Одноканальный ультразвуковой расходомер

 

ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР по авт. св. № 877332, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , в каждую схему синхрокольца введен ждущий мультивибратор, вход которого подключен к выходу схемы И, дополни тельный ход которой подключен к выходу ждущего мультивибратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК цр G 01 F 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 877332 (21 ) 3232259/18-10 (22) 06.01.81 (46) 23.03.83. Бкд. J4 11 (72) P. В. Галанский и А, А. Золин (7 1) Научно-исследовательский и проектный институт автоматизированных систем управления автомобильным транспортом обшего пользования (53) 621.179.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N» 877332, кп. & 01 F 1/66, 1979 (прототип).

ÄÄSUÄÄ 1006915 А (54)(57) OQHOKAHAËÜÍÛA УЛЬТРАЗВУКОВОЙ PACXOQONEP по авт. св.

М 877332, о т л и ч а ю ш и и с я . тем, что, с иелью повышения помехоустойчивости, в каждую схему синхрокоиьца введен ждуший мультивибратор, вход которого подключен к выходу схемы И, дополнительный вход которой подключен к выходу ждущего мультивибратора.

1 10069

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технике измерения расхода жидкости, например расхода топлива.

По 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, 15 вторые выходы которых подключены к вторым входам схемы И соответствуюшего синхрокольца, схему анализа, входы которой подключены к выходам схем И, а выходы к частотомеру, триггеру и пер- 20 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 2$ 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- 5а ходы схемы анализа pl).

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 электромагнит-4О ных помех синхрокольцевые схемы генерируют дополнительные ложные импульсы, которые приводят к большим погрешностям при измер нии расхода жидкости.

Целью устройства является повышение его помехоустойчивости.

Эта цель достигается тем, что в каж-. дую схему синхрокопьца устройства введен ждущий мультивибратор, вход которого подключен к.выходу схемы И, дополнительный вход которой подключен к выходу ждущего мультивибратора..

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого расходомера.

Устройство содержит акустический преобразователь 1 с пьезоэлементами 2 и 3.

Пьезоэлементы 2 и 3 подключены к схемам синхроколец, содержащих усилители 4.и 5 импульсов, формироватепи 6 и

15 2

7>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 16 анализа, 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 выходом генератора 14 первой схемы синхрокольца и с входом усилителя 4 второй схемы синхрокольца, пьезоэлемент 2 соединен с выходом генератора 15 второй схемы синхрокоаьца и с,входом усилителя 5 первой схемы cHHxpoKoJIbIIB, Выход усилителя 5 импульсов через формирователь

7 и элемент И 9 подключен к входу ждущего мультивибратора 11 и к первым входам элемента ИЛИ 12 и схемы 16 анализа.

Инверсный выход генератора 15 подключен к второму входу элемента И 9, а выход ждущего мультивибратора подключен к дополнительному входу элемента

И 9. Третий вход элемента И 9 соединен с выходом триггера 21, Выход усилителя 4 импульсов подсоединен через формирователь 6 и элемент

И 8 к входу.ждущего мультивибратора 10 и к второму входу схемы 16 анализа.

Формирователи 6 и 7 предназначены для формирования импульсов, дпительность которых значительно меньше выходных импульсов генераторов 14 и 15, Ждущие мультивибраторы 10 и 11 с соответствующими элементами И 8 и 9 образуют временные селекторы импульсов синхрокольцевых схем. Работа их основана на том, что период следования импульсов синхрокольцевых схем является постоянной величиной и определяется расстоянием между пьезоэлементами

2 и 3, скоростью ультразвука в жидкости, проходящих через канал ультразвукового пьезопреобразователя 1 и временными задержками в электронных схемах расходомера.

Схема 16 анализа предназначена для выделения момента совпадения импульсов обеих синхрокальцевых схем. Импульсы совпадения поступают на выход 23, а при несовпадении импульсов, поступающих на входы схемы анализа 16 — на выход 24, подключенный к входу элемента

ИЛИ 13.

Выход 23 схемы 16 анализа подключен к входу частотомера 22, к первому входу триггера 21, а через первый элена пьезоэлемент 3 и усилитель 4 импуль-сов. Пьезоэлемент 3 излучает ультразвуковой импульс по потоку. Пройдя через измерительную среду, импульс поступает на пьезоэлемент 2, который преобразует 20 его в электрический сигнал.

С пьезоэлемента 2 импульс поступает на вход усилителя 5, затем преобразует формирователем 7 в короткий импульс, который поступает на первый вход эле,мента И 9.

При поступлении разрешающего сигнала с инверсного выхода генератора 15 и с выхода ждущего мультивибратора 11 на второй и дополнительный входы эле- 30 мента И 9 короткий импульс с выхода элемента И 9 поступает на вход схемы 16 анализа, на вход ждущего мультивибратора 11, второй вход элемента ИЛИ

12. При этом выходной сигнал генерато- З ра 14, поступая на вход усилителя 4, проходит через формирователь 6 на один из входов элемента И 8, далее он не проходит, так как на другой вход элемента

И 8 поступает запрещающий сигнал с выхода генератора 14. Импульс с выхода элемента И 9, пройдя через элемент ИЛИ

12, запускает генератор 14 и поступает на один из входов схемы 16 анализа.

Этот же сигнал с выхода элемента И

8 пройдя через ждуший мультивибратор

11, поступает в виде обратной связи на дополнительный элемент И 9, вырабатывает сигнал запрета, и первое синхрокольцо разрывается на время Т, где Т - пе$0 риод следования импульсов cHHxpoKanblla.

Далее процесс повторяется. Одиночный импульс с выхода элемента ИЛИ 18 схемы запуска, пройдя через второй элемент

20 задержки, создающий временной сдвиг р=7 2,и нервый вход элемента ИЛИ 13

М запускает генератор 15. Импульс с выхода генератора .15 поступает на пьезоэлемент 2 и усилитель 5 импульсов. Пройдя

3 1006915 4 мент 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 второй ход элемента ИЛИ 18 подключен к вто- вход элемента И 9 с инверсного выхода рым входам элемента ИЛИ 12 и тригге- S генератора 15 поступает запрещающий ра 21 и через второй элемент 20 за- импульс. При поступлении импульса с втодержки —. к второму входу элемента ИЛИ рого синхрокопьца на пьезоэлемент 2 из13. лучается ультразвуковой импульс.

Устройство работает следующим об- Последний, поступая на пьезоэлемент разом. М 3, проходит через усилитель 4, преобраПосле включения питания генератор зуется формирователем 6 в короткий им17 запуска формирует одиночный импульс, пульс. С выхода формирователя 6 импульс который проходит через элементы ИЛИ проходит через элемент. И 8, так как на

18 и 12 на вход генератора 14. С вы- его второй вход с инверсного выхода гехода генератора 14 импульс поступает И нератора 14 и на допопнительный вход ждущего мультивибратора 10 поступают разрешающие сигналы. С выхода элемента И 8 импульс поступает на вход ждущего мультивибратора 10, на второй вход 16 схемы анализа, с его выхода

24 - на вход элемента ИЛИ 13, запускает генератор 15. Далее процесс повторяется. С выхода ждущего мультивибратора 10 на дополнительный вход элемента

И 8 поступает сигнал запрета на время

Т, где Т вЂ” период следования импульсов с синхрокольца.

Таким образом, оба синхрокольца цредставля ют последовательность ультразвук ковых и электрических импульсов с периодом следования Т и с временным сдвигом 2==Т/9,.

Одновременное существование обеих синхроколец продолжается до тех пор, пока за счет разности времени распростра- . нения импульсов, ПО" и ПРОТИВ" пото- ка, временной сдвиг Й изменится так, что произойдет совпадение во времени сигнала с выхода элементов И 8 с сигналом с выхода элемента И 9 в-схеме

16 анализа. При совпадении импульсов на выходе 23 схемы 16 анализа формируется импульс, который поступает на вход сброса триггера 21, на частотомер

22 и на первый элемент 19 задержки схемы запуска. Пройдя через первый элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 18, импульс совпадения устанавливает триггер 21 в нулевое состояние. Сигнал с его выхода запирает элемент И 9 для тт» го, чтобы сигнал, прошедший после ультразвукового преобразователя 1 на вход с усилителя 5, не прошел через элемент И

9 для запуска первого синхрокольца.

3а время задержки элемента 19 ждущие мультивибраторы 10 и 11 возвращаются в исходное состояние.

Импульс совпадения, задержанный в первом элементе 19 задержки на время, 5 1006915 6 большее времени пребывания импульса в Введение временной селекции сигналов ультразвуковом преобразователе 1, по- синхрокольцевых схем позволяет повысить ступает через элементы HJlH 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 g сами. синхрокольцевых схем, поступающими задержки, элемент ИЛИ 13, поступает на с выходов соответственно элементов И 8 вход генератора 15 с временным сдви- и 9, подают запрещающий потенциал на гом б --Т/ X. дополнительные входы элементов И 8 и 9.

Процесс повторного запуска синхроко- При этом синхрокольцевые схемы разрывалец происходит при каждом совпадении 1й 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. При ная расходу жидкости, измеряется часто- этом повышается точносп измерения рас- томером 22. 15 хода жидкости.

Составитель H. Бурбело

Редактор Л, Гратилло Техред М. Тепер Корректор М. немчик

Заказ 2122/63 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4