Ультразвуковой расходомер
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащийобратимые электроакустические преобразователи, попарно размвценные на противоположных стейках трубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выхо , дам генераторов импульсов и входам измерителей временных интервалов, а также блок управления и вычислительное устройство, отличаизщийс я тем, что, с целью повышения точности измерения расхода косоструйвых потоков, каждая пара обратикслх электроакустических преобразователей снабжена двуМя дополнительными приемными преобразователями, размещенными в той же плоскости, что и обратимте электроакустические преобразователи, с разных сторон относительно одного из них в пределах зоны облучения акустическим лучом, а расходомер снабжен двумя дополнительными измерителями временных интервгшов, причем входы генераторов импульсов и первые входы измерителей временных интервалов подключены к блоку управления , вторые входы измерителей временных интервалов подключены к блоку управления, вторые входы измерителей временных интервалов подключены к электроакустическим преобразователям, а их выходы - к решашцим входам вычислительного устройства, управляющий вход которого подключен к блоку управления.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ЗСЮ 6 01 Р 1 66
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ф " им, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н AB TOPCHOMY CBltQETEIlbCTB Y (21) 3487159/18-10 (22) 31.08.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) Д.Б.Радкевич, A.Ï.Ñåâåðîâ и В.В.Брайцев (71) Научно-исследовательский сектор . Всесоюзного ордена Ленина проектноизыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С.Я.Жука (53) 681.121(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 735923 кл. G 01 P 1/66, 1978.
Патент CtGA 9 3564912, кл. 73-194, 1968 (прототип). (54)(57) уЛЬтЫЗВуКОВОй РЛСХОдоМКР, содержащий обратимые злектроакустические преобразователи, попарно размещенные на противоположных стенках трубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выхо„дам генераторов импульсов и входам измерителей временных интервалов„ а также блок управления и вычислительное устройство, о т л и ч а ю щ и й—
„„SU„„1078248 А с я тем, что, с целью повышения точности измерения расхода косоструйных потоков, каждая пара обратимых электроакустических преобразователей снабжена двумя дополнительными приемными преобразователями, размещенными в той же плоскости, что и обратииае злектроакустические преобразователи, с разных сторон относительно одного из них в пределах эоны облучения акустическим лучом, а расходомер снабжен двумя дополнительными измерителями временных интервалов, причем входы генераторов импульсов и первые входы измерителей временных интервалов подключены к блоку управ" ления, вторые входы измерителей Э временных интервалов подключены к блоку управления, вторые входы измерителей временных интервалов подключены к электроакустическим преобра- зователям, а их выхсды — к решающим входам вычислительного устройства, управляющий вход которого подключен: к блоку управления.
1078248
Измерительная информация поступает в цифровое вычислительное устройство 13, где,обрабатывается в соответствии с алгоритмом, который составляют следующим образом. При излучении улътразвукового импульса обратимым преобразователем .1 в качестве приемников используется обратимый
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению расхода воды в водоводах с помощью ультразвука, и может быть использовано при испытаниях гидромашин и измерении расхода жидкости 5 в трубопроводах большого сечения.
Основное применение для измерения расхода жидкостей имеют ультразвуковые расходомеры, основанные на перемещении ультразвуковых колебаний движущейся средой. Благодаря смещению колебаний средой, время прохождения колебаний некоторого расстояния по направлению движения потока меньше, чем время прохождения того же расстояния против направления потока. Обычно тем или иным путем измеряют эти интервалы времени, после чего вычисляют среднюю скорость потока в области установки преобразователей.
Известен ультразвуковой расходомер, содержащий один излучающий и два приемных преобразователя, размещенных на противоположный стенках трубопровода и подключенных к генератору импульсов и формирователям временных интервалов, а также блок памяти, измеритель раэностного интервала времени, функциональный преобразователь, решающее устройство и индикатор (1).
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения расхода жидкости, содержащее обратимые электро- 35 акустические преобразователи, попарно размещенные на противоположных стенках трубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выходам генераторов импульсов и 4р входам измерителей временных интервалов, а также блок управления и вычислительное устройство (2j.
Недостатком известных устройств является снижение точности измерений эа счет влияния на результат измерений гоперечных составляющих потока.
Цель изобретения — повышение точности при измерении расхода косоструйных потоков.
Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом расходомере, содержащем обратимые злектроакусти ческие преобразователи, попарно размещенные на противоположных стенках трубопровода в плоскостях, параллельных его оси, и подключенные к выходам генераторов импульсов и входам измерителей временных интервалов, а также блок управления и вычислительное 93 устройство, каждая пара обратимых .электроакустических преобразователей снабжена двумя дополнительными при. емными преобразователями, размещенными в той же плоскости, что и обра-.
I тимые электроакустические преобразователи, с разных сторон относительно одного из них в пределах зоны облучения акустическим лучом, а ðàñходомер снабжен двумя дополнительными измерителями временных интервалов, причем входы генераторов импульсов и первые входы измерителей временных интервалов подключены к блоку управления, вторые входы измерителей временных интервалов подключены к электроакустическим преобразователям, а их выходы — к решающим входам вычислительного устройства,. Управляющий вход которого подключен к блоку управления.
На фиг. 1 схематически изображено размещение преобразователей в трубопроводе; на фиг. 2 — блок-схема устройства.
Устройство содержит обратимые электроакустические преобразователи
1 и 2, приемные преобразователи 3 и
4, установленные на противоположных стенках трубопровода 5 в плоскости, параллельной его оси, генераторы 6 и 7 возбуждающих импульсов, блок 8 управления, измерители 9-12 временных интервалов и вычислительное устройство 13.
Устройство работает следующим образом, . По команде блока 8 управления reнераторы 6 и 7 возбуждающих импульсов одновременно возбуждают обратимые злектроакустические преобразователи 1 и 2. Кроме того, одновременно с этим блок 8 управления выдает команду на начало измерения временных интервалов на измерители 9-12 временных интервалов и на начало цикла приема и обработки информации вычислительным устройством 13. Импульс, принятый обратимым преобразователем
1, останавливает процесс измерения временного интервала в измерителе 9 временных интервалов. Аналогично сигнал„ принятый обратимым преобразователем 2, останавливает процесс измерения в измерителе 10 временных интервалов,а сигналы, принятые приемными преобразователями 3 .и 4 — в измерителях 11 и 12 временных интервалов.
I преобразователь 2 и приемные преобразователи 3 и 4, а при излучении импульса обратимым преобразователем
2 — только обратимый преобразователь
1. В результате получают четыре ин1078248 где aL d,, с з — углы наклона акустических осей пар преобразователей к направлению пото5 ка °
Физический и смысл этих переменныхэто срео;ние скорости потока плюс систематические погрешности вызванные поперечными скоростями в сечении, т.е.
1 (1) Ч +21Ч tqg х
1 ч +ьч
Х Х2 2 2
V +2 Ч te cl
3 3 где t д .) t2 t3 ни прохождения ультразвуковыми импульсами 1„, "Е ПЕ "Е проекции сред1 2 ней скорости потока на соответствующие отРезки 1, 1л, 1
Отсюда можно найти выраженйя для
f), й, й: (t) f йЧ .!
У, с с — — о ф 6 о ++I 1 о
3 (5)
2 % 3 2 1й 2 3)
П редлагаемое устройство, учитывая
35 влияние поперечных составляющих опотока, позволяет повысить точность из мерения. ((2) Рис. тервала времени прохождения ультразвуковых импульсов:
1
C 1, t = С+Ч 3 3 .3 С Ч 0 4 С-Ч е„ 2t t caasd. оо 5 о(. 3 2 t,с-е, t cosk Поскольку отрезок 1-2 расположен вблизи от отрезков 1-3 и 1-4 и между ними, допустимо предложить, что ЛЧ„+ 4Ч 2 3 2 огда система УРавнения (3) обратится в систему с тремя неизвестным Решение которой относитель ел ьн о и ск омой средней скорости потока вдоль оси трубопровода 0 имеет вид: ВНИИПИ Заказ 933/34 Тираж 610 П одпи с ное Филиал ППП "Патент", r,Óæãîðoä, ул.Проектная, 4
