Способ измерения давления жидкости в трубопроводе и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801413456 А 1 110 ГОСУД ПО ДЕ ВЕННЫЙ НОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ССРРЫТИЙ ПИСАНИ БРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4119100/24-1015.09.8630,07.88, Бюл. ВГосударственный ньский институт гр(21) (22) (46) (71) тразвуот еди- измереьсов вы исследоои авиаател ьство СССР 1/00, 1983, тво СССР /00, 1980. ДАВЛЕНИЯ ЖИД- УСТРОЙСТВО литуде, длиеменному интерфронтами раого импульсов.давления жидкосем суммированияв в сумматоре 6. с начение измеряемого ти определяется п информативных сиг , 2 ил. 2 с,п. ф-лы(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ ИДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при дистанционном контроле давления текучих сред в трубопроводах без нарушения их целостности в широком диапазоне температур, например, для диагностики гидравлических систем самолетов. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне температур, Для этого предлагается одновременно формированием, приемом и измерением времени распространения рабочих импульсов, распространяющихся в жидкости, аналогичные операции производить над дополнительнымиковыми импульсами, распромися в стенке трубопроводного излучателя 3Функциюния параметров данных импу полняет дополнительная электрическаясхема 9, содержащая те же элементы,что и.основная схема 5, а именно второй усилитель 10, второй формирователь 11, второй преобразователь 12,включенные последовательно. Основное.назначение дополнительных импульсов - температурная корректировкарабочих импульсов. Выделения информативного сигнала, зависящего отскорости распространения ультразвуковой волны в контролируемой жидкости в зависимости от ее температуры,осуществляется преобразователями15 и 12 рабочего и дополнительногосигналов. При этом, выделенные сигналы имеют форму прямоугольных импульсов, постоянных по амптельностью, равной ввалу между переменнымибочего и дополнительИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частностик способам и устройствам для ультразвукового измерения давления жид 5кости в трубопроводах без их расстыковки и введения в контакт со средой каких-либо чувствительных элементов, и может быть использовано в различныхобластях техники, например, для диаг"10 костики гидравлических систем летательных аппаратов.Целью изобретения является повыше ние точности измерения давления вшироком диапазоне температур. 15На фиг. 1 представлена структурная блок-схема измерителя давления жидкости в трубопроводе; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.20Устройство для измерения давления жидкости в трубопроводе 1 содержит, размещенные на трубопроводе 1 преобразователь 2 температуры контролируемой жидкой среды, акустически связанные излучатель Э и приемник 4 ультразвукового преобразователя и электрическую схему, включающую с одной стороны последовательно соединенные приемник 4 ультразвукового 30 преобразователя, блок 5 формирования импульсов и сумматор 6, а с другой- генератор 7 импульсов, к выходу которого подключены излучатель 3 и блок 8 задержки, выход которого под ключен к второму входу блока 5 формирования импульсов. Устройство снабжено дополнительной электрической схемой 9, содержащей последовательно подключенные к выходу преобразовате ля 2 температуры контролируемой жидкости усилитель 10, формирователь 11 и преобразователь 12 импульсов, второй выход которого подключен к второму входу сумматора 6, а второй вход - к второму выходу блока 8 задержки. Преобразователь 2 температуры выполнен в виде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразователя, а блок 5 Формирования импульсов представляет собой последовательно подключенные к выходу приемника 4 ультразвукового преобразователя усилитель 13, формирователь 14 и преобразователь 15 импульсов, выход которого подключен к сумматору б, а второй вход - к выходу олока 8 задержки, Преобразователи 12 и 15 выполнены в виде электронных ключей, а блок задержки формирует прямоугольные импульсы.Для формирования в сумматоре 6 сигнала, пропорционального измеряемому давлению с учетом температуры контролируемой среды, предусмотрена электрическая схема, состоящая из счетчика 16 импульсов, генератора 17 и счетчика 18 тактовых импульсов. При этом вход счетчика 18 подключен к выходу преобразователя 15 импульсов, а выход - к первому входу счетчика 16 импульсов, выход которого подключен к третьему входу сумматора 6, а второй и третий входы соответственно - к выходу второго преобразователя 12 и к выходу генератора 17 счетных импульсов, подключенного к четвертому входу сумматора б.Устройство, реализующее способ измерения давления жидкости в трубопроводе, работает следующим образом,Нри помощи генератора,7 импульсов вырабатывается последовательность коротких импульсов, которые направляются на излучатель 3, где они преобразуются в ультразвуковые колебания, которые через стенку трубопровода 1 вводятся в контролируемую среду, Отразившись от противоположной стенки трубопровода 1, ультразвуковые колебания второй раз проходят через контролируемую среду и стенку и попадают на основной приемник 4 ультразвукового преобразователя, где они преобразуются в электрические импульсы. Одновременно часть ультразвуковых волн распространяется в стенке трубопровода 1 и после многократного отражения принимаются преобразователем 2 температуры, выполненным в виде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразователя, который также преобразует ультразвуковые волны в электрические импульсы, Усилители 10 и 13 усиливают эти импульсы, а формирователи 11 и 14 Формируют импульсы прямоугольной формы определенной длительности, которые поступают соответственно на входы преобразователей 12 и 15, вы-, полненные в виде электронных ключей. На управляющий вход преобразователя поступают из блока 8 прямоугольные импульсы, задержанные на время Якоторые открывают ключ раньше прихода основного импульса из приемника 4 ультразвукового преобразователя на3 1413456время 1 1 и закрывают его по истече. нии длительности ь (фиг,2, пози ция 1 по ординате),Таким образом, формируется информативная длительность ь (фиг.2,л5позиция 2) сигнала основного приемника 4 и на это время Г сигнал спреобразователя 15 открывает счетный вход сумматора 6. На управлякщийвход преобразователя 15 поступаетиз блока 8 прямоугольный импульс,задержанный на время 7 который9открывает его раньше прихода импульса, сформированного цепочкой 4-13-14, 15и закрывает его по истечении длительности 1;, т.е, формируется импульс длительности ь, (позиция 2 нафиг. 2), пропорциональный временипрохождения основной ультразвуковойволны через контролируемую среду.Аналогично получают .корректирующийимпульс, сформированный цепочкой2-10-11-12 с длительностью пропорцио"нальной температуре трубопровода 1(контролируемой среды).Для того, чтобы число импульсовБ , записанных в счетчике 16, былопропорционально величине давления сучетом поправки на температуру средына время ь (позиция 4.на фиг, 2),открывают счетный вход счетчика 16,подключенный к выходу генератора 17и формируют в счетчике 16 число импульсов М.(позиция 6, фиг.2), причем это количество определяется длительностью импульса 11 и числом тактов записи, определяемыхвыходом счет- ,чика 18, который подключенк управляющему входу счетчика 16. При наличиисигнала на этом входе число импуль, сов накопленных в счетчике 16 за Н такттов, переписывают в разностный входсумматора 6.Использование изобретения повышает точность измерений в широком диапазоне температур контролируемой жидкой среды за счет более полного учетаи локализации температурного фактора, повышает быстродействие за счетснижения инерционности преобразователя температуры Формула изобретения 1. Способ измерения давления жид 55 кости в трубопроводе, заключающийся в Формировании ультразвуковым излучателем периодических, рабочих импульсов, распространяющихся с однойстороны через линию задержки, а сдругой - через жидкость, приеме и выделении информативных электрическихпрямоугольных импульсов постояннойамплитуды, по длительности равных ин-тервалам между передними фронтамипринятого и задержанного импульсов,измерении температуры жидкости и проведении температурной коррекции выходного сигнала, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности в широком диапазоне температур принимают ультразвуковым преобразователем дополнительную ультразвуковую волну, распространяющуюся встенке трубопровода в процессе формирования рабочих импульсов от ультразвукового излучателя, суммируютвремя температурного приращения скорости ее распространения за определенное число периодов рабочих импульсов, вводят температурную поправкупутем определения временных Интервалов между передними фронтами рабочего и дополнительного импульсов и определяют давление жидкости суммированием скорректированных рабочих импульсов за определенное число периодов, 2. Устройство для измерения давления жидкости в трубопроводе, содержащее первый преобразователь импульсов, первый усилитель и первый формирователь импульсов, а также преобразователь температуры контролируемой среды и акустически связанных через жидкость и стенки трубопровода излучатель и приемник ультразвукового преобразователя, выход которого через последовательно соединенные первый усилитель и первый формирователь импульсов подключен к первому входу первого преобразователя импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу линии задержки, включенной в цепь излучателя и генератора импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй преобразователь импульсов, счетчик импульсов, генератор счетных импульсов, счетчик тактовых импульсов, сумматор с четырьмя входами, второй усилитель и второй формирователь импульсов, причем выход первого преобразователя импульсов подключен к1413456 Составитель С.РоманскииТехред М.Ходанич вцов ректор актор М.Келемеш раж 8 дписн Заказ 3773/ омитета СССР открытий ая наб., д. 4/ ИИПИ Государстпо делам изоб Москва, Жнного тений 0 ауш Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг Проектная,первому входу сумматора и через счетчик тактовых импульсов к первому входу счетчика импульсов, соединенного своим вторым. входом с первым выхо 5 дом второго преобразователя импульсов, третьим входом - с выходом генератора счетных импульсов и четвертым водом сумматора, третий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, а второй - к второму выходу второго преобразователя импульсов, соединенного своим вторьм входом с выходом линии задержки, а первым входом - с выходом второго формирователя импульсов, при этом входвторого усилителя подключен к выходупреобразователя температуры контролируемой среды.