Одноканальный ультразвуковой расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>877332

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 211179 (21) 2841503/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 301081 Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 301Q81 (я)м. кл.з

С 01 F. 1/бб

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.179.16 (088.8) Научно-исследовательский и проектный институт агтоматизированных систем управления автомобильным транспортом общего пользования (71) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть примене но в технике измерений расхода жидкости, например расхода топлива.

Известен одноканальный ультразвуковой расходомер, включакхций две синхрокольцевые cxew, схемы запуска и индикатор 31) .

Недостаток известного расходомераневысокая точность и ненадежность, в связи с тем, что в нем схема запуска выполнена на аналоговых частотных элементах.

Наиболее близким к предлагаемому является расходомер, содержащий две . 15 синхрокольцевые схемы, каждая из которых включает в себя генератор, последовательно соединенные усилитель и формирователь, и подключенный к генератору и усилителю пьезопреобраэова- 20 тель, а также схему запуска и частотомер, соединенный с одним из выходов триггера счета, причем каждая синх- . рокольцевая схема содержит схему запрета и четыре схемы совпадения, од- 25 новибратор, триггер сдвига, триггер направлений, две схемы совпадения, два счетчика и дъа индикаторами.

Недостаток известного ультразвукового расходомера - схемная слож- 30 ность и низкая надежность работы вследствие большого количества входящих в него элементов.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности работы расходомера.

Поставленная цель достигается за счет того, что в ультразвуковой одноканальный расходомер, содержащий две сннхрокольцевые схемт, каждая нэ которых включает в себя генератор, последовательно соединенные усилитель и формирователь, н подключенный к генератору и усилителю пьез зопреобразователь, а также схему запуска и частотомер, введены два элемента И, подключенные к выходам генератора и формирователя соответствующей синхрокольцевой схеьвя,два элемента ИЛИ, подключенные ко входам генераторов соответствующей синхрокольцевой схевеа схема анализа, содержащая одновибратор, подключенные к его выходу первый элемент И и инвертор, и второй элемент И, первый вход которого соединен.с выходом инвертора, а второй вход - со вторым входом первого элемента И и с выходом элемента И первой синхрокольцевой схемы, причем вход одно877332 вибратора соединен с первым входом элемента ИЛИ первой синхрокольцевой схемы и с выходом элемента И второй синхрокольцевой схемы, а схема запуска выполнена общей для синхрокольцевых схем и содержит последовательно соединенные генератор запуска, элемент ИЛИ и первый элемент задержки, а также второй элемент задержки и триггер, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И схемы анализа, входом частотомера и входом второго элемента задержки, второй вход - eo входом первого элемента задержки и вторым входом элемента ИЛИ первой .синхрокольцевой схемы, а выход — с третьим входом эле» мента И второй синхрокольцевой схемы, причем выход второго элемента задержки соединен со входом элемента ИЛИ схемы запуска, а выход первого элемента задержки и выход второго элемента И схемы анализа соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ второй синхрокольцевой схемы.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого расходомера.

Устройство содержит акустический преобразователь 1 с пьезоэлементами 2 и 3, которые подключены к схемам синхрокольца, содержащим усилите" ли импульсов 4 и 5, формирователи б и 7, элементы И 8 и 9, элементы ИЛИ

10 и 11, генераторы 12 и 13. Расходомер содержит также блок анализа, включающий в себя одновибратор 14, инвертор 15, элементы И 16 и 17 и схему запуска, содержащую генератор

18 запуска, элемент ИЛИ 19, соответ,ственно первый и второй элементы 20 и 21 задержки, триггер 22, а также частотомер 23. Пьезоэлемент 3 соединен с выходом генератора 12 первой схемы синхрокольца и со входом усилителя 4 второй схемы синхрокольца.

Пьезоэлемент 2 соединен с выходом re нератора 13 второй схемы синхрокольца и со входом усилителя 5, импульсов первой схемы синхрокольца.

Выход усилителя 5 импульсов через формирователь 7 и элемент И 9 подключен к первому входу элемента ИЛИ

10 и ко входу однонибратора 14.

Инверсный выход генератора 13 под= ключен ко второму входу элемента

И 9.

Выход усилителя импульсов 4 соединен через формирователь 6 и элемент 8 к элементам И 16 и 17. Второй вход элемента И 8 соединен с инверсным выходом генератора 12. Формирователи 6 и 7 предназначечы для формирования импульсов, длительность которых значительно меньше выходных импульсов генераторов 12 и 13. Выход одновибратора 14 подключен ко второму входу элемента И 16 и через инвертор 15 - ко второму входу элемента И 17. Выход элемента И 16 подключен ко входу сброса триггера 22, ко входу частотомера 23 и через второй. элемент 21 задержки, элемент

ИЛИ 19 — ко второму входу элемента

ИЛИ 10, к установочному нходу триггера 22 и через первый элемент задержки 20 ко второму входу элемента ИЛИ 11. Второй вход элемента

ИЛИ 19 подключен к выходу генератора

10 запуска 18. Выход триггера 22 под".. ключен к третьему входу элемента И 9.

Зо

4О

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 12 импульс поступает на пьезоэлемент 3 и усилитель импульсов 4. Пьезоэлемент 3 излучает импульс по потоку. Пройдя через измерительную среду, импульс поступает на пьезоэлемент 2. Принятый пьезоэлементом 2 импульс поступает на вход усилителя 5 импульсов, усиливается, преобразуется формирователем 7 н остроконечный импульс длительности Т (с, который поступает на первый вход элемента И 9. При поступлении с инверсного выхода генератор 13 разрешающего сигнала на второй вход элемента И 9 остроконечный импульс проходит через элемент

И 9.

Одновременно с этим выходной сигнал генератора 12, поступая на вход усилителя 4 импульсов, проходит через формирователь 6 на один из нходов элемента И 8, через который он не проходит, так как с инверсного выхода генератора .12 на другой вход элемента И 8 поступает запрещающий сигнал длительностью 1)Т .

Импульс с выхода элемейта И 9, пройдя через элемент ИЛИ 10, запускает генератор 12 и однонибратор 14.

Далее процесс понторяется. Одновибра" тор 14 формирует импульс, который по одному входу подготавливает элемент И 16 и через инвертор 15 запирает элемент И 17. Импульс с выхода элемента ИЛИ 19, пройдя через элемент 21 задержкй и первый вход элемента ИЛИ 11, запускает генератор

13. Импульс с выхода генератора 13 поступает на пьезоэлемент 2 и усилитель 5 импульсон. Пройдя через усилитель 5 импульсов, формирователь

7, импульс поступает на вход элемента И 9, здесь задерживается, так как на другой вход. элемента И 9 с инверсного выхода генератора 13 поступает запрещающий сигнал длительностью С ) ig .

При поступлении сигнала на пьезоэлеменr 2 излучается импульс против потока. Принятый пьезоэлементом 3, импульс усиливается усилителем 4, преобразуется формирователем 6 в остроконечный импульс длительностью

Г саФ „. С выхода формирователя 6

877332

Формула изобретения схеьва.

50 импульс проходит через элемент И 8, так как на его другой вход с инверсного выхода генератора 12 поступает разрешающий сигнал. С выхода элемента И 8 импульс поступает на первые входы элементов И 16 и 17.

Так как время задержки элемента

20 намного больше длительности импульса одновибратора 14, то к приходу импульса с пьезоэлемента 3 будет подготовлен элемент И 17 разрешающим сигналом с выхода инвертора 15.

Импульс с выхода элемента И 8, пройдя через элемент И 17, элемент

ИЛИ 11, запускает генератор 13. Далее процесс повторяется.

Процесс генерирования каждого синхрокольца продолжается до тех пор, дока за счет разности времени распространения импульсов ПО и ПРОТИВ потока произойдет совпадение во времени сигнала с выхода элемента И 9 с сигналом с выхода элемента

И 8 в схеме анализа на входах элемента И 16. При этом с выхода элемента И 16 сигнал совпадения поступает на вход сброса триггера 22, на частотомер 23 и на схему запуска.

Пройдя через элементы 21 задержки, импульс совпадения устанавливает триггер 22 в нулевое состояние.Сигнал с его выхода запирает элемент И

9 для того, чтобы прошедший импульс с выхода элемента И 9 на вход генератора 12 и сигнал, прошедший после преобразования на усилитель 5, не прошел через элемент И 9 для генерации первого синхрокольца. Импульс совпадения, задержанный в элементе

21 задержки на время, большее времени пребывания импульса s преобразователе 1, поступает через элемент

ИЛИ 19, через элемент ИЛИ 10 на вход генератора 12. Этот же сигнал совпадения, пройдя через элемент 20 задержки, элемент ИЛИ 11, поступает иа вход генератора 13.

Процесс генерирования каждого синхрокольца повторяется до совпадения импульсов на входах элемента

И 16. Частота следования импульсов совпадения с выхода элемента И 16, пропорциональная расходу жидкости, измеряется частотомером 23., Данное устройство используется

s автомобильном транспорте для изме.. рения расхода топлива. Новое схемное решение ультразвукового расходо-. мера упрощает устройство, снижает стоимость, повышает надежность его работы.

Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий две синхрокольцевые схемы, каждая из которых вклю» чает в себя генератор, последовательно соединенные усилитель и формирователь, и подключенный к генератору и усилителю пьезопреобразователь, а также схему запуска и частотомер, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности работы, в него введены два элемента И, подключенные к выходам генератора и формирователя соответствующей синхрокольцевой схе-!

5 мы, два элемента ИЛИ, подключенные ко входам генераторов соответствующей синхрокольцевой схемы, схема анализа, содержащая одновибратор, подключенные к его выходу первый

2п элемент И и инвертор,,и второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а второй вход — со вторым входом первого элемента И и с выходом элемента И пер25 вой синхрокольцевой cxema, причем вход одновибратора соединен с первым входом элемента ИЛИ первой синхроко .льцевой схемы и с выходом элемента

И второй синхрокольцевой схемы, а схема запуска выполнена общей для двух синхрокольцевых схем и содержит последовательно соединенные генератор запуска, элемент ИЛИ и первый элемент задержки, а также второй эле мент задержки и триггер, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И схемы анализа, входом частотомера и входом второго элемента задержки, второй вход — co.âõîäîì первого элемента задержки и вторым

4р входом элемента ИЛИ первой синхрокольцевой схемы, а выход — с третьим входом элемента И второй синхрокольцевой схемы, причем выход второго элемента задержки соединен со входом

4 элемента ИЛИ схемы запуска, а выход первого элемента задержки и выход второго элемента И схемы анализа соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ второй синхрокольцевой

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 413382, кл. G 01 F 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 553456, кл. G 01 F 1/66, 1973 (прототип).

877332

Составитель Е. Литвинов

Редактор С. Крупенина Техред А.Бабннец

Корректор А. Гриценко

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 9598/63 . Тираж 705

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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