Одноканальный ультразвуковой расходомер

 

- . ф Ф",т- я

< х н инес; -q

О П И С А П И - Г

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюа Соаетсииа

Социапистичаеиик

Распубпик (») б14328

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030177. (21): 2436496/18-10 с присоединением заявки Ph— (23) Приоритет— (43) Опубликовано О5О7.78.Ьк ллетень Уй 25 (45) Дата оп бликования описания 300578 (51) М. Кл.

5018.. 1! 66

Государственный комитет

Совета Министров СССР. по делам .изобретений н от крыти и (53) УДК 534. 232 (088. 8) (72} АптОрЬ Л. И.Журавлев, Е. С. Крысанова, В. Б. Морозов, изобретения З.H.Íàýàðåíêî, З.N.Øàôðàíoâñêàÿ и. H.Д.Шелапутйн

Pl) Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (.54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДЭМЕР

Иэобретеййе относится к технической акустике и может найти применение в области приборостроения при разработке ультраэвуковых контрольно-измерительных устройств для измерения рас- 5 ходае

Известен одноканальный ультразвуКовой расходомер, основанный на сравнении частот генерации синхрокольца при излучении импульсов по потоку и против него $1) .

Однако этот расходомер дискретного действия, т.6. измерения частот по по току и против него происходит поочеред . но, что не позволяет вести. непрерывНый контроль расхода.

Наиболее близким по технической сущности является одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий пре образователь с двумя пьезоэлементами, соединенными с генератором через переключатель направления излучения ультразвука с усилителем, выход которого подключен к генератору импульсов, выходом подсоединенному к умножителю; н выходное устройство j2J.

Однако это устройство недостаточно точно, надежно и долговечно.

Целью изобретения является повыщение точности, надежности и срока службы устройства.

Эта цель достигается благодаря тому, что в устройство введены кварцевый генератор, делитель частоты, фор-, мирователь импульсов запирания, ревер . снвный счетчик и запоминающее устройство, при этом выход умножителя подключен к счетному входу реверсивного ,счетчика, выход которого через запоминающее устройство подключен к выход-:

vому устройству, выход кварцевого генератора через делитель частоты подсоединен .к переключателю, формирователю импульсов эапнрания, реверсивному счетчику и запоминающему устройству, выход делителя частоты подключен через формирователь импульсов эапиранив к реверсивному счетчику.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого расходомера.

Расходомер состоит из преобразователя 1 с двумя пьезоэлементами 2 н 3 соединенными с генератором импульсов 4 и усилителем 5 через электронный переключатель направления излучения ультразвука 6, умножителя 7 частот, кварцевого генератора 8, делителя 9 его частоты, формирователя 10 импуль614328

-coa эапирания, реверсивного двоичного счетчика 11, запоминающего устройства

1 2 и выходного устройства 13.

Расходомер работает следующим образом.

Выход усилителя 5 подключен к гене5 ратору импульсов 4. С помощью переключателя б периодически изменяется направление излучения ультразвука в контролируемую среду. Таким образом в цепи: генератор импульсов 4 — преоб- ®О разователь 1 — усилитель 5 - генератор импульсов 4, возникает последовательность двух частот следования импульсов.

<+veau при излучении ультразвука по потоку и с ще при излучении ультра

6 .звука против потока, 20 где Ч - средняя скорость потока жидкости

С - скорость ультразвука в неподвижной жидкости; Ж

6 - расстояние между пьезоэлементами 2 и 3; б - угол между направлением ультразвукового луча и осью трубопровода. 39

Каждая иэ частот следования подает, Ся С выхода генератора 4 на вход умно« кителя 7, на выходе ксторого получаем последовательность импульсов с частой ами следования й% Ч, и fl Д,, где коэффициент умножения 0 - целое чис-. ло. Выход умножителя 7 соединен со

Мходом счетчика 11. Рабочий цикл счетчика состоит иэ трех. тактов, длительность которых задается кварцевьм генератором 8. В течение первого такта, соответствующего излучению ультразвука по потоку, счетчик работает в режиме счета и накапливает количество импульсов, равное и„ я (Т-t >, 45 где Т - длительность, такта счетау © - длительность импульса за пирания входа счетчика в начале первого и второго так- 53 тов.

Частота кварцевого генератора 8

Подается на вход триггериого делителя

9 частоты. Выход делителя частоты соединен с переключателем направления 55 излучения б, с реверсивным счетчиком

ll, с запоминающим устройством 12 и формирователем эапирания 10 для кварЦевой стабилизации длительности тактов, работы всех перечисленных устройств. На вход формирователя импульсОЭ эапирания подаются сигналы с делителя кварцевого генератора, а на выХ©де получаются импульсы длительностью

Фя, поступающие на вход реверсивного

Ючетчика для его эапирания. В реэульI тате из счета и реверса исключаются импульсы, возникающие в момент смены направления излучения, частота которых отлична от частотл « и и

В течение второгс. такта, соответствующего излучению ультразвука против потока, счетчик работает в режиме реверса, и иэ ранее накопленного числа импульсов вычитается количество импульсов, равное

М, пК- (т-Е>.

Таким образом, s конце второго так та на счетчике остается разность коли честв импульсов дN=n(j«v-f-м)(T-4 ) или

2ичсоь <, ЬНВ е О

Третий такт, равный 2Т, используется для передачи полученной разности количеств импульсов на запоминающее устройство 12, для сброса показаний и подготовки к приему новой информации. Запоминающее устройство 12 представляет собой систему триггеров, каждый из которых запоминает состояние соответствующей ячейки счетчика.

Таким образом, полученная в виде импульсов all информация о расходе

4 (4 YS, где 5 - поперечное сечение трубопровода) определяетеа постоянными величинами коэффициента умножения и, расстояния между пьезоэлементами 8, угла между направлением ультразвукового луча и осью трубопровода а и временем измерения Т стабильность которого определяется кварцевая» генератором, и составляет величину !L6 — 1п я и не зависит от параметров элементов схемы обработки информации о расходе. В качестве выходного устройства может быть использовано цифровое устройство, либо дешиФратор, преобразукщий закодированную в запоминающем устройстве информацию о расходе в выходной унифицироваииый сигнал.

Формула изобретения

Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь с двумя пьезозлэментами, соединенными с г нератором импульсов через переключатель направления излучения ультразвука с усилителем, выход которого подключен к генератору импульсов, выходом подсоединенному к умножителю, и выходное устройство, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьааення точности, надежности и срока службы устройства, в него введены кварцевый генератор, делитель частоты, формирователь импульсов -эапирания, реверсивный счетчик и запоминающее уст-—

614328

Составитель В.Пирогов

Техред A Алатырев

Корректор; A. Лакида

Редактор О.Филиппова

Заказ 3682/35 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, %-3 5, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 ройство при этом выход умножителя подключен к счетйому входу реверсивного счетчика, выход которого через запоминающее устройство подключен к выходному устройству; выход кварцевого генератора через делитель частоты подсоединен к переключателю, формирователю импульсов запирания, реверсивному счетчику и эапоминакнцему устройству, выход делителя частоты подключен через формирователь импульсов запирания к реверсивному счетчику, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 191155, кл. 601 7 1/66, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

М 226879, кл. 5 01 F 1/66, 1968.