 совпадения, подключенной однимвходом к выходу формирователя 13 временных интервалов, а другим входомсоединенной с входом делителя 4 частоты; схемы 15 установки внутреннего 40умножения (например, схема ИЛИ), одним из входов соединенной со схемой14 совпадения; первого реверсивногосчетчика 16 управления коэффициентомделения делителя 4 частоты; третьего 4 г,17 и второго 8 реверсивных счетчиковуправления соответственно второй 19и первой 20 схемами управления частотами генераторов 1 и 2, причем входысчетчиков 7 и 8 через ключ соедине.ны с временным селектором 2, а второй выход второго счетчика 18 связанс входом схемы 15 установки внутреннего коэффициента умножения; схемы 21выделения разностной частоты, входыкоторой соединены с выходами генераторови 2; приемопередающих преобразователей 22 и 23, соединенных через ключи 6 и 7 соответственно с формирователем 5 зондирующих импульсов иусилителем. формирователем 9; измерительного устройства 24, один вход которого имеет связь с выходом первогосчетчика 16, а второй - с выходом схемы 21 выделения разностной частоты,Расходомер работает следующим образом,Управляемые генераторыи 2 вырабатывают импульсы с периодами следования Т и Т(фиг,2 а, ж). Предварительно сигналами коммутатора 11 ключи 3 и 6-8 переведены в режим излучения УЗВ, например, по потоку,Приэтом импульсы генератора 1 черезключ 3 подаются на делитель 4 частоты с коэффициентом деления п, на выходе которого появляются сигналы(Фиг,2 б). Первый из них через тактовый распределитель 10, формирователь5 зондирующих импульсов и ключ 6 подается на передающий преобразователь22 (фиг,2 в), УЗВ, проходя через измеряемую жидкость, принимается преобразователем 23 и через ключ 7, усилитель-формирователь 9 (фиг,2 в) поступает на вход дискриминатора 12 времени, где сравнивается с опорным сигналом, поступающим с второго выходатактового распределителя 10 (фиг,2 д),Далее в зависимости от временногорасположения этих двух сигналов черезключ 8, счетчик 18, цифроаналоговыйпреобразователь 20 происходит управление частотой импульсов генератора 1до совпадения во времени опорного иприемного сигналов, Импульсом с третьего выхода тактового распределителя 1 О (фиг,2 е, в) коммутатор 11 переключает всю схему в режим излученияпротив потока, При этом повторяютсявьппеописанные циклы (Фиг2 ж, е),При первом включении расходомераосуществляется выбор и установка значения коэффициента внутреннего умножения, Для этого в одном из режимовизлучения УЗВ, например,по потоку формирователь 13 формирует разрешающийдля схемы 4 совпадения импульс(фиг,2 г) длительностью, равной времени прохождения УЗВ в датчике, Импульсы генератора 1 через ключ З,схему 14 совпадения и схему 15 установкитолько за время действия разрешающего импульса формирователя 13 поступают на счетчик 16, на выходе которогоустанавливается код, равный значениюкоэффициента внутреннего умножения,13648824т.е, и, Затем этот код переписывается ти от диаметра датчика и скоростив делитель 4 и измерительное устрой распространения ультраэвуконых волн,ство 24. В последнем по значениям обеспечивая большой диапазон работыразностной частоты с выхода схемы 21 устройства5коэффициентов п и преобразования (оп- ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУльтразвуковой частотно-временнойра) определяется значение расхода. расходомер, содержащий датчик расхода с двумя приемопередающими преобВ случае изменения в условиях 1 О разователями, первый и второй управэксплуатации расходомера физико-кими- ляемые генераторы, формирователь зон.ческих парамет ов изме яемой жи кор р измеряемой жидкости, дирующих импульсов, тактовый распрескорость УЗВ может значительно отли- делитель, усилитель-формировательчаться от первоначального значения, приемных сигналов, временной селекпри котором было установлено значе тор, схему выделения разностной часри этом управляе тоты, первую и вторую схемы управлемые генераторы мог т аботать на неут р ботать на нения генераторами, делитель частоты,линейном участке характеристики или первый, второй и третий ключи, комтребуемая частота окажется вне -иапар у ется вне диапа мутатор и измерительное устройство,зона их перестройки. Тогда возникает 20 соединенное со схемой выделения разнеобходимость корректировки значения ностной частоты, причем входы управи с целью обеспечения функционирова- ляемых генераторов соединены с выхония генераторов в узком диапазоне пе- дами соответствующих схем управления1рестраиваемых частот. Для этого в а выходы - со схемой выделения разсостав расходомера вводится дополни ностной частоты и через пе ый клютельный канал автоматического управ- и делитель частоты с тактовым распреления коэффициентом внутреннего умно делителем, который выходами соединенжения, который действует следующим с временным селектором, коммутатороми через формирователь зондирующих имПредварительно в счетчике 18 уста- ЗО пульсов - с вторым ключом, соединеннавливается число, значение которого ным с приемопередающим преобразовазависит от диапазона перестройки и телем, который через третий ключ икрутизны характеристики генераторов усилитель-формирователь подключен к1 и 2. В режиме слежения в зависимос- временному селектору о т л и ч а юЭти от временного расположения прием- З 5 щ и й с я тем, что, с целью повьпденого и опорного импульсов на дискри- ния точности и упрощения эксплуатацииминаторе 12 времени (фиг,2 д,к) посту- он снабжен формирователем временныхпающие на вход реверсивного счетчика интервалов, схемой совпадения, схе 18 импульсы или вычитаются или сум мой установки внутреннего коэффициенмируются от установленного значения, 40 та умножения, первым, вторым и третьобеспечивая тем самым требуемую час- им реверсивными счетчиками, четвертоту генераторов, При изменении ско- тым ключом, причем временной селекторрости УЗВ на входе счетчика 18 могут через четвертый ключ подключен ксформироваться импульсы заема или пе- второму и третьему реверсивным счетреполнения, которые через схему 15 45 чикам, каждый из которых подсоединенустановки поступают соответственно к одной иэ схем управления генератона суммирующий или вычитающий входы ром, а формирователь временных интерреверсивного счетчика 16 управления валов входами соединен с выходамикоэффициентом деления делителя п, тактового распределителя и усилителят,е, в делителе 4 и измерительном уст 50 формирователя, а выходом через схемуройстве 24 устанавливается код (+1) совпадения, подключенную вторым вхоили (-1). Таким образом, обеспечива дом к выходу первого ключа - с перется функционирование генераторов 1 вым входом схемы установки внутрени 2 в узком диапазоне частот. него коэффициента умножения, соединенУстройство позволяет автоматичес ной вторым входом с вторим реверсивки устанавливать коэффициент внут ным счетчиком, а выходом через первыйреннего умножения и несущих частот счетчик с измерительным устройствомуправляемых генераторов в зависимос- и делителем частоты,/5 роиэводственно-пол ческо дприятие каз 6579/32 ВНИ и 1303Шоставитель М,Аехред М.Дидык Тираж 717 Государственного ко лам изобретений и о осква, %-35, Раушск митета СССР крытийя наб д,д, ул. Проектная, 4