Дата опубликования описания 300182, (53) УДК 534.232 (088. 8) Ю.А.богомолов, Л.И.Журавлев, Г.Г.Иордан, Е.С.Крысанова, З.И.Назаренко и И.ДЯелапутин (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский. институт теплоэнергетического приборостроения- -- - (71) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к,приборостроению, а именно к ультразвуковым контрольно-измерительным приборам, и может быть использовано для измерения расхода жидкостей.

Известен одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь с двумя пьезоэлементами, коммутатор, генератор импульсов, усилитель с линией задержки, умножитель частоты, смеситель, частотомер, NH тегрирующее звено, генератор синусоидальных колебаний с варикапами в колебательном контуре, амплитудный де" тектор и выходное устройство 1).

Однако известное устройство не обладает высокой точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий ультра- 20 звуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, выход которого подключен к генератору импульсов, умножитель, кварцевый ге нератор, делитель частоты, формирователь импульсов запирания, ревер" сивный счетчик, запоминающее устройство и выходное устройство, причем выход умножителя подключен к счетнок1у входу реверсивного счетчика, выход которого через запоминающее устройство подключен к выходному устройству, выход кварцевого генератора через делитель частоты подсоединен к пе" реключателю, формирователю импульсов запирания, реверсивному счетчику и запоминающему устройству, а выход

Делителя частоты подключен через фор-. мирователь импульсов запирания к ре» версивному счетчику (21.

Известное устройство, обеспечи.вая повышение точности за счет исключения зависимости выходного результата измерения от скорости звука, все же имеет погрешность измерения, определяемую соотношением расстоя901828 ния между пьезоэлементами и коэффциентом ct+, где t> вЂ” задержка импульсов в электрических цепях.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, делитель частоты, подключенный к переключателю направления излучения, кварцевый генератор, вычитающее и выходное устройство, введены линия задержки, кодирующее устройство и сравнивающее устройство, причем линия задержки включена между выходом усилителя и входом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу делителя частоты, входы кодирующего устройства подключены к выходам кварцевого генератора и делителя частоты соответственно, а его выход через вычитающее и сравнивающее устройства подключен к выходному устройству.

На чертеже представлена блок-cxe"" ма расходомера.

Расходомер состоит из преобразователя 1 с двумя пьезоэлементами 2 и 3, соединенными с генератором 4 импульсов и усилителем 5 через электронный переключатель 6 направления излучения ультразвука, линии 7 задержки, делителя 8 частоты, кодирующего устройства 9, кварцевого генератора 10, вычитающего устройства

11, сравнивающего устройства 12 и выходного устройства 13.

В электронноакустической цепи, состоящей из генератора 4 импульсов, преобразователя 1 с пьезоэлементами 2 и 3, усилителя 5 и линии

7 задержки, возникает последователь" ность импульсов, которая при излучении по потоку жидкости определяется периодом и при излучении против, потока

1 =,*--р-;я- °, :) где V - -средняя скорость потока жидкости

С вЂ” скорость звука в неподвижной жидкости;

Юф, 4

1 - расстояние между пьезоэлементами;

aC " угол между направлением ультразвукового луча и осью

5 трубопровода; время задержки сигналов в

3 линии задержки между усилителем и генератором импульсов.

J0 Введение линии задержки, обеспечивая существенное уменьшение основной погрешности расходомера, вносит незначительную дополнительную погрешность при изменении скорости звука в контролируемой среде. Величина этой погрешности определяется соотношением величин Ct> и f (Направление излучения изменяется с периодичностью, которая задается генератором

20 4 импульсов через делитель 8 частоты с коэффициентом деления N), Импульсы с генератора 10 поступают на кодирующее устройство 9, в котором с помощью этих импульсов длительности тактов переключения преоб" разуются в числа, равные Я:Г+Чпри излучении по потоку и NfT-V при излучении против потока.

Частота f кварцевого генератора

ЗО 10 выбирается в зависимости от требуемой разрешающей способности расходомера, В момент срабатывания переключателя 6 число с выхода кодирующего усту ройства 9 поступает на вычитающее устройство 11, где из него вычитается постоянное число, равное произведению МИ

Таким образом, за два такта рабоlp ты переключателя вычитающим устройством формируются два числа

N = Nf(T V - t)) (3) и 2 = Nf(Tч- t>) ° . (4) Дальнейшие арифметические операции с этими числами выполняются в сравнивающем устройстве 12, на выходе которого формируется разность пропорциональная измеряемому

1 1

1. расходу.

Полученный результат передается на выходное устройство для дальнейшего преобразования в унифицированный сигнал или используется для непосредственной цифровой индикации.

В случае преобразования полученного цифрового результата в унифици-:

1828

Формула изобретения

5 90 рованный выходной сигнал получаем

1 1

Цвы

После подставновки значений W u Z из уравнений (3) и (4) получаем

2 вых . cosK, вЂ” Т:Ф вЂ”

Таким образом, результат измерения определяется только постоянным коэффициентом при измеряемой величине скорости V, и не зависит or скорости звука С, и, следовательно, от температуры и других характеристик контролируемой среды.

Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, делитель частоты, подключенный к переключателю направления излучения, кварцевый генератор, вычитающее устройство и выходное устройство, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- лью повышения точности измерений, в него введены линия задержки, кодирующее устройство и сравнивающее устройство, причем линия задержки включена между выходом усилителя и входом генератора импульсов, второй выход которого подключен ко входу делителя частоты, входы кодирующего устройства подключены к выходам квар. цевого генератора и делитепя частоты соответственно, а его выход через вычитающее и сравнивающее устройства подключен к выходному устройству.

Источники информации, принятые во внимание при экпертизе

2в 1. Авторское свидетельство СССР

У 226879, кл. G 01 F 1/66, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

N 614328, кл. G 01 F 1/66, 1977 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 12356/49

Тираж 670 Подписное

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

Импульсный ультразвуковой расходомер // 885808

Ультразвуковой частотно-импульсный расходомер // 879306

Одноканальный ультразвуковой расходомер // 877332

Одноканальный ультразвуковой расходомер // 872965

Пьезоэлектрический расходомер // 870944

Ультразвуковой частотно-временной расходомер // 864011

Ультразвуковой расходомер // 853397

Способ измерения расхода водных,вод-ных наносонесущих и селевых потоков внеоборудованных руслах // 853396

Вихревой расходомер // 847046

Устройство для ультразвукового измерения расхода жидкости // 2100780

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано для измерения расхода звукопроводящих жидких сред в различных отраслях народного хозяйства, в частности для контроля и учета мгновенного и накопленного расходов теплоносителя и тепла в магистралях систем водо- и теплоснабжения

Акустический расходомер // 2101681

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкой среды и скорости потока в магистральных трубопроводах

Ультразвуковой частотно-импульсный способ измерения расхода и устройство для его осуществления // 2104498

Способ измерения расхода нефти и нефтепродуктов // 2104499

Ультразвуковой расходомер // 2106602

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерительным приборам, выполняющим измерение расхода жидкости с помощью ультразвука

Ультразвуковой расходомер // 2106603

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях народного хозяйства для коммерческого учета расхода и объема нефтепродуктов и других жидкостей

Волновой способ измерения расхода // 2111458

Изобретение относится к области измерения расхода и может быть использовано для измерения расхода газообразных и жидких веществ

Способ измерения расхода текущих жидкостей с переменным уровнем и расходомер жидкости // 2112928

Вихревой расходомер // 2121136

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в химической, нефтехимической и других областях промышленности, а также в системах тепло- и водоснабжения для точного измерения расхода текучей среды, преимущественно жидкости, протекающей в трубопроводах

Способ измерения расхода жидких и газообразных сред // 2123668