Устройство для измерения вектора скорости потока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, коммутатор, задающий генератор, фазоизмерительный блок, сумматор и блок выделения разности , отличающееся тем, что, с целью повышения точности из- . мерения знакопеременных потоков, оно снабжено третьим обратимым электроакустическим преобразователем, датчиком эталонного напряжения, двумя делителями и блоком памяти, причем обратимые электроакустические преобразователи через коммутатор под ключены к задающему генератору и фазоизмерительному блоку, его выходы через делители, вторые входк которых подключены к датчику эталонного напряжения, соединены с входами блока памяти, выходы которых подключены к входам сумматора и блока выделения разности. СП со о ч

„„SU„„ 1015307 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮ G 01 Р 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬС т ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3338294/18-10 (22) 16.09.81 (46) 30.04.83. Вюл. Р 16 (72) В.И.Смирнов (53) 681.121 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 602866, кл. G 01 Р 5/00, 1976

2. Авторское свидетельство .СССР9 708228, кл. G 01 Р 5/00, 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЕКТОРА СКОРОСТИ ПОТОКА, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, коммутатор, задающий генератор, фазоизмерительный блок, сумматор и блок выделения разности о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения точности измерения знакопеременных потоков, оно снабжено третьим обратимым электроакустическим преобразователем, датчиком эталонного напряжения, двумя делителями и блоком памяти, причем обратимые электроакустические преобразователи через коммутатор подключены к задающему генератору и фазоизмерительному блоку, его вЫходы через делители, вторые входы которых подключены к датчику эталонного напряжения, соединены с входами блока памяти, выходы которых подключены к входам сумматора и блока выделения разности.

1015307

Изобретение относится к ультра.звуковым измерениям и может быть использовано для измерения скорости потока жидких и газообразных сред, Известно устройство для автоматического измерения скорости потока, содержащее акустический преобразователь, генератор, дна измерительных канала, каждый из которых содер-, жит модулятор, фазометр и реле, ком мутатор, интегратор, два сумматора„ ,.10 две схемы И и регистрирующий прибор f1).

Недостатком устройства является зависимость результата измерения от скорости распространения ультра- 15 звука н средах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройстно для измерения скорости потока, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя,. коммутатор, задающий генератор, дна фазоизмерительных блока, два модулятора, фазонращатель, блок управления, сумматор и блок выделения 71 разности, .причем задающий генератор через модуляторы подключен к обратимым электроакустическим преобразователям, и к первым входам фазо. .змерительных блоков, через фазовращатель — к вторым входам фазоизмерительных блокон, а через коммутатор — к управляющим входам модуляторов, ныходы фазоизмеритель-(, ных блоков подключены к входам сумматора и блока выделения разности, а выход сумматора через блок управления подключен к управляющему входу задающего генератора 2 .

Недостатком известного устрой- 4О стна является низкая точность при измерении знакопеременных потоков.

Цель изобретения — повышение точности измерения энакопеременных потоков. 45

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения вектора скорости потока, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, коммутатор, задающий генератор, фаэоизмерительный блок, сумматор и блок вь"еления разности, снабжено третьим обратимым электроакустическим преобразователем, датчиком эталонного напряжения, двумя делителями и блоком памяти, причем обратимые электроакустические преобразователи через коммутатор подключены к задающему генератору и фазоизмерительному блоку, его выходы через делители, вторые входы которых подключены к датчику эталонного напряжения, соединены с входами блока памяти, выходы которого подключены к входам сумматора и блока выделения разности. I 65

На чертеже представлена блок-cxe ( ма устройства.

Устройство содержит три обратимых электроакустических преобразое . вателя 1-3, первый иэ которых рас- положен в начале координат, а два других на равных расстояниях по кЬординатным осям, коммутатор 4, задающий генератор 5, фаэоиэмерйтельный блок б, два делителя 7 и 8, датчик 9 эталонного напряжения, блок

10 памяти, сумматор 11 и бЛок 12 выделения разности.

Устройство работает следующим образом.

В первом цикле измерений коммутатор 4 подключает выход задающего генератора 5 к электроакустическому преобразователю 1 и входам. фаэоизмерительного блока 6. Ультразвуковые колебания преобразователя 1 распространяются через среду, принимаются электроакустическими преобразователями 2 и 3, преобразуются н электрические импульсы и поступаютчереэ коммутатор 4 на входы фазоизмерительного блока 6, напряжения на выходах которого будут пропорциональны фаэовым сдвигам при распространении сигнала по току.

К,(щ1 K0ul

0 = 1 О !

"е„с+ч, е с й. где К вЂ” коэффициент преобразования, щ> — частота излучения; — база измерения>

С вЂ” скорость распространения колебаний;

V. — проекция вектора скорости потока на ось Х, Ч вЂ” проекция вектора скорости потока на ось Y.

Эти напряжения поступают на делители 7 и 8, на вторые входы которых поступает единичное напряжение с датчика 9 эталонного напряжения, и преобразуется в обратные величины

K (1+v„) (с,> о - "иО%г

1 где К вЂ” коэффициент преобразова2ния делителя.

Полученные напряжения записываются н блок 10 памяти. На этом эаканчи. вается первый цикл измерений.

Во втором цикле измерений коммутатор подключает выход задающего генератора к электроакустическому преобразователю 2 и к первому входу фазоизмерительного блока б, а затем к электроакустическому преобразователю 3 и второму входу фаэоизмерительного блока. Иэлученные ультразвуковые импульсы поочередно принимаются электроакустическим преобразователем 1, преобразуются в электрические и поступают на входы фазоиэмерительного блока б. В результате

1015307

Составитель Н.Бурбело

Редактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор О.Билак

Заказ 3200/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на его выходах формируются напряжения, пропорциональные фазовым сдвигам при распространении сигналов против потока.

К,Са. К ай, 0 и .U

Фз СЧл . Ф4 CV2

После преобразования в делителях

7 и 8 в обратные величины, напряжения

k (c-Ю . К,(с-ч,)

Ф4 94 сць 10 поступят в блок 10 памяти для суммарно-раэностной обработки.

В результате на выходе сумматора

11 и блока 12 выделения разности получатсв . напряжения к1(С+у ) к1(С V„)

lUT ° 4 КЪС1

0 k(C+Vа) Ка(С-ММ

®4 (gal 2

K (C iV4 К 2 (С-ЧД) "р,= щ щ =к ч,;

По полученным значениям Up, и 0Р определяют вектор скорости потока.

Положительный эффект предлагаемого изобретения состоит в повышении точности измерения эа счет исключения влияния С на результата измерения. Кроме того, устройство позволяет измерять вектор скоростизнакопеременных потоков.