Ультразвуковой измеритель скорости потока жидкости

 

Союз Советскик

Социалисти меана

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 569952 е (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио16,02.76 (21) 2323144/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77, Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 21.09.77 (5l) М. К

G 01 P 5/00

С 01 Р 1/66

Гасударственный комитет

Свввта Министраа СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Д. Глушнев (71) Заявитель ..Московский ордена Ленина энергетический институт (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в ра личных отраслях народного хозяйства для измерения скорости потока жидкостей и связанных с ней величин. .5

Известны ультразвуковые измерители скорости потока жидкости, используемые для измерения расхода жидкости в трубопроводах.

Такие измерители имеют блок генерации и приема ультразвуковых сигналов и блок из- щ мерения их параметров, Они различаются, с одной стороны, по виду измеряемого параметра ультразвукового сигнала: фазовые,. частотные, врем ь.импульсные и т.д., с другой стороны> по количест- 1к ву акуСтических каналов: одноканальные и двухканальные измерители (1J

В одноканальных измерителях с попер менной коммутацией н в двухканальных измерителях имеет место, неидентичность вкус- 20 тических каналов измерения скорости ультразвука по течению жидкости и против, которая может быть вызвана, например, измене- . нием расстояний мещ у вибраторами за счет вибраций стенок трубопровода, изменением

2 температуры и состава жидкости.) Неидентич» ность акустических каналов приводит к умении шению точности aaMepeedk

Указанного недостатка лишены одноканаль ные бескоммутационные нзмерители с одно временной коммутацией t23 ° Однако этн нз мерители обладают малым временем накопле ния результата измерения.

Наиболее близким но технической суптноо ти к предлагаемому является ультразвуковой измеритель скорости нотока метдкости, содер жаший два ультразвуковых вибратора, щдуший генератор, измеритель разности интервалов времени, один вход которого подклки чен к первому, а другой вход - ко второму ультразвуковому внбратору, и блок управле ,ния, соединенный со ждушим генератором и измерителем разности интервалов времени (3).

Однако этот нзмеритель скорости облада ет недостаточно высокой точностью измере ний.

Для повышения точности в предлагаемое ус тройство введены управляемый переключа тель, вход которого подключен к выходу ждушсгo Ге!и- ! .",.

:.1i:non по; е .:. ...:.:. м.. -в<ход которого соеп,<1чю!1-!нм, .-о! <.!,! у<1; ;,"тi po<,опo

1i .:. е<с<ючате!.а, а его < ;!Нхрониз

f си!гхро1!изируюц!ие Входы жду ше!.о генератора !<Одкцючены к ультразвуковым Вибраторам.

I!B <иг. 3. изображена структурнач схема !О измеритсля скорости прока жидкости:, па фиг.

2 - диаграмма сгo работы, Ультpазвyковoй измеритель скорости поТоКВ жидкости сОдержит ультразВукОВые BH6 рвтбры 3.,и 2, блок 3 управления: ждуший ген ра-,ор 4, измеритель 5 разности интерва лов, блок 6 управления переключателем, уп-ра. ..пяемый псрекл

Устройство работает следующим образом,.

В исходном состоянии на выходе блока 3 управлен

oBuxponцзируюший B Од блока 6 управления пепе!»!ючателем, Г1оследklнй работает -.ак, 3 что и-<и ц,о <-,"плен!<и пе его Bxog .импульса

On C -:,i Ож!< Ой На В ОЕ МЯ i <П i

«< л.-;,ться единичйь и по.-. Нциал„ а под действи-,,О ем второго н всех. !ети <х импульсов он 6y" д-::; Возврашатьса B нулевое состояние, Блок

6 управлешы перекл<очателем может быть реализоnan, например, последовательным Вкл!О. гением импулы.:и ф рп1н<,и ;1,-,.!!е!Ожкп и тпигге- yg ра <; о c:<-ò!n-.!М входом, с выхода которого си!-.мают управля.:! <шя:-:: 1< оте нциал:: . В BT oi& случае< и:х г. .E. npo - :ождения иi ïi! nücn l",.i В !б

АTОр .! q ИЭ1! . цОШ и ПО П(. ОК;<<, !рЕВЛЯЕМЬ<Л .1ереключатель 7 подключает Выход ждушего gg генератора к Вибратору . и образует синхр< копьцо для циркулировзния импу.<ьсо.-. против потока, а после из

Таким образом ждуший енеретор используется Одновременно в обоих сиихрокольцах, и периоды циркуляции импульсов по течению и g) против течения определяются слеиуюшим обj) по< ом

L 1

Т! = с«v

L

<..-v 2 ! < где Т, Т - времена задержек ждущим генератором импульсов, излучаемых по течению и против течения.

После излучения И -го импульса против течения блок 3 управления вырабатывает потенциал блокировки, дальнейшее излучение импульсов прекрешается, и измеритель 5 разности интервало;-. времени измеряет интервал

Времени между приемом Я вЂ” го импульса по течению и g - го импульса противтечения, а также определяет разность

Иэ-эа наличия шумов в сигналах, поступаюших на синхронизируюшие входы ждущего генератора 4, строгое равенство средних значений величин ф! и f не выполняется, однако разность величин „и V> невелика, так как практически полностью устранено влияние на ее изменений характеристик быстродействия едушего генератора. Следует также отметить, что быстродействие управляемого переключателя не оказывает влияния на Время задержки импульсов, так как его переключение происходит после прохождения импульс ов, Использование новых элементов (управд емого переключателя и блока управления перекп!Очателем) позволяет уменьшить составляющую погрешности, обусловленную изменением характеристик быстродействия ждуше го генератора, что приводит к значительно- му повышению точности измерений.

Формула изобретения

Ультразвуковой измеритель скорости пото ка жидкости, содержаший два ультразвуковых вибратора, ждуший генератор, измеритель разности интервалов времени, один вход которого подключен к первому, а другой вход-. !

;о второму ультразвуковому вибратору и блок управления, соединенный со ждушим генератором и измерителем разности интерваловвремени, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в !

Оговведены управляемый переключатель, вход которого подключен к выходу ждущегогенератора, а его выходы соединены с ультразвуковыми

Вибраторами, и блок управлеипя переключателем! выход которого соединен с упревляюшим входом управляемогоперекл!<>чете!!я, а «гпсиихронизи569952

l I I l l I l I l ) l 1 Заки:< 320 3/36 1 нраж 1101

1 I Одн»» с н ое

Фнл»»а»» III:II Пате»»т, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 руюший вход - с выходом ждушего генератора, при этом сннхронизирующие входы жду, шего генератора подключены к ультразвуковым вибратора»».

Источники информации, принятые во вни- 5 о ма»»ие нри экспертизе:

1, Бражников Н. И. Ультразвуковая фазвметрия, M. 1960, Энергия, с,. 227.

2-, Авторское свидетельство 421884, кл.

3 01 3 1/66, 1975.

3. Патент США 3653259, кл. 73-194,, 1972.