Цифровой компенсационный ультразвуковой расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 580445

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.06.76 (21) 2370866/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 11.11.77 (51) М. Кл. - G 01Г 1/66

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (53) УДК 534.321.9 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. М. Кафаров (71) Заявитель

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (54) ЦИФРОВОЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к области измерения расхода при помощи ультразвука и может быть применено в нефтяной промышленности.

Известны ультразвуковые расходомеры, содержащие преобразователи, дискриминаторы, аналого-цифровые преобразователи, блоки управления и реверсивный счетчик (1). Однако они не обеспечивают высокой точности измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой расходомер, содержащий задающий генератор, соединенный с пьезоизлучателем, приемники, связанные через усилитель и схему

2И вЂ И с одним из входов временного дискриминатора, второй вход которого связан с задающим генератором, а выход с аналогоцифровым преобразователем временных интервалов, соединенным с реверсивным счетчиком и блоком цифровой индикации, и блок управления, первые два выхода которого подключены к шинам разрешения схемы 2И—

ИЛИ (2).

Эти расходомеры имеют большую погрешность измерения, Для повышения точности измерений предлагаемый расходомор снабжен блоком деления и схемой И, один вход которой соединен с задающим генератором, а выход через апалого-цифровой преобразователь временных интервалов и дополнительный счетчик, включенный параллельно реверсивному счетчику,— с блоком деления, шина сброса которого вме5 сте с шинами сброса реверсивного и дополнительного счетчиков соединена с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к шинам разрешения схемы И и дополнительного счетчика.

10 На чертеже представлена блок-схема описываемого ультразвукового расходомера, содержащего генератор 1, передающие пьезопреобразователи 2 и 3, приемные преобразователи 4, 5, усилители 6, 7, схему 2И вЂ” ИЛИ

15 8, временной дискриминатор 9, аналого-цифровой преобразователь 10 временного интервала, схему И 11, счетчик 12, реверспвный счетчик 13, блок 14 деления, блок 15 цифровой индикации, блок 16 управления.

20 Ультразвуковые сигналы от задающего генератора 1 излучаются передающими пьезопреобразователями 2 и 3 и воспринимаются с временным сдвигом, определяемым расходом среды, приемными пьезопреобразователями 4

25 и 5, усиливаются усилителями 6 и 7 и через схему 2И вЂ” ИЛИ 8 поступают на один из входов временного дискриминатора 9. Временной дискриминатор 9 отпирается импульсами с генератора 1 и запирается сигналами, прпходя30 щпмп со схемы 2И -ИЛИ 8, которая откры580445 у Лз 2V

Ltэ сов а (2) ваетсч по приходе импульсов разрешения с первых двух выходов блока 16 управления, Аналого-цифровой преобразователь временного интервала преобразует поступающие на его вход временные интервалы в кодовый вид.

По поступлении импульса разрешения с

nepmoro выхода блока 16 управления в реверсивном счетчике 13 записывается код, определяемый выражением

К(С-+

К соя 7. (1) 1, 1. где 11 — время прохождения ультразвуковой волны между передающим пьезопреобразователем 2 и приемным пьезопреобразователем 5;

К вЂ” коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя 10;

С вЂ” скорость ультразвуковой волны в среде;

V — скорость среды; а — угол между осью трубопровода и направлением излучения ультразвуковой волны;

L — расстояние между приемопередающими пьезоэлементами.

По приходе такта со второго выхода блока управления 16 реверсивный счетчик 13 переводится в режим вычитания и из его содержимого вычитается код где 4 — время прохождения ультразвуковой волны между передающим пьезопреобразователем 3 и приемным пьезопреобразователем 4.

Тогда в реверсивном счетчике 13 запомнится код

N,=N,— N,=

L cosa

По приходе импульса разрешения с третьего выхода блока управления 16 на вход аналого-цифрового преобразователя 10 через схему И 11 поступает эталонная длительность с задающего генератора 1 и полученный результат фиксируется в счетчике 12.

N, = Kt„, (4) где 1„— эталонная длительность, При приходе разрешающего импульса с

>0

Зо

Зо

50 четвертого выхода блока 16 управления результат реверсивного счетчика 13 делится в блоке 14 на результат, фиксированный в счетчике 12, и выводится на блок 15 цифровой индикации.

Разрешение со следующего выхода блока

16 управления осуществляет сброс на нуль содержимое счетчиков 12 и 13 и блока 14 деления и таким образом подготавливает очередное измерение.

Как видно из выражения (5), в выходном результате измерения отсутствуют коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя 10 и скорость ультразвуковой волны в среде, благодаря чему повышается точность измерения расхода.

Формула изобретения

Цифровой компенсационный ультразвуковой расходомер, содержащий задающий генератор, соединенный с пьезоизлучателем, пьезоприемники, связанные через усилители и схему 2И вЂ И с одним из входов, временного дискриминатора, второй вход которого связан с задающим генератором, а выход с аналого-цифровым преобразователем временных интервалов, соединенным с реверсивным счетчиком и блоком цифровой индикации, и блок управления, первые два выхода которого подключены к шинам разрешения схемы 2И—

ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен блоком деления и схемой И, один вход которой соединен с задающим генератором, а выход через аналого-цифровой преобразователь временных интервалов и дополнительный счетчик, включенный параллельно реверсивному счетчику,— с блоком деления, шина сброса которого .вместе с шинами сброса реверсивного и дополнительного счетчиков соединена с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к шинам разрешения схемы И и дополнительного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Автоматизация и телемеханизация нефтяной и химической промышленности», РНТС

ВНИИОЭНГ М 5, 1975, с. 76 — 89;

2. Авторское свидетельство СССР М 127077, кл. Ci 01F 1/66, 1974.

580445

Составитель Г. Терехова

Техред А. Камышннкова

Реда ктор С. Хейф и ц

Корректор Л. Орлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2420/5 Изд. № 879 Тираж 907

11110 Государственного комитета Covcra Министров СССP ио делам изобретений и от),рытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5