Способ измерения скорости неоднородного потока вещества и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока в трубопроводе. Целью изобретения является снижение погрешности за счет изменения физических свойств вещества. Колебания с генератора 2, в частотозадающую цепь которого включен датчик фазовой скорости, выполненный в виде объемного проточного резонатора 3, расположенного вдоль потока, подаются на передающую антенну 4. Излучаемые ею волны, частота которых пропорциональна фазовой скорости волн в веществе, перемещаемом по трубопроводу 5, принимаются антенной 6. Принятые волны, частота которых изменена по сравнению с частотой зондирующих волн на величину доплеровского сдвига, поступают на первый вход смесителя 7. На его второй вход подаются с генератора 2 волны с частотой зондирующего излучения. Выходной сигнал смесителя 7 подвергают обработке в блоке 8 и регистрации в блоке 1. Для достижения поставленной цели изменяют частоту зондирующих волн с помощью генератора 2 и достигают условия инвариантности фазовой скорости волн и собственной частоты колебаний резонатора, заполненного контролируемым веществом. 2 с, 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1615621 А1 (19l SU(ill (51) 5 С 01 Р 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0 1НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, (21) 4295504/24-10 (22) 13.08.87 (46) 23. 12.90. Бюл, Ф 47 (71) Институт проблем управления (72) A.С. Совлуков (53) 532,574 (088.8) (56) Викторов В.А. и др. Высокочастотный метод измерения пьезоэлектрических величин. — 11.: Наука, 1978, с. 265, 266. (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ СКОРОСТИ НЕОДНОРОДНОГО ПОТОКА ВЕЩЕСТВА И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕШИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока в трубопроводе. Целью изобретения является снижение погрешностей за счет измерения физических свойств вещества. Колебания с генератора 2, в частотозадающую цепь которого включен датчик фазовой скорости, выполненный

2 в виде объемного проточного резонатор ра 3, расположенного вдоль потока, чодаются на передающую антенну 4.

Излучаемые ею волны, частота которых пропорциональна фазовой скорости волн в веществе, перемещаемом по трубопроводу 5, принимаются антенной 6. Принятые волны, частота которых изменена по сравнению с частотой зондирующих волн на величину доплеровского сдвига, поступают на первый вход смесителя 7. На его второй вход подаются с генератора 2 волны с частотой зондирующего излучения. Выходной сигнал смесителя 7 подвергают обработке в блоке 8 и регистрации. Для достижения поставленной цели изменяют частоту зондирующих волн с помощью генератора 2 и достигают условия инвариантности фазовой скорости волн и собственной частоты колеб чий резонатора, заполненного контролируемым веществом, 2 с.и 2 3 п. ф-лы, 2 ил.

1615621

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока расхода вещества (жидкостей газов

У 5

Сыпучих веществ), перемещаемых по трубопроводам.

Целью изобретения является исклю ение погрешностей измерений за чет измерения физических свойств 10 ещества.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы стройства.

Устройство для осуществления спооба содержит датчик 1 фазовой ско- .15 ости волн, включенный в частотозадащую цепь генератора 2 и выполненый в виде объемного проточного резоатора 3 (фиг, 2) с двумя сквозными тверстиями (не показаны), располо- 20 енного вдоль потока. Устройство таксодержит доплеровский датчик скоости потока, выполненный в виде ередающей антенны 4, подключенной генератору 2 и согласованной через 25 убопровод 5 с приемной антенной 6.

1 ходы смесителя 7 подключены к приемII A и передающей антеннам. Выход смес теля 7 через блок 8 обработки подк чен к индикатору 9. 30

Устройство работает следующим образом.

IT .ереэ сквозные отверстия в полост резонатора проходит поток контрол руемого вещества. С целью устране35 н я нежелательного излучения подс единенные к полости участки металл ческого трубопровода 5 представл ют собой запредельные волноводы дитя частот колебаний, возбуждаемых 40 в резонаторе. !

Если вещество в потоке занимает полость резонатора полностью, то частота f О reнерируемых колебаний

r, - i,„i Å

r>lie f — собственная (резонансная) оп частота полого резонатора;

Я вЂ” диэлектрическая проницае- 50 мость, Колебания с генератора 2, в част<>тозадающую цепь которого включен датчик 1 фаэовой скорости, поступают на передающую антенну 4. Излучае55 мые ею волны, частота которых. пропорццональна фазовой скорости волн в контролируемом веществе, перемещаемоM Ilo трубопроводу 5, принимаются антенной 6, Принятые волны, частота которых изменена по сравнению с частотой зондирующих волн на величину доплеровского сдвига частот f, поступают на первый вход смесителя 7.

Д

На его второй вход подаются с генератора 2 волны с частотой f . Выходо ной низкочастотный сигнал с выхода смесителя 7 подвергают далее статистической обработке в блоке 8, выходной сигнал которого, поступающий на индикатор 9, соответствует усредненной величине частоты и, равной

ufo VHE

f. — — —,— cos 0

С ) где V — скорость потока;

С вЂ” скорость зондирующих волн;

0. — угол между направлениями волн и потока.

С помощью генератора 2 изменяют частоту f@, добиваясь условия инвариантности фаэовой скорости Чр, т.е. получают я — — = К вЂ” const.

Для Я = 1 (полый резонатор)

fî4 оп — К

С С

Следовательно, Таким образом, условие достижения инвариантности совпадает аналитически с выражением для собственной частоты колебаний резонатора заполненЭ ного контролируемым веществом. Это подтверждает достижение в схеме (фиг. 2) независимости результата измерения f, т.е. скорости V, от изменений диэлектрической проницаемости контролируемого вещества (т.е. от изменений U и изменений физических свойств вещества, от которых зависит

V ) ° Способ реализуем аналогично и в акустическом варианте зондирующих волн.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Способ измерения скорости неоднородного. потока вещества, перемещаемого в трубопроводе, заключающийся в зондировании потока электромагнитными волнами, приеме волн, рассеянных на неоднородностях вещества-.и изме1б15621

Составитель Ю. Власов

Техред Л.Олийнык

Редактор И. Иулла

Корректор Э.Лончакова

Заказ 3983 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,lpi рении доплеровского сдвига частот зондирующих и рассеянных волн, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения погрешностей измерений за счет измерения физических свойств вещества, измеряют фазовую скорость в контролируемом веществе и путем изменения частоты зондирующих волн поддерживают постоянным отношение значения частоты зондируемых волн к величине фазовой скорости, а о скорости потока судят по частоте зондирующих волн.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве зондирующих волн используют акустические волны.

3. Устройство для измерения скорости неоднородного потока вещества, перемещаемого в трубопроводе, содержащее генератор электрических колебаний, передающую и приемную антенны, смеситель, блок обработки и индикатор, причем выход генератора подключен к передающей антенне и первому входу смесителя, второй вход которого подключен к выходу приемной антенны, а выход через блок обра1р ботки — к индикатору, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что введен датчик фазовой скорости, установленный в трубопроводе и включенный в частотозадающую цепь генератора.

4. Устройство по п. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем,.что датчик фазовой скорости выполнен в виде объемного резонатора с двумя сквозными отверстиями, расположенными вдоль трубопровода.