Устройство для измерения скорости потока
Изобретение относится к технике акустических и5мерений и может быть исгюльзоаано в различных отраслях народного 2 хозяйства для измерения скорости потока в реках и каналах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости измерения. Введение в измерительно-управляющее устройство ан гиреверберацнонного устройсл- 89 12 позволяет разнести принимаемые ультразвуковые сигчглы во воемени и обеспечить тем самым отсутствие впияния на принимав ; й сигнала переизлучения и вызва мой им реверберации. Рэзне- Cfнио гигиа тв РО времени делает некритичным i ,-;t.op места установки ус «ройстаз на измерит епыном с т поре и распространяв 1 область пгч-менени-j ультрэзруковых иэмрритолей нт с малыми глубинами 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si>s G 01 F 1/66
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ
» . 1 (61) 1224586 (21) 4470992/10 (22) 23.0Ь.88 (46) 30.0!.91. Бюл. N 4 (71) Гссударственный г.гидрологический инг.титут (72) А.И.Затыльников, I. .Â.Òèì;.":ýâ, Г, .Рыбин и В,Н.Ефимцев (53) 681,121 (038.8) (56) Авторское свидет",.ли:тво СССР
М 1224586, кл. G 01 F 1/65, 1984 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И:. .л .ЕРГ11ИЯ СКОРОСТИ flOTOKA (57) Изобретение относится к технике акустических измерений Y. может бь.ть исг ользовано в различных птрэсл .х народного
Изобретение относитсч к технике акустического измерения и мо,кет бьп ь исгользовэно в различных о рэслях наро, ного хозяйства для измерения скорости потоков в реках и каналах.
Це. ь,зобретения — повышение помехоустойчивости измерения скорости течения.
На фиг.! изображе.;а структурная схема предлагаемого устройства (где V — направление скорости и, тока); нэ фиг.2— временные диаграммы работы устройства (где а — импульс запуска на выходе хронизатора; б — сигнал гидрофона при излучении; в — сигнал на выходе приемника; г — сигнал на выходе соответствующего селектора ретран1-лятора: д — сигнал гидрофона при переиэчучении; е — импульс строба, ж — сигн3л на выходе устройства временного сдвига импульса запуска; з— сигнал гидрофона при излучении, и — сигнал .а входе приемника; к — сигнал на выходе
„, БЫ,, 1624257 А2 хозяйства для измерения скорости потока в реках и каналах. Цель иэобре;ения — повышение-. помехоустойчивости измерения.
Введение в иэмерительно-управляющее усгройство антиреверберационного устройств3 12 позволяет разнести принимаемые
yn,т аэвуковые сигнanu во времени и обеспечить тел самым отсутствие влияния на принимэел 1й слгнэл ъ.гнала переизлучения и выэва:гной ил1 реяерберации. Раз <ес ние си э aå Ро времени делает некритичным t,хбор места установки ус1ройствэ нэ измерительном (творе и распространяе область пстменени ультраэРуковых измерит"лей нл реки с малыми глубинами, 2 ил. соответст вующего селектора рет ранслятора; л — сигнал нэ входе приемника; м— сигиan на выходе соответствующего селектора; н — сигнал гидрофона при переизлучении; о — сигнал на входе приемника; н— сигнал на выходе соответствующего селектора; р — сигнал на выходе устройства временного сдвига принятого импульса).
Устройство содержит (на правом берегу) гидрофоны и 2 и измерительно-управляющее устройство 3, состоящее иэ хронизаторэ 4, гидроакустически . приемопередатчиков 5 и 6 (5 и 6 — передатчики; 5 и л
6 — приемники); измерителя 7 временных интервалов и измерителя 8 временного рассогласования, кроме того, устройство содержит (на левом берегу) гидрофоны 10 и 1.1 антиреверберационного устройства 12, со1 стоящего из устройства 12 BDeMBHHocQ сдвига импульса запуска и аналогичного л устройства 12 временного сдвига приня162425 того импульса, устройс)во ". ) ",пра. nt ния временным сдвигом, промежуточный счетчик 14, устройство 15 сравнения и цифровой счетчик 16 временного сдвига, регистр 17 памяти и устройство 18 сравнения, а также ретранслятор 19..
Устройство работает следующим Образом, При включении устройства тактовые импульсы с тактового выхода хронизатора 4 поступают на. тактовые входы измерителя временных 7 интервалов, устройства 12 ! временного сдвига импульса запуска и устИ ройства 12 временного сдвига принятого импульса антиреверберационнсгго устройства 12, в результате чего об".сп-"÷ивается необходимая идентичность яреi eH! Импульс запуска с запуска1пщего Biixo да хронизатора 4 (фиг.2а) поступает HB запуск измерителя 7 временных интервалов, t передатчика 5 и на сигнальный вход, ус-! ройства 12 временного сдвига импульса запуска. При поступлении на него импусп.с1 запуска передатчик 5 возбуждает гидрофсн 2, на выходе которого формируется ультразвуковой зондирующий импульс. (фиг.?б) излучаемый в поток по более короткой -,Be ектории {с гидрофона 2 на гидрофон 11,. Через время t> (фиг.2в) ультразвуковой импульс, прошедший через исследуемый поток, поступает на гидрофон 1! и далеe н.) соответствующий ему прием! ик ретранслятора. В ретрансляторе производятся те;е операции, что и в устройстве-про)оти .=., результате чего в момент Bpp.":e!I» {фиг.2г) формируется сигнал пр1.е.1а, !1I,— сле чего произвсдится переиэл,"-)ение уп;:— тразвукового импульса в обратном направлении (фиг.2д), но по более дли!;ной траектории (с гидрофона 10 на гидро )Он 1). Ультразвуковой импу1ьс, пр„,ятый гидрофоном 1, формируется приемником, 6 и ПОСтуПаЕт На ПЕрВЫй Ct)l :саЛЬНЫй ВХОД ИЗМЕрителя 7 BpeMeHHblx tIHòepeàëëB и сип!альII ный входустройства 12 временного сдглгз принятого импул:. а, По сигналу, поступившему с выхпда приемника 6 на первый сигнальный вход II измерителя 7 временных ин ервалов, производится измерение временного интервала Т1 + Тз, По сигналу, поступившему на )! сигнальный входустройства l2 временного сдвига, тактовые импульсы с хронизатора 4 начинают заполнять промежуточный счетчик 14, B каждом такте производится сравнение в устройстве 15 числа, записанного в промежуточный счетчик, с числом, эапис,ъ.— ным в счетчик временного сдвига. которое соответствует начальному временному . двигу, равному !00 м/с. Сигнал с вь хода устройства 15 сравне5 ния, задержа!),!LI!!на 100 мlс, в момент времени 11 ) Тз cAmsx ïîcòóïàåò на второй сигна !ьный вход измерителя 7 временных интервалов. Импульс запуска с хронизaсора 4, поступивший на сигнальный вход устрс,йства 12 временного сдвига, задерживается аналоги чным Образом. С выхода устройства 12 временного сдвига им ул:-.«-. запуска задержанный на 15 100 и/с, )Оступаег на третий сигнальный вход изм т, 1 временных интервалов и н; з,!!)ус,", п :реда) <,"" 6 Передатч гк 6 возрi I бужда:)т и.ц. ьп 1. г ... е чего формируется у! . тр ззукс,п .:... пульс, который ) .0 и„л;:i- г:«-,сс дуемый поток по более дпич)!О, т!3" e-iтории (с гидрофо):а 1 на гидрофон 10! ")г? з). .ре- ", 11) ультразвуковой импульс, пс Ошс,1ш; ° .«. чуемый поток, пост, пает на rt,;!peô! н 1 (; . г.2е, и) и íà СООтеетстеуго!ций прис л: ретрансля)пра (фиг.2к), В pcl - .ягоре 19 производится форми)п: I:, ° .-: нятого сиi.íàëà t, + T",и net; 1 .3/"«, « уЛЫPBЗВУКОВОГО ИМПУЛЬСа f)G 6CnЕЕ КО I .".и траЕКтОрйи (С Идроф«ЗНа 11 H,". гидрофон 21(фиг? н О) Ультра-.лу! Ов . I) имп, )ьсь!, ереизпуче !ные ре) 1:.. л !)pnM, i рсходят через uc.: Ie" ó,. «ли го)ок. посгупз Ог,!а указанные 1" ; )дрофс»!ы и форм))руются соответствую ЦИМИ!It)VBMHv.;"л"и: С гиДРОфона 1 в момвнт времени T, - Тз (приемник б,i, г. гидр;фо-)а 2 в Mni.". н. .ремзни г,ц„,„-) Т) (приемни!. 5", 1!1,- I I Си! и зл с выхода прие IIilAI .а 5 поступает НЕПОСРЕаС)ВЕ; но На ЧЕ!1;:РтЫй СИГ !апЬНЫй ВХОД ИЗ)»Ерн, 7 ВГЕМЕнНЫХ ИН)Ерсапоз. В изк ри):;ë 7 BppI нны интерзз1ов из:.леря -:) гя; ззносгь между инте)валами - + н т1+,3-)-т„д,„,„„и г", „„„+ Т; Тл, Разность МЕЖД«)/ ИНтЕРВапаМИ t д )" И ), Л«л "х 1 . 2 + 4 и временной инге!)вал Tl + Тз В вь числи!ельном устройстве (также как и и устр;!ëñt Be-пр)тотипе) вычисляется скорость потока II!) формуле V=-V,(, ), Т1 +13 Т2 +T1 где К вЂ” масштаб!!ый козффициен,, опреде5ñ ляемый параметрами измери;ельного ОTBO > ра. Попуч «нныи н резуптате вы .ита:.)л величины времен г ) и.-.)ер. Bл.: г„д,„из BpeMei ного ин) )рпя а Г„„„.„» T2 Т, во .1624257 менной интервал Tz + T4 запоминается в регистре 17 памяти устройства 13 управления временным сдвигом, В следующем измерительном цикле величина вновь измеренного временного интервала Tz + T4 сравнивается в устройстве 18 с результатом, полученным в предыдущем цикле. В том случае, если эти временные интервалы равнь!, в устройстве 13 управления временным сдвигом вырабатывается команда, по которой гроизводится уменьшение чисг|а, записанного в с,стчик 16 временного сдвига на величину, соответствующую выбранному диг;рету временного . двига, равную Л г,д . Величину hz,ä вь бирают игходя из спектрального сос-аеа пульслционных составляющих скорости потока (°;Р м!с). Подобную операцию пс вторяют по к;.ждой последую|цей овсы||хе,qn тех пор, п |ка реверберационная помеха не поп. ;;;,åò в строб (поэиция е временнг и диагр;." н.|ы на фиг.2). Это приводит к то|чу, что резульг.з| последнего измерения и <тервала "|2 + Т| будет значительно отличаться ог предыдущего в л.ены||ую сторону. После получзни<, разности временных чнтерв,.лов более принятого заранее значени,I B устройстве управления временныл1 интервалом вырабатывается команда на обратное увеличение временного сдвига на величину одного дискрета, равную Л z, (|а этом закан ивается настроечный цикл и начинается рабочий, о чем |э стройства 13 управления временным сдвигом выдается соответствующая команда в устройство 9 вычисления. Исходя из выбранного дискрета временного сдвига, максималь5 ный настроечный цикл состоит иэ десяти посылок, Формула изобретения Устройство для измерения скорости потока по авт,св. М 1224586, о т л и ч а ю щ е10 е с я тем, что, с целью повышения помехоу тойчивости измерений, измерительноу правляющий блок Дополнительно содержит первую и вторую схемы временного сдвига, регистр памяти и схему срав15 нения, при этом первая и вторая схемы временного сдвига соединены своим тактовым входом с тактовым выходом хронизатора, первая схема временного сдвига своим си-нальным входом соедине20 на с 33ll„окающим выходом хронизатора, а сигналь:,<ь м выходом — с входом nepeoro передатика, вторая схема временного сдвига своим с.|гнальным входом соедине|.а с выходом первого приемника, а сиг25 нальным выходом — с сигнальным входом блока измерения временных интервалов, информационный вход регистра памяти и и рвый вход схемы сравчения соединены выходом измерителя временных интер30 валов, управляющий вход рсгистра памяти соединен с управляющим выходом хрониэатора, первым командным ьыходом схема r.равнениs соединена с управляющими входами первой и второй схем вре35 менного сдвига, 1624257 Составитель Д.Морозов Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши Редактор А. Ревин Производственно-издателвскиа комбинат "Патент", т. Уитород, ул.Гвтарина, 101 Закаэ 181 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
